電界効果による酸化物超伝導体へのキャリアー注入と超伝導化

氧化物超导体的载流子注入及电场效应超导

基本信息

批准号：
07740546
负责人：
寺嶋孝仁
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

YBa_2Cu_3O_<7-δ>(YBCO)の超伝導性に対する電界効果を2ユニットセル(UC)の厚さのc軸配向した超薄膜を中心に検討した。電界効果の測定に用いた素子構造はPt(上部電極)/SrTiO_3(誘電体層;120nm)/YBCO/PrBa_2Cu_3O_<7-δ>(バッファー層;8UC)/SrTiO_3(基板)である。YBCO層が正、負になるように電界を印加したとき、超伝導転移カーブはそれぞれ、高温側、低温側へシフトし、常伝導状態の抵抗も電界を加えないときより、それぞれ、減少、増加した。これより、電界を印加することによりSrTiO_3/YBCO界面に誘起される電荷はYBCO層にドープされて伝導に寄与するキャリアーとなることが明らかになった。このときの転移曲線のシフトの方向はYBCOのキャリアーがホールであることに対応したものになっている。超薄膜では二次元性により、ボルテックス-反ボルテックス対が熱的に励起されるKosterlitz-Thouless(KT)転移の機構により超伝導転移が起こる。この機構ではボルテックス-反ボルテックス対が解離する温度(T_<KT>)以上で発生している抵抗は、自由ボルテックスの運動により解析を行うことができる。電界を印加しないときには、2UC膜のT_<KT>は34.5Kであったが、電界を+0.29、-0.29V印加すると、T_<KT>はそれぞれ、35.2K、33.8Kとなった。T_<KT>は系のキャリアー量に比例することが知られているので、電界を印加したときにT_<KT>が変化することは、YBCO層のキャリアー量が電界により変化していることの重要な証拠になる。T_<KT>の変化率ΔT_<KT>/T_<KT>は2.0%であり、この値は電界の印加による全キャリアー量の変化率ΔN/Nにほぼ一致している。

对YBA_2CU_3O__ <7-Δ>（YBCO）的超导性的现场影响主要是在两单元细胞（UC）的C轴方向上的超薄膜上研究的。用于测量场效应的设备结构为PT（顶电极）/SRTIO_3（介电层； 120 nm）/YBCO/PRBA/PRBA_2CU_3O_3O_ <7-δ>（缓冲层; 8UC）/SRTIO_3（srtio_3（sibtrate）。当应用电场以使YBCO层是正的和负的时，超导过渡曲线转移到了高温和低温侧，并且正常传导状态中的电阻也分别降低并增加了，从没有使用没有电场的时候。这表明，通过应用电场在SRTIO_3/YBCO界面引起的电荷成为载体，从而通过掺杂YBCO层来导致传导。此时，过渡曲线的移位方向对应于YBCO载体是一个孔的事实。在超薄薄膜中，由于kosterlitz- thouless（KT）过渡的机理，超导转变发生，其中涡流 - 抗体对受热激发。在这种机制中，在温度（T_ <kt>）下产生的电阻可以通过自由涡流的运动来分析涡流 - 抗抗反应对分离。当没有使用电场时，2UC膜的T_ <kt>为34.5K，但是当应用电场+0.29和-0.29V时，T_ <kt>分别为35.2k和33.8k。由于已知T_ <kt>与系统的载体量成正比，因此在应用电场时T_ <kt>的变化是重要证据表明，YBCO层的载体量由于电场而变化。变化率ΔT_<kt>/t_ <kt>为2.0％，由于应用电场的应用，该值几乎与总载体量的变化率Δn/n相同。