高温超伝導体単結晶薄膜の育成と超伝導電子素子応用に関する基礎研究

高温超导单晶薄膜生长基础研究及超导电子器件应用

• 批准号: 03210103
• 负责人: 大矢 銀一郎
• 金额: $ 4.8万
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03210103/
• 关键词: 酸化物高温超伝導体; 単結晶; 薄膜; 異方的電気伝導; ジョセフソントンネル接合; 超伝導デバイス; スパッタリング; 臨界電流密度; 酸化物高温超伝導体; 単結晶; 薄膜; 異方的電気伝導; ジョセフソントンネル接合; 超伝導デバイス; スパッタリング; 臨界電流密度

本研究は、酸化物高温超伝導体のデバイス応用を目指しており、その基礎研究として、これまで、YBa_2Cu_3O_<7ーX>薄膜のエピタクシャル成長と高品質化ならびに高電流密度化を中心に研究を進め、成果を得た。今年度は、さらに、そのデバイス化へ向けて、高温超伝導体固有の特徴を活かした概念や方式によるデバイスを開発する目的で、高温超伝導体の層状構造に基づく異方的特徴に着目し、(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2Oy単結晶の結晶自身に内在する固有のデバイス性について検討を行った。得られた成果は以下のようである。1.(Bi,Pb)_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶のジョセフソン接合的振舞いの観測.自己フラックス法により製作された上記バルク結晶(最大寸法:6×4×4mm^3,超伝導転移温度T_c:60〜80K)を用い、その超伝導基礎特性として、構成層に垂直な方向(c軸方向)に電流を流した場合の電流ー電圧特性、臨界電流の温度ならびに磁場依存性、さらにマイクロ波応答特性等を調べた。その結果から、同単結晶は、一般的に、c軸方向に超伝導層ー(常伝導層)ー絶縁層ー(常伝導層)ー超伝導層積層形ジョセフソントンネル接合のアレ-で構成されていることを明らかにした。2.マグネトロンスパッタ法によるY系超伝導薄膜の高電流密度化の研究.単一タ-ゲットを用いたdcマグネトロンスパッタ方式により、Y系酸化物の高臨界電流密度J_cをもつ薄膜の最適製作条件を追及した。その結果、Baーpoorタ-ゲットを用いて高T_cおよび高J_c薄膜を合成するスパッタ条件を明らかにし、77Kゼロ磁場でのJ_cがT_cの向上とともに増大することを示した。さらに、これらの特性を左右する薄膜組成はスパッタ時の酸素分圧に強く依存することがわかった。

这项研究旨在应用高温氧化物超导体设备，以及作为对YBA__2CU_3O_3O_ <7-X>薄膜的外延生长，高质量和高电流密度的基础研究，我们取得了成果。为了基于利用高温超导体的独特特征的概念和方法开发设备，今年我们还专注于基于高温超导体的分层结构的各向异性特征，并检查了（BI，PB）构成（BI，PB）_2sr_2caci_2cay yscress y Scrystars interinsic设备的固有设备特性。获得的结果如下：1。（BI，PB）_2SR_2CACU_2O_Y单晶的约瑟夫森交界行为的观察。使用了由自升压方法制备的散装晶体（最大尺寸：6×4×4mm^3，超导过渡温度T_C：60-80K），并且当电流特性沿垂直于组成层（C-轴心方向），以及临界依赖性的临界特性，以及临界依赖性的电流时，当电流传递时，当电流传递到方向上，并且是临界依赖性的，并且是批判性的依赖性，并且是临界依赖性的，并且是临界依赖性的，并且是批判性依赖性的，并且 特征。结果表明，单晶通常由超导层（正常电导率层） - 绝缘层（正常电导率层） - 一个超导层在C轴方向堆叠的Josephson隧道连接。 2。通过磁控溅射对基于Y的超导薄膜的高电流密度的研究。使用单个靶标的DC磁控溅射方法追求具有高临界电流密度的薄膜的最佳制造条件。结果揭示了使用BA-POOR目标组合高T_C和高J_C薄膜的溅射条件，这表明在77K零磁场下的J_C随着T_C的改善而增加。此外，发现影响这些特性的薄膜组成在很大程度上取决于溅射过程中的氧部分压。