機能性酸化物高度プロセス研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10142103
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 小田 俊理 東京工業大学, 量子効果エレクトロニクス研究センター, 教授 (50126314)
• 研究分担者: 道上 修 岩手大学, 工学部, 教授 (90261461) ; 後藤 俊成 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70017333) ; 寺島 孝仁 京都大学, 化学研究所, 助教授 (40252506) ; 小林 猛 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (80153617)
• キーワード: 酸化物超伝導体 / MOCVD法 / その場結晶成長観察 / エクリプスオーロラPLD / 磁性体 / 超伝導接合 / サファイアバイクリスタル / 大型サファイア基板

研究概要

1. 酸化物超薄膜の結晶成長をその場観察することにより超薄膜形成を再現性良く行うことが可能になった。超音波式MO原料モニターを用いて新しいフィードバック制御法を開発した。分光エリプソメトリ信号と超伝導臨界温度、異相析出物の発生密度との相関を見いだした。
2. 反強磁性薄膜NiOのエピタキシャル成長に関する研究をおこない、プルームの電磁マニプレーションを可能にするエクリプス・オーロラPLD法を開発した。MgO基板の上に室温エピタキシーができるようになった。ステップエッジを使ったNiO/YBCOジョセフソン接合を試作して、77K動作を得ると共に接合の雑音特性評価を行った。
3. サファイアバイクリスタル基板を用いて粒界接合を試作した結果良好なジョセフソン特性が得られ、94GHzのミリ波照射に対して15次までのステップ(1.4THz相当)が観測された。
4. Bi2212相薄膜を単一ターゲットを用いたレーザーアブレーション(Kr-Fエキシマレーザー)により作製した。Bi-2212単相の薄膜の作製に成功したが、まだ、Tcが60K程度と低い。
5. CeO2バッファ層を持つR面サファイア基板上でEBCO薄膜の配向制御を可能にし、それらの薄膜の面内方位関係を明らかにした。R面サファイア基板のみで、a,c,(110)配向薄膜が、CeO2膜厚と酸素分圧、基板温度で制御できることを明らかにした。各薄膜は、デバイス作製研究に十分耐え得るものである。

研究成果

• [文献書誌] S.Suzuki,H.Tobisaka and S.Oda: "Electric Properties of Coplanar High-Tc Superconducting Field^∧Effect Devices" Japanese Journal of Applied Physics. 37. 492-495 (1998)
• [文献書誌] Z.Wang and S.Oda: "Atomic Layer-by-Layer Metal-Organic Chemical Vapor Deposition of SrTiO3 Films with a Very smooth Surface" Japanese Journal of Applied Physics. 37. 942-947 (1998)
• [文献書誌] S.Suzuki,S.Sugai and S.Oda: "Electric Field-effect Enhancement by a Combination of Coplanar High-Tc Superconducting Devices with Step Edge Junctions" Japanese Journal of Applied Physics. 37. L784-L786 (1998)
• [文献書誌] T.Kobayashi,M.Tachiki,C.Cai and M.Sugiura: "PLD Growth of Insulator/Oxide-Superconductor Heterostructures for Josephson Junction Formation" Future Electron Device HTSC Final Meeting. (1998)
• [文献書誌] T.Fujii,T.Kiwa,M.Tonouchi,M.Hangyo and T.Kobayashi: "Improved S/N-ratio of High Tc SQUID Megnetcardiometer due to Anisotropic Collection of Magnetic Flux by High-mu Plantelet Spacer" Appl.Supercon.Conf.ETF-13. (1998)
• [文献書誌] X.Fang,M.Tachiki and T.Kobayashi: "Investigation of excimer laser ablation of RuO2 by streak camera observation" J.Appl.Phys. 85,No.4(in press). (1999)
• [文献書誌] M.Tachiki,M.Noda,K.Yamada and T.Kobayashi: "SrTiO3 films epitaxially grown by eclipse pulsed laser deposition and their electrical characterization" J.Appl.Phys.83. 5351-5356 (1998)
• [文献書誌] T.Kobayashi and M.Tachiki: "On Breakthrough for the Future Electron Devices" Trans.IEICE. 81. 247-252 (1998)
• [文献書誌] T.Kudo,M.Tachiki,T.Kashiwai and T.Kobayashi: "Band Diagram of Metal-Insulator-Magnetic Semiconductor(La0.85 Sr0.15 MnO3)Structure at Room Temperature" Jpn.J.Appl.Phys.37. L999-L1001 (1998)
• [文献書誌] M.Tachiki and T.Kobayashi: "Manipulation of Laser Ablation Plume by Magnetic Field Application" Jap.J.Appl.Phys.(in press). (1999)
• [文献書誌] T.Nagaoka et al: "Hall Anomaly in the Superconducting State of High-Tc Cuprates:Universality in Doping Dependence" Phys.Rev.Lett.80. 3594-3597 (1998)
• [文献書誌] 姜、久慈、守屋、宇佐美、小林、後藤: "イオンビームスパッタCeO2をバッファ層とするサファイア基板上に形成したYBCO薄膜の配向性制御" 信学技報SCE98. 18. (1998)
• [文献書誌] T.Goto T.Kuji Y.S.Jiang M.Moriya K.Usami and T.Kobayashi: "Preparation of YBCO films on sapphire with CeO2 deposited by ion beam Sputtering" Applied Superconductivity Conference. MDC-9. (1998)
• [文献書誌] Y.S.Jiang T.Kobayashi and T.Goto: "Preparation of a-axis oriented YBCO film on CeO2 buffered sapphire substrate" Applied Superconductivity Conference. MDC-10. (1998)
• [文献書誌] M.Moriya et al: "BSCCO(2212)films deposited by sputtering on tilted substrates" Applied Superconductivity Conference. MOD-5. (1998)
• [文献書誌] K.Kawabata et al: "Detection of a coherent boson current in the normal state of a high-temperature superconductor YBa2Cu3Oy film patterned to micrometer-sized rings" Phys.Rev.B58. 2458-2461 (1998)
• [文献書誌] 若菜、横沢、菊地、道上: "CeO2バッファ層を用いたA12O3(1102)上の非c軸配向EuBa2Cu3O7-δ薄膜の作成" 信学技報SCE-98. 17. 31-36 (1998)
• [文献書誌] S.Oda et al: "High-Temperature Superconductors and Novel Inorganic Materials,NATO ASI Series 3 vol.62(eds.by G.Van Tendeloo,E.V.Antipov and S.N.Putilin,Kluwer Academic,Dordorecht)" Atomic Layer MOCVD of Oxide Superconductors and Dielectrics, (1999)