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所产生的电子现象的阐明和功能化研究

基本信息

批准号：
05224213
负责人：
大矢銀一郎
金额：
$ 2.3万
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：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

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,pb)_2Sr_2CaCu_2O_y結晶(T_c〜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、種々のPb組成の結晶を成長し、その結晶構造を調べ、c軸方向のジョセフソン接合特性についてマイクロ波応答特性を測定し検討を行った。得られた結果は以下のようにまとめられる。1.(Bi_<1-x>Pb_x)_2Sr_2CaCu_2O_y(0≦x≦0.5)単結晶を溶融法により成長し、x=0のとき、最大約15×12×0.6mm^3の結晶を成長することに成功した。結晶のサイズはPb仕込量の増加とともに減少した。Bi_2Sr_2CaCu_2O_yのもつ変調構造は0≦x<〜0.3の結晶において保持され、〜0.3≦xの結晶では消失した。2.同結晶のc軸方向の電流-電圧特性は、xの如何にかかわらず分枝を伴うヒステリシス特性を示し、いずれの結晶もc軸方向に多数のジョセフソントンネル接合が直列構成されていることを確認した。3.Bi_2Sr_2CaCu_2O_y結晶に8-10GHzのマイクロ波を照射し,その応答を調べた。マイクロ波電力が比較的低いとき、電流-電圧特性上に交流ジョセフソン効果による定電圧ステップが誘起され、結晶中の約100個のジョセフソン接合に位相ロックが生じた。一方、マイクロ波電力が比較的大きいとき、結晶ジョセフソン接合内に磁束量子が導入され、その運動と電磁波とによる同期現象が発生することを見出した。

This research focuses on the natural superlattice structures by alternating stacking of metallic CuO_2 layers that are responsible for the superconductivity of copper oxide-based high-temperature superconductors and the anisotropic electromagnetism properties based on these, and the aim of searching and exploring new electronic phenomena unique to high-temperature superconductors resulting from this, and to functionalize them (applying them到设备）。在今年，为了澄清（BI，PB）_2SR_2CACU_2O_Y晶体（T_C -80K）的约瑟夫森交界行为，并打开设备化的途径，种植了各种PB组成的晶体，并测量了晶体结构，并测量了Microwave响应特性，并测量了Junds的特性。检查了响应特征。所获得的结果可以汇总如下：1。单晶（BI__ <1-X> PB_X）_2SR_2CACU_2O_Y（0≦X≦0.5）通过熔化方法生长，当X = 0，最多约15×12×0.6 mm^3时，最多生长。晶体的大小随着PB载荷的增加而降低。 BI_2SR_2CACU_2O_Y的调制结构保留在晶体中，值为0≦x <≦0.3，并在晶体中消失，值为≦0.3≦x。 2。在C轴方向上相同晶体的电流特性显示出滞后特性，无论X如何，分支都具有分支，并且可以证实许多Josephson隧道连接处是在C轴方向串联形成的。 3。BI_2SR_2CACU_2O_Y晶体用8-10 GHz微波辐射，并检查其响应。当微波功率相对较低时，AC Josephson对电流 - 电压特性的影响会诱导恒定电压步，从而导致相位锁在晶体中约100个Josephson连接处。另一方面，当微波功率相对较大时，发现磁通量被引入晶体约瑟夫森连接处，从而导致同步现象，这是由于晶体和电磁波的运动而引起的。