高温超電導体ヘテロエピタキシの表面・界面評価と光電応用

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01644005
• 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: 喜多 定 託間電波高専電子制御, 教授 (10029449) ; 高橋 信一 慶応義塾大学, 理工学部, 講師 (10146722) ; 杉山 耕一 三重大学, 工学部, 教授 (20179170) ; 藤原 康文 大阪大学基礎工学部, 助手 (10181421)
• キーワード: 高温超電導体 / エピタキシャル成長 / ヘテロエピタキシャル / 界面 / TEM

研究概要

酸化物高温超伝導体のエレクトロニクス応用に向けて、最も基礎になるエピタキシャル薄膜の表面・界面の微視的評価をおこなった。対象にあげた高温超伝導体はエピタキシャル成長の得られ易いYBaCuO系である。高周波マグネトロンスパッタリングにより、YBaCuO/MgO/YBaCuOダブルヘテロ・エピタキシャル成長をおこなった。
まず、YBCO結晶構造の特異性を生かしたヘテロ構造の作製を試みた。(110)YBCO/(100)MgO/(110)、(001)YBCO/(100)MgO/(100)YBCO,(001)YBCO/(100)MgO/(001)YBCOなどの対称、非対称ヘテロ構造の実現である。この研究は世界的に見ても初めてのものであった。RHEED観察により、それぞれの構造実現が確認された。
次に、ヘテロ界面の評価である。微視的評価にはXRDやRHEEDは無力である。そこで透過電子顕微鏡TEMによる超高分解結晶格子像の直接観察を行った。ダブルヘテロ構造ウエファの断面TEM観察により、YBCO薄膜結晶の成長メカニズム、YBOC上のMgO超薄膜の成長の様子に関する知見を多く得ることができ、今後のSIS形トンネルジョセフソン接合の全エピタキシャル化に向けて有益な指針を得た。

研究成果

• [文献書誌] Y.Nishimori,Y.Fujiwara,T.Kobayashi: "AsーGrown BSCCO Thin Film Formation by Electron Cyclotron Resonance Microwave Plasma Sputtering" Jpn.J.Appl.Phys. 28. L1220-L1222 (1989)
• [文献書誌] 小林猛、井寄将博: "高温超伝導薄膜エピタキシャル成長の基板依存性" 表面科学. 10. 265-270 (1989)
• [文献書誌] 小林猛: "高温超伝導体の応用" 応用物理. 58. 727-733 (1989)
• [文献書誌] 藤原康文、小林猛: "高温超伝導体のルミネセンス評価" 応用物理. 58. 52-58 (1989)
• [文献書誌] U.Kabasawa.K.Asano,T.Kobayashi: "Elestric Field Effect on AlーMgOーYBa_2Cu_3O_y Structure" Jpn.J.Appl.Phys. 29. L86-L88 (1990)
• [文献書誌] 小林猛(編者): "高温超伝導材料プロセスと応用技術" IPC出版社, 400 (1989)
• [文献書誌] T.Kobayashi,U.Kabasawa: "Studies of High Temperature Superconductors" Nova Science Publishers,Inc(N.Y), 382 (1989)