1994 Fiscal Year Annual Research Report
結晶粒界の機能性を利用した高温超伝導三端子デバイスの研究
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06650349
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中島 健介 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (70198084)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
陳 健 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (90241588)
明連 広昭 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (20219827)
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| Keywords | 高温超伝導 / 電界効果 / 人工粒界 / ジョセフソン接合 / YBCO / 三端子デバイス |
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| Research Abstract |
低いキャリア密度と短いコヒーレンス長に特徴付けられる酸化物高温超伝導体における電界効果は、超伝導三端子デバイスへの応用といった観点から有望視される。これに加え、YBCOなどの酸化物高温超伝導体薄膜の傾角粒界は、弱接合として機能することからジョセフソン接合障壁として広く用いられていて、単結晶薄膜に比べて大きな電界感受性が期待できる。
本研究では、人工粒界ジョセフソン接合における電界効果について調査・研究を行い、電界効果として臨界電流I_Cと粒界の共振周波数の変化を観測した。前者についてはSNS接合モデルに基づいて電界による粒界のキャリア密度変調によって定性的に説明できることを示した。後者に関しては、電界による粒界の実効誘導の変化が原因であるという考えから、同様に粒界の誘導率(容量)を反映するMcCumberパラメタに基づいたe^<eff>_rldの評価も行い、MIS絶縁層に用いSTOの誘電率-電界依存性が原因であると結論した。e^<eff>_rldは、粒界ジョセフソン接合の応用面から重要なパラメータである。例えば、粒界接合をフラックス・フロー発振器(FFO)に応用しようとする試みがあるが、FFOにおいて最大出力を得るためには磁束の流速と電磁波の位相速度を一致させる必要がある。粒界内の電磁波の位相速度C^^-は粒界のe^<eff>_rldに依存しており、位相速度の調整法として電界による誘電率の制御が利用できると考えられる。
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[Publications] K.Nakajima,: "Electric Field Effects on YBa_2Cu_3O_7 Grain Boundary Junctions" Japanese Journal of Applied Physics. 33. L934-L937 (1994)
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[Publications] K.Nakajima,: "Fabrication and Properties of Field Effect Device based on Bicrystal Grain Boundary Junctions of YBCO Filmes" SPIE Proceeding Series. 2158. 222-229 (1994)
