| 研究概要 |
高温超伝導酸化物薄膜をデバイスに応用するために、異なる数十種類の組成のモザイク状タ-ゲットをもちいてY-Ba-Cu-O(YBCO)系薄膜およびBi(-Pb)-Sr-Ca-Cu-O(B(P)SCCO)系薄膜をスパッタ法により作製し、フォトリソグラフィ技術を用いてブリッジ形ジョセフソン素子およびDC SQUIDを製作し以下のような結果が得られた。
1.YBCOおよびB(P)SCCO薄膜の形成:YBCO膜はRFスパッタ法で、B(P)SCCO薄膜は二重陰極DCスパッタ法で作製した。YBCO膜につしてはポストアニ-ルすることなく83KのTcをもち、ポストアニ-ルのあるBSCCO薄膜では、105KのTcが得られた。
2.低エネルギ-イオン源の開発と評価および界面特性の検討:ArまたはAr+20%O_2の低エネルギ-イオンビ-ムをYBCO膜に照射しエッチングした結果、100,300eVの加速電圧でAr+20%O_2イオンを照射した場合、Tcへの影響は殆ど無く、面積抵抗の変化(増加)も20%以下であり、トンネル接合製作にも利用できることがわかった。
3.粒界ジョセフソン接合の形成とその応用:
(1)YBCO薄膜ではブリッジ領域の結晶粒の数が少ない程電圧・電流特性上に高周波応答の定電圧ステップが得られ易く、ブリッジ幅が約15μmの時電流幅100μA程度の定電圧ステップが得られた。BPSCCO薄膜の場合、その電流幅はかなり小さい。
(2)YBCO薄膜のブリッジを用いてDC SQUIDを構成し、最大超伝導電流の磁場依存性が周期的に変化し、ル-プ面積が約2×10^<-9>m^2のDC SQUIDの4.2K,56Kにおいてそれぞれ45μV,10μVの出力電圧が得られている。この周期よりのル-プの面積は2.3×10^<-9>m^2であり、実際の面積と良い一致がみられた。
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