長距離近接効果現象の発生メカニズムの解明に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650017
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Himeji Institute of Technology
• Principal Investigator: 岸野 正剛 姫路工業大学, 工学部, 教授 (50201455)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 晴彦 姫路工業大学, 工学部, 助手 (90264837) ; 松田 哲郎 姫路工業大学, 工学部, 助教授 (10047582)
• Keywords: 酸化物高温超伝導体 / 近接効果 / 局在準位

Research Abstract

研究計画に従ってLa_<0.7>Ca_<0.3>MnO_z(以降LCMOと略称する)薄膜を作成し、局在準位(以降トラップと略称する)の測定方法について検討した。当初はトラップの測定にDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)を用いる予定であったが、LCMO薄膜の電気的な性質を詳しく検討した結果、LCMOは薄膜にした場合、抵抗値が予想以上減少することが分かり、DLTSの適用が困難であることが判明した。そこでDCTS(Discharge Current Transient Spectroscopy)に変更した。この方法ではLCMO薄膜のトラップに電子を捕獲させ、その後トラップからの電子の放出に基づく放出電流を測定するので、抵抗値が比較的小さい場合でもトラップの密度やエネルギー位置を測定できる可能性があることが分かった。
今年度はトラップの検出方法を確立することに主眼を置いたので、測定試料は三層構造ではなく、LCMO薄膜の表面に電極を左右に配置する平面構造とした。すなわち、先ずMgO単結晶基板の上にスパッタリング法でLCMO薄膜を堆積させ、この上にAg電極を複数個配置し、その中の2個の電極を用いてDCTS測定を行なった。また、放出電流の絶対値を抑えて測定精度を上げるために、測定温度を90Kとした。得られたDCTS信号からトラップの密度は10^<16>〜10^<17>cm^<-3>程度であることが判明したが、エネルギー位置については現在のところ決定できていない。この原因はトラップの捕獲断面積に温度依存性がある可能性があるためである。これについては今後測定温度を変化させたり、試料への印加電圧を変化させて検討する予定である。また、抵抗値への温度やトラップの影響などを詳しく調べ、LCMOのエネルギーギャップについても検討しているが、その値については未だ決定できていない。現在のところ、本研究の主テーマである近接効果とトラップの関係についての検討迄には至っていないので、今後早急に研究の遅れを取り戻していきたい。