高温超伝導薄膜と金属界面に関する研究

高温超导薄膜与金属界面研究

基本信息

批准号：
10142206
负责人：
田中三郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10142206/
关键词：
超伝導顕微鏡 SQUID

项目摘要

高温超伝導SQUID磁束計の性能向上には目覚しいものがあり、磁場分解能は数10fT/Hz^<1/2>のものが作られるようになってきた。しかしながら、高温超伝導SQUIDにダンピング抵抗を付与することでさらなる性能の向上が期待できる。そのためには抵抗となる金属薄膜と超伝導薄膜との界面の解析が必要となるので、今回、それらの解析を目標として高温超伝導SQUIDを用いたSQUID顕微鏡を設計作製した。これまでにいくつかのタイプの高温超伝導SQUID顕微鏡が考案されており、それらは被測定物の温度によって分類される。一つは室温サンプル用でもう一つは液体窒素温度サンプル用である。共にSQUID素子自身は液体窒素温度に維持されるが、前者の方式では真空窓によってサンプルとSQUIDが分離断熱されており、後者の方式では一般にサンプルとSQUIDが液体窒素に浸漬される。それぞれに利点があり、前者ではサンプルの温度に自由度があるが、サンプルを真空窓の厚さよりも接近させることができない。一方、後者の液体窒素温度タイプではサンプルとSQUIDの距離を接触するぎりぎりまで近づけることができるが、サンプル温度に自由度がない。我々の目的のためにはサンプルをぎりぎりまで接近させることができ、かつ、サンプル温度が可変である構造が必要となる。そこで、SQUIDを格納したクライオスタットとは別にサンプル室を設け、ゲートを閉めることによってそれぞれを独立して排気できるシステムを設計した。この設計によると、ゲートを開けることによってサンプルとSQUIDの距離を原理的には数ミクロンメートルにすることができる。これを用いて穴をあけた超伝導薄膜に約14φ_0の量子化磁束をトラップさせたイメージを観察することができた。

高温超导鱿鱼磁通量表在改善性能方面已经显着，并且已经产生了几十英尺/hz^<1/2>的磁场分辨率。但是，通过为高温超导鱿鱼提供阻尼阻尼性，可以预期进一步提高性能。这需要对金属薄膜之间的界面进行分析，金属薄膜是电阻和超导薄膜，因此我们使用这些分析作为目标设计和制造了鱿鱼显微镜和制造鱿鱼显微镜。到目前为止，已经设计了几种类型的高温超导鱿鱼显微镜，并根据要测量的物体的温度进行了分类。一种用于室温样品，另一种用于液氮温度样品。两种鱿鱼元素都保持在液氮温度下，但是在以前的系统中，样品和鱿鱼被真空窗口分离并覆盖，而在后一个系统中，样品和鱿鱼通常浸入液氮中。每个都有其优势，尽管前者在样品温度下具有自由度，但它不能使样品比真空窗口的厚度更接近。另一方面，后者的液氮温度类型使样品和鱿鱼之间的距离接近接触的近距离接近，但是样品温度没有自由度。出于我们的目的，可以将样品带到最后一个结构，并且需要可变的样品温度。因此，将样品室与存储鱿鱼的低温恒温器分开设置，并设计了一个系统，可以通过关闭栅极来使每个单独的疲惫。根据此设计，打开门可以使样品和鱿鱼之间的距离原则上是几微米米。使用它，我们能够观察一个大约14φ_0的量化磁通量的图像，被困在带有孔的超导薄膜中。