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高温超伝導体ヘテロエピタキシの表面・界面評価と光電応用

研究課題

研究課題/領域番号 03210107
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関大阪大学

研究代表者

小林 猛  大阪大学, 基礎工学部, 教授 (80153617)

研究分担者 高橋 信一  慶応義塾大学, 理工学部, 講師 (10146722)
作田 健  大阪大学, 基礎工学部, 助手 (70221273)
研究期間 (年度) 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
1991年度: 12,500千円 (直接経費: 12,500千円)
キーワード高温超伝導 / エピタキシャル成長 / 電界効果 / 清浄表面 / MISFET
研究概要

酸化物高温超伝導体YBCO薄膜エピタキシの清浄表面をUHVアニ-ルにより得る方法を確立して,大気成分ガスの表面への影響を明らかにした。酸素,窒素,水素,一酸化炭素,水蒸気について調べた。いずれのガス成分も表面吸着があるが,酸素はUHV放置だけで離脱した。窒素だけは強劣な毒性を発揮して,YBCO清浄表面に一度吸着すると表面結晶性に強い劣化をおこした。10^<ー5>Torrの低圧でさえ強い劣化をおこした。
ArFエキシマ・レ-ザ法により高誘電率SrTiO_3のエピタキシャル成長,SrTiO_3/YBCOヘテロエピタキシャル成長,CaTiO_3/SrTiO_3ヘテロエピタシャル成長をおこなった。結晶性を向上させることにより分極電子密度として6×10^<13>(電子/cm^2)を得ることができた。CaTiO_3のヘテロエピタキシは世界的にも初めてのことであり今後の誘電体人工設計研究の基礎ができた。
上記のヘテロ構造ウェハをエキシマ・レ-ザ選択成長法により作製して超伝導体の電界効果実験をおこなった。MISFET素子構造において,ゲ-ト電圧の印加により表面超伝導層の電子状態を変調することに成功した。超伝導体の中に直流MIS電界が侵入することを初めて実証する多くのデ-タを得た。工学的には超伝導トランジスタが誕生したことで大変に意義深いものである。FETの動作は半導体バンドモデルにより矛盾なく説明できることが分かり,高温超伝導体の電子状態をバンドモデル記述できることを直接示すことができた。

報告書

(1件)
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (6件)

  • [文献書誌] Takeshi Kobayashi;Ken Sakuta: "Application of High Tc Superconductors to Electronic and Optical Devices" Int.Conf.on Solid St.Devices and Materials. 420-422 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ken Sakuta;Takeshi Kobayashi: "Microscopic Observation of Interface Structure of YBaCuO/MgO/YBaCuO Double Heteroepitaxial Thin films by TEM" IEEE Trans.on Magn.27. 1361-1364 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Sho-ichi Hoshiguchi;Takeshi Kobayashi: "Selective Epitaxial Growth of YBaCuO Thin films and Its Applications to MOSFET Fabrication" IEEE Trans.on Magn.27. 1441-1444 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ken Sakuta;Takeshi Kobayashi: "Experimental and Analysis on High Electric Field Transport in Epitaxial YBCO Thin Films" Jpn.J.Appl.Phys.30. 3355-3363 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoaki Ohara;Takeshi Kobayashi: "Atmospheric Deterioration of Clean Surface of Epitaxial (001) YBaCuO Thin Films by Low-Energy Electron Diffraction" Jpn.J.Appl.Phys.30. L2085-L2087 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Ken-ichi Matsui;Takeshi Kobayashi: "Hot carrier effet on current transport in Epitaxial YBaCuO thin films" Appl.phys.Lett.60(2). 243-245 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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