硼化マグネシウムと酸化物高温超伝導体の異種接合における酸素による界面制御性の研究

硼化镁与氧化物高温超导体异质结与氧界面可控性研究

基本信息

批准号：
16760008
负责人：
内山哲治
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度,酸化物高温超伝導(HTS)薄膜とMgB_2薄膜の系における異種接合において,特徴的なHTSとMgB_2の異種ギャップ構造の兆候を観測したが,さらに特性を向上させるためには,下部電極としてのHTS薄膜の表面平滑性が非常に重要であることが分かった.そこで,これまでレーザー蒸着法を用いてHTS成膜を行ってきたが,より表面平滑性の向上が見込まれる有機金属分解(MOD)法を用いて薄膜作製を行った.まずHTSよりも構成元素数が少なく,絶縁層・バッファー層として利用可能なSrTiO_3(STO)薄膜をMgO基板上に作製した.その結果,焼成温度までの昇温過程が非常に重要であり,核結晶を生成する500℃近傍の低温度領域を急速に通過する方がSTOの結晶性が優れていることがわかった.つまり,40nmの膜厚試料に対して,一定速度(20℃/min)で昇温するよりも急速加熱処理(約800℃/min)の方が,X線回折結果で半値幅〜2°,原子間力顕微鏡結果で表面平坦性2-3nmの非常に良質なSTO薄膜が得られた.次に,HTS成膜としてBi_2Sr_2CaCu_2O_<8+x>(BSCCO)薄膜をMOD法で作製した.ここで接合時のマイクロ波応答評価を考慮して誘電率の低いMgO基板を用いるが.MgO基板とBSCCO薄膜とでは格子整合性が非常に悪いため,先に作製したSTOをバッファー層とした.まずBSCCO/MgO基板とBSCCO/STO基板で最適化条件を求めたが,BSCCO/STO/MgO基板では両基板で求めた条件の中間に最適条件が存在した.STOバッファー上にBSCCO薄膜を作製したおかげで,BSCCOの半値幅もバッファー程度のものができ,面内配向においてもエピタキシャル成長を反映したcube-on-cubeであることが確認された.現在,このBSCCO薄膜を下部電極として,MgB_2薄膜との異種接合化を行っている.

去年，在高温超导（HTS）薄氧化物膜和MGB_2薄膜的异质连接中，我们观察到了HTS和MGB_2薄膜之间异质间隙结构的特征指示，并且发现HTS薄膜的表面平滑性是非常重要的，并且非常重要，并且非常重要，并且可以进一步改进。因此，HTS膜已使用激光蒸气沉积沉积，并使用金属有机金属分解（MOD）方法制造薄膜，该方法有望改善表面光滑度。首先，在MGO底物上制造的构成元素的h srtio_3（sto）薄膜的组成元素少于TS，该薄膜可以用作绝缘层和缓冲层。结果，发现直至发射温度的温度升高过程非常重要，并且在迅速通过500°C的低温区域（在产生核晶体）附近的低温区域时，STO结晶度更好。换句话说，对于40 nm的膜厚度样品，X射线衍射连接的加热比以恒定速度（20°C/min）上升时更快（约800°C/min）。在结果中，通过原子力显微镜获得了一半最大宽度2°宽度，表面平整度为2-3 nm，表面平坦度为2°。接下来，使用mod方法将BI_2SR_2CACU_2O_2O_ <8+X>（BSCCO）薄膜作为HTS膜制造。在这种情况下，使用低介电常数MGO底物用于考虑粘结时的微波反应评估。由于MGO底物和BSCCO薄膜之间的晶格兼容性非常差，因此以前准备的STO被用作缓冲层。 First, BSCCO/MgO substrate and B Optimization conditions were determined on the SCCO/STO substrate, but the optimum conditions were found between the conditions obtained on both substrates.BSCCO thin film was fabricated on the STO buffer, and it was confirmed that the half-width of BSCCO was about a buffer, and that the in-plane orientation was also cube-on-cube, which reflected epitaxial growth.当前，该BSCCO薄膜用作与MGB_2薄膜形成异质键的下部电极。