| 研究概要 |
高温超伝導体に特有な電子機能を生み出すトンネル効果,ジョセフソン効果,近接効果,電界効果の基礎的研究を行い,数々の有益な成果が得られた。まずトンネル効果については,電子ビーム共苹着装置を用いたその場積層膜堆積法により,YBaCuO/CeO_2/YBaCuOのSIS形接合を作製することに成功した。その特性は、接合抵抗が大きい場合,準粒トンネル特性となり、ギャップ構造が明瞭に現われた。接合抵抗が小さい場合はアンドレーフ反射形特性となったが、このような振舞は従来の金属超伝導体には見られぬもので、高温超電導体特有なものと考えられる。次に近接効果については,そのデバイス化に向けてYBaCuO/Au/Nb,YBaCuO/PrBaCuO/Au/Nb,YBaCuO/PrBaCuO/YBaCuOのSNS構造の接合を作製し,その特性を調べた。YBaCuO/Au/Nb接合では、YBaCuOの表面に絶縁層が形成されるが、後二者の接合では,YBaCuOの超伝導転移に伴い,PrBaCuOの抵抗が異常に低下する現象が明らかとなった。この事実も高温超伝導体の近接効果の本質に結びついたものと考えられる。
一方、電界効果については、前兆形強誘電体SrTiO_3をゲート絶縁膜にしたYBaCuOのMISFETを作製し、その電流-電圧特性を測定すると共に解析を試みた。その結果、YBaCuOに対しては電界効果は基本的に電荷密度変調を誘導しており、半導体における現象と本質的な差異のないことが判明した。さらにYBaCuOの傾角粒界の機能を利用した電界効果型超伝導三端子デバイスをバイクリスタルSrTiO_3基板上に作製し、その動作を調べた。そしてYBaCuO薄膜人工粒界の電流輸送特性の電界効果から、粒界が三端子デバイスの電界チャネルとして有効に機能することが確かめられた。
|
