酸化物高温超伝導体固有の超格子構造から発現する電子現象の解明と機能化に関する研究

氧化物高温超导体特有的超晶格结构中出现的电子现象的阐明和功能化研究

• 批准号: 06216215
• 负责人: 大矢 銀一郎
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06216215/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; Bi_2Sr_2CaCu_2O_y; 単結晶; 超格子構造; ジョセフソントンネル接合; 交流ジョセフソン効果; 磁束量子; 位相同期

本研究は、銅酸化物系高温超伝導体の超伝導発現を担う金属的CuO_2層とこれを分離する非金属的ブロック層の交互の積層による自然超格子構造とこれに基づく異方的電気磁気的特性に着目し、これに起因する高温超伝導体固有の新しい電子現象の探索・究明と、その機能化(デバイスへの応用)を図ることが目的である。本年度は、Bi_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶(Tc〜80K)固有のジョセフソン接合的振舞を明確にすると共に、そのデバイス化への道を拓くべく、大型結晶のC軸方向のマイクロ波(8-10GHz)応答特性を測定し、詳細な検討を行った。その結果、以下のような、単結晶を構成する直列ジョセフソン接合による3種類の動作モードの観測に成功し、同単結晶のデバイス応用への足掛りを得た。1.交流ジョセフソンモード:照射マイクロ波電力が比較的小さいとき、電流-電圧特性上に交流ジョセフソン効果による定電圧(シャピロ)ステップが誘起され、このとき結晶中の約100個のジョセフソン接合が位相同期して動作することが確認された。2.フラクソン共鳴モード:マイクロ波電力が比較的大きく、その周波数が結晶ジョセフソン接合の共振周波数にほぼ等しいとき、磁束量子がジョセフソン接合内に導入され電磁波と位相同期して共鳴運動することが、電流-電圧特性上に誘起された急峻な電圧ステップの観測から確認された。3.フラクソン非共鳴モード:マイクロ波電力が比較的大きい場合であっても、その周波数が結晶ジョセフソン接合の共振周波数と大きく異なる場合は、ジョセフソン接合内に導入された磁束量子は電磁波と位相同期せずフロー運動することが、電流-電圧特性上に誘起されたブロードな電圧ステップの観測から確認された。

In this study, the CuO_2 layer of copper oxide-based high-temperature superconductor was used.れをSeparationするNon-metallic ブロックlayerinteractionのlaminatedlayerによるnaturalsuperlatticestructureとこれにbaseづThe characteristics of electricity and magnetism are different. The origin and origin of the electricity are the new ones inherent in high-temperature superconductors. Exploring and clarifying phenomena, and functionalizing them (デバイスへの応用)を図ることがpurposes. This year, Bi_2Sr_2CaCu_2O_y single crystal (Tc ~ 80K) has a unique joint vibration and a clear joint.のデバイス化への道を图くべく、Measurement of response characteristics of C-axis direction of large crystals (8-10GHz)、Detailed analysis of the line.その results, the following のような, single crystal を composed of する in-line ジョセフソン joint による 3 types The action of the similar movement is successful, and the crystallization of the same type is achieved by using the foot hanging. 1. AC voltage: The AC voltage is a constant voltage due to the relatively small voltage and current-voltage characteristics of the irradiated マイクロwave power. (シャピロ)ステップが inducing され, このときの about 100 The action of のジョセフソンjoining is the same period and the action is confirmed. 2. Frozen Resonance Wave: The relatively large frequency and frequency of the wave power of the waveがcrystal ジョセフソンjoint のresonance frequency にほぼet しいとき、magnetic beam quanta がジョThe electromagnetic wave and phase synchronization phase of the electromagnetic wave and the resonance movement of the electromagnetic wave and electricity are introduced into the セフソン joint. The electric current-voltage characteristics are determined by the electric pressure test and confirmation. 3. Frozen non-resonance type: The relatively large size of the wave power,そのcyclic frequency がcrystallization ジョセフソンjoint のresonance frequency と大きくdifferentなるoccasionは、ジョセフThe magnetic beam quantum and electromagnetic wave introduced into the joint are in the same phase and the motion is in the same phase. , the current-electric pressure characteristics are not induced by the electric pressure test and the electric voltage is measured and confirmed.

项目成果

Gin-ichiro Oya: "Atomic Oxygen Effect on the in situ Growth of Stoichiometric YBa_2Cu_3O_<7-δ> Epitaxial Films by Facing Targets 90° off-Axis RF Magnetron Sputtering" Journal of Applied Physics. 77(掲載予定). (1995)

Gin-ichiro Oya：“面向目标 90° 离轴射频磁控管溅射对化学计量 YBa_2Cu_3O_<7-δ> 外延薄膜的原位生长的影响”应用物理学杂志 77（待出版）。 ）

Akinobu Irie: "Microwave Response of Intrinsic Josephson Junctions in BSCCO Single Crystals" IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 5(掲載予定). (1995)

Akinobu Irie：“BSCCO 单晶中本征约瑟夫森结的微波响应”IEEE 应用超导汇刊 5（即将出版）。

Akinobu Irie: "Growth and Tunneling Properties of (Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y Single Crystals" IEICE Transactions on Electronics. E77-C. 1191-1198 (1994)

Akinobu Irie：“(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y 单晶的生长和隧道特性”IEICE Transactions on Electronics。

Akinobu Irie: "Flux Flow Behavior in the Intrinsic Josephson Junctons in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y Single Crystals" Physica C. 235-240. 3277-3278 (1994)

Akinobu Irie：“Bi_2Sr_2CaCu_2O_y 单晶中本征约瑟夫森结的通量流动行为”Physica C. 235-240。

Chien Chen Diao: "The Improvement of Compositional Distribution in Depth and Surface Morphology of YBa_2Cu_3O_<7-δ> -SrTiO_x Multilayers" IEICE Transactions on Electronics. E77-C. 1209-1217 (1994)

Chien Chen Diao：“YBa_2Cu_3O_<7-δ> -SrTiO_x 多层的深度和表面形态的成分分布的改进”IEICE Transactions on Electronics（电子学报）1209-1217。