制御された短絡抵抗をもつ超伝導微小トンネル接合の研究

抗短路能力可控的超导微隧道结研究

• 批准号: 07740287
• 负责人: 島津 佳弘
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740287/
• 关键词: 微小トンネル接合; 超伝導; 超伝導絶縁体転移; ジョセフソン効果; 帯電効果; 散逸; 量子抵抗; リ-ド抵抗

超伝導電極をもつ微小トンネル接合(微小ジョセフソン接合)では、散逸の強さをパラメータとして超伝導絶縁体転移が起きることが理論的に予想されているが、実験的にはこのような転移はまだ確認されていない。接合のごく近くに並列に短絡抵抗を付けることによって散逸の強さを制御し、予想されているような転移がみられるかどうかを調べることを第一の目的として、本研究を行った。単一接合を実験的に調べるときの最大の問題は、リ-ドが顕著な影響を与えることである。リ-ドの影響を小さくするためにはリ-ド抵抗を量子抵抗h/e^2より大きくしなければならない。そこで、リ-ドに使用するための、抵抗の高いNiCr薄膜の作製条件について調べた。そして、面抵抗1kΩ程度の薄膜が安定に作製される条件を見つけた。微小トンネル接合は、電子線リソグラフィーとAlの斜め蒸着によって作られた。まず、短絡抵抗を接続しない状態で、単一接合の電気伝導のトンネル抵抗に対する依存性を調べた。単一接合のゼロバイアス微分抵抗の温度依存性を高抵抗リ-ド線を用いて測定した結果、トンネル抵抗が12kΩ程度以上のときは接合は絶縁体的にふるまい、7kΩ程度以下のときは超伝導的になることがわかった。この結果は、超伝導絶縁体転移の臨界抵抗が量子抵抗h/(4e^2)程度であることを示唆している。この結果も散逸による相転移として解釈することができ、理論的予想との比較を行った。リ-ド抵抗の低い場合の測定結果と比較することで、接合の本来の伝導特性を調べるためには高抵抗リ-ド線を使用することが不可欠であることもわかった。次に、短絡抵抗が付加された接合の作製条件を調べた。接合の短絡抵抗としても、電子線リソグラフィーで加工したNiCr薄膜を使用することにした。Alの接合と、NiCrのリ-ド線及びNiCrの短絡抵抗の接続のためのマスク合わせは、基板上の目印を電子顕微鏡で観察しながら行い、約0.2μm位の精度が得られるようになった。Al薄膜の上にNiCrを重ねて蒸着した部分に関して、良好な電気的接続を得るために、電子線衝撃によるAl薄膜の表面の洗浄を試みた。電子線の強度や、電子線を当てる時間の条件を詳細に調べた結果、良好な接続を得るための条件がほぼ明らかになった。現在、量子抵抗より大きいトンネル抵抗をもつ接合に対しいろいろな値の短絡抵抗が接続された試料を作製し、電気伝導の測定を進めている。

Superconductor electrode micro-junction (micro-junction), dispersion and strength of superconductor shift, theoretical assumption, and confirmation. The first objective of this study is to control the dispersion of carbon dioxide and carbon dioxide. The biggest problem with the joint is that it has a lot of influence. Although the influence of rigid-rod is small, the rigid-rod resistance and quantum resistance h/e^2 are both large. The process conditions for preparing NiCr thin films with high resistance to corrosion are adjusted. The stability of thin films with a surface resistance of 1kΩ can be seen in the following conditions: Microscopic bonding, electronic wiring, etc. The state of contact, electrical conduction and resistance of a single contact are dependent on the resistance. The temperature dependence of differential resistance of a single joint is measured by the temperature curve. The temperature resistance of the joint is above 12kΩ, and the temperature dependence of the joint is below 7kΩ. The results show that the critical resistance of the superconductor to the quantum shift is h/(4e^2). The result of this study is that the phase shift of the theory is different from that of the theory. Comparison of measurement results for low resistance and high resistance applications Second, the short network resistance is increased by adjusting the working conditions of the joint. Bonding short circuit resistance, electronic wire processing, NiCr thin film processing Al bonding, NiCr bonding, NiCr bonding Al thin film on the surface of NiCr vapor deposition, good electrical contact, electron beam impact, Al thin film surface cleaning test The intensity of the electron line, the time of the electron line, the results of the adjustment, the conditions of the good connection, and the conditions of the good connection. Now, the quantum resistance of the large cell resistance of the joint, the resistance of the short cell resistance of the middle cell resistance of the middle cell resistance of the short cell resistance of the joint sample preparation, the electrical conductivity of the determination of the middle cell resistance.