高温超伝導80K相Bi系単結晶基板を用いたSーNーS構造デバイスの作製とその評価

高温超导80K相Bi基单晶衬底S-N-S结构器件的制作与评价

基本信息

批准号：
02226222
负责人：
徳高平蔵
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tottori 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：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

80K相BiーSrーCaーCuーO(Bi系)バルク単結晶の清浄表面上に金属あるいは絶縁物をエピタキシャル成長させる。その上に、超伝導体をエピタキシャル成長させることによって、超伝導体S_1(酸化物高温超伝導バルク単結晶)ー金属N(Ag,Auなど),絶縁体I(Y_2O_3,Bi_2O_3など)ー超伝導体S_2(Pb,Nb、最終的には酸化物超伝導薄膜)構造を持つ超伝導エレクトロニクスデバイスを作製する。本研究は、デバイスの作製と各々のエピタキシャルさせた表面を種々の表面分析法により評価することを目的としている。主な研究成果を箇条書にする。(1)大型でしかも高品質な80K相Bi系バルク単結晶の作製条件を明らかにした。Bi:Pb:Sr:Ca:Cu=1.7:0.3:1:1:2の原材料組成を用いて、940℃の溶融温度と830℃の炉冷開始温度で作製することにより、7K相とのインタ-グロ-スの極めて少ない大型の単結晶(板状で5×5mm^2の大きさ)を作製することができた。(2)表面が平坦なBi系超伝導薄膜の作製条件を明らかにした。rfマグネトロンスパッタ法により、混合粉末タ-ゲットを用いて基板温度400℃で堆積し、大気中でポストアニ-ルを行うことによって表面が非常に平坦で80K単相の薄膜を得ることができた。(3)80K相Bi系バルク単結晶の清浄表面が大気中劈開し真空中での加熱、あるいは真空中劈開により得られることを明らかにした。(4)平坦なBi系超伝導薄膜の表面は、不純物層で覆われていることを明らかにした。(5)80K相Bi系バルク単結晶表面上にAgが島状エピタキシャル成長している。(6)SiやNbは、バルク単結晶表面上に島状成長している。(7)SーIーSやSーNーS構造を持つ超伝導デバイスを作製するためには、Bi系バルク単結晶表面上に層状成長する金属や絶縁体を開発する必要がある。

金属或绝缘子是在80k相BI-SR-CA-CU-O（BI基）散装单晶的清洁表面上的外延生长。最重要的是，超导体是外延生长的超导体，以制造具有超导体S_1（氧化物高温超导超导的单晶），金属N（AG，AU等），绝缘子I（Y_2O_3，Bi_2O_3，bi_2O_3，et efters s__2 o_3，equct）的超导体设备（氧化物高温超导型单晶），pbocdcoct。超导薄膜）结构。这项研究旨在使用各种表面分析方法来制造设备并评估每个外延表面。主要的研究结果将以弹点写入。（1）已经阐明了大型和高质量的80K BI基体积单晶的制备条件。使用BI：PB：SR：CA：CU = 1.7：0.3：1：1：2的原材料组成，在940°C的熔化温度和炉子的起始温度为830°C下，制备产品，具有极低的单晶（5×5 mm^2），具有极低的单晶尺寸（5×5 mm^2），具有极低的间隙。（2）阐明了用平面表面制造基于BI的超导薄膜的条件。通过使用RF磁控溅射，将底物沉积在400°C的底物温度下。使用混合粉末标记，在大气中进行退火后进行后退火，从而产生了一个非常平坦的单相表面的薄膜。（3）据揭示，可以通过在大气中切割并在真空中的真空或裂解中加热80k相Bi基的散装单晶的清洁表面。（4）据透露，平坦的BI基超导薄膜的表面被杂质层覆盖。（5）Ag在80k阶段BI基体积单晶的表面上生长在类似岛状的岛状中。（6）Si和Nb在散装单晶表面以岛状形状生长。（7）为了使用S-I-S或S-N-S结构制造超导器件，有必要开发在BI基体积单晶表面上生长的金属和绝缘子。