高濃度酸素ドープによる高温超伝導薄膜の大面積・高速成膜法の開発

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1.レーザアブレーションによる高品質YBaCuO超伝導薄膜の作製エキシマレーザならびにYAGレーザの4倍高調波を用いたレーザアブレーションの実験を行い、基板温度、ガス圧、ガス流量、ターゲット基板間距離、レーザ出力、基板材料等の条件が膜質に及ぼす影響について詳細に調べた。その結果、条件を最適化することで、SrTiO_3,LaAlO_3,MgO基板上に高品質YBaCuO薄膜を得た。得られた膜の臨界温度(T_c)、および77K 零磁場中での臨界電流密度(J_c)はそれぞれ、T_c=92K,J_c=4-5×10^6A/cm^2(SrTiO_3);T_c=90K,J_c=1×10^6A/cm^2(LaAlO_3);T_c=88K,J_c=5×10^5A/cm^2(MgO)である。また、YBaCuO超伝導層/SrTiO_3絶縁層/YBaCuO超伝導層の多層構造の作製条件を確立した。得られた膜の超伝導特性をさらに詳細に調べるため、実用上重要となると考えられる次の2点について重点的に実験を行った。2.YBaCuO薄膜の磁束ピン止め特性の評価超伝導体の磁束ピン止め特性の解明は、高電流密度化、磁束雑音の低減、電流-電圧特性の理論表式の導出など、実用上極めて重要となる。上述した薄膜を用い、電流-電圧特性の温度・磁場依存性を10桁以上の広い電界領域に亘って詳細に計測し、理論的考察を加えることによって、臨界電流の統計的局所分布を明らかにすると共に、輸送特性の温度・磁場依存性を定量的に記述する理論表式の導出に成功した。3.YBaCuO薄膜のマイクロ波特性の評価移動体通信用の高周波素子として需要が期待される YBaCuO高温超伝導薄膜の高周波損失、磁場侵入長等、高周波領域における基礎的パラメータの測定を行った。