超伝導酸化物薄膜を用いたトンネル接合のa軸配向化に関する基礎的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650357
• Research Institution: University of Electro-Communications.
• Principal Investigator: 小林 忠行 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (00123969)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 後藤 俊成 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70017333)
• Keywords: 超伝導酸化物薄膜 / a軸配向膜 / スパッタリング / トンネル接合

Research Abstract

基板ホルダバイアスRFマグネトロンスパッタ装置を用い,セルフテンプレート法によるa軸配向TBa_2Cu_3O_X(YBCO)酸化物薄膜を(100)SrTiO_3(STO)基板上に成膜した。その超伝導特性,結晶配向性等の基板ホルダバイアス依存性からおおむね最適なバイアス電圧を得た.
YBCO膜上にいくつかの厚さのSTOまたはPrGaO_3(PGO)バリア層をイオンビームスパッタ法で堆積し,その上にAuを真空蒸着してex-situで作製したSIN接合は前年度の報告より薄いバリア厚でピンホールの影響の少ない微分コンダクタンス-電圧特性(G-V特性)を示した.さらに,バリアの厚さを薄くするにしたがって,G-V特性における約20mV近傍でのGの傾きの変化が分かりやすくなる傾向にあった.STO,PGOのバリア材料によるこの傾向の大きな違いはなかった.また,YBCO膜とSTO膜をin-situで作製したSIN接合の特性は前述のex-situのそれと似ていた.
STOバリアを積む前にBrエタノールでYBCO薄膜表面をクリーニングをしたSIN接合では,G-V特性の傾きはバリア厚が厚いほど急になった.表面クリーニングにより逆に劣化層ができたと考えられるが,明かではない。
a軸配向YBCOを用いたSIS積層膜のa軸配向度を調べた結果,a軸配向度0.96以上の積層膜を得た.
今後は,更にバリア層およびそのYBCOとの界面の検討を行い,さらにSIS接合を得るための知見を得たい.