1996 Fiscal Year Annual Research Report
BKBO超伝導体の粒界トンネル接合を用いた超高周波電磁波検出素子の開発
Project/Area Number |
07505014
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
早川 尚夫 名古屋大学, 工学部, 教授 (60189636)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 鎮 郵政省通信総合研究所, 超電導研究室, 研究員
藤巻 朗 名古屋大学, 工学部, 助教授 (20183931)
井上 真澄 名古屋大学, 工学部, 講師 (00203258)
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Keywords | 酸化物超伝導体 / BKBO / 薄膜 / バイクリスタル / トンネル接合 / 粒界接合 / 超高周波 / 電磁波検出器 |
Research Abstract |
バイクリスタル基板上に作製されたBa_<1-x>K_xBiO_3(以下BKBOと略す)粒界接合はSIS(超伝導体-絶縁体-超伝導体)構造を持つジョセフソントンネル接合となる。この接合の応用として重要と考えられるのは,金属超伝導体より超伝導ギャップエネルギーΔの大きいことを利用した,従来より高い周波数にも対応可能な超高周波電磁波用の高感度検出器である。本研究は,BKBO粒界トンネル接合を用いてTHz領域までの超高周波電磁波検出用SISミキサ-を開発することを目的とし,(1)基板の低誘電率化,(2)接合特性の改善,(3)接合の集積技術の開発を研究開発課題として研究を行った。本年度得られた知見を以下に述べる 1.低誘電率基板上への薄膜成長技術の確立:高周波応用には低誘電率基板の使用が必要であり,低誘電率基板上への薄膜成長技術の確立を目指してMgO(比誘電率=10)基板上への製膜技術の研究を行った。高誘電率基板であるSrTiO_3基板に比べてMgO基板上に良質のBKBO薄膜を成長させるのは難しく,このため,今年度はバッファ層の使用などを検討した。その結果、バッファ層として最初に高基板温度で短時間BKBOを成長させた後、通常の成長温度でBKBOを製膜することにより(100)MgO基板上に(100)配向の結晶性の良いBKBO薄膜が得られることがわかった。 2.接合特性の検討 : SrTiO_3基板上に作製した接合の特性について検討した。接合の障壁中の電磁波速度は他の材料による接合における値よりも1桁程度小さく,基板の誘電率の影響を受けていると考えられた。 3.高周波回路の検討 : 超高周波検出器応用の基礎実験を行うための電磁波回路について接合のほかアンテナ等の構成要素の設計を含めて検討を行った。
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