原子層制御MOCVD法による超伝導/絶縁体/超伝導積層型トンネル接合素子の試作

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555004
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 二郎 東芝, 研究開発センター・基礎研究所, 研究主幹
• Keywords: 酸化物超伝導 / MOCVD法 / 原子層結晶成長 / ジョセフソン接合 / 共鳴トンネル / 局在順位 / 分光エリプソメトリ

Research Abstract

1.原子層MOCVD法により酸化物超伝導超薄膜を形成し,種々の絶縁性酸化物とのヘテロ接合を形成した。YBCO超伝導薄膜上に,SmO2薄膜およびCeO2薄膜を平滑に形成する条件を明確にした。絶縁膜としてGa添加PrBa2Cu3O7_<-x>膜の体積を行い電気伝導機構を調べた。
2.超音波式MO原料モニターと分光エリプソメトリを用いて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。
3.超伝導接合と平面型電界効果デバイスを組み合わせることにより電流電圧特性の電界変調効果の増大を測定した。
4.走査プローブ顕微鏡を用いて酸化物超伝導の微細加工を行い、固有ジョセフソン効果に起因する異常電流特性を観測した。
5.高温超伝導トンネル接合素子の集積回路への応用を目的とし、YBCO/CoドープPBCO/YBCOの構成を持つランプエッジ型接合の試作・評価を行った。バリア層厚を6nmから10nmの範囲に制御した素子は明瞭なジョセフソン特性を示し1cRn積は1mV以上に達した。また、これらの接合のバリア層中での伝導は多数の局在準位を包含する絶縁体におけるトンネル効果として理解できることを示した。

Research Products

• [Publications] S. Suzuki and S. Oda: "Proposal of coplanar-type high-Tc superconductingfield-effect devices" Physica C. 282-287. 2495-2496 (1997)
• [Publications] S.Yamamoto, A.Kawaguchi, K.Nagata, T.Hattori and S.Oda: "Atomiclayer-by-layer epitaxy of oxide superconductors by MOCVD" Applied Surface Science. 112. 30-37 (1997)
• [Publications] S.Yamamoto, T.Watanabe and S.Oda: "Junction Formation in YBaCuO Thin Films bu Scanning Probe" J. Low. Temp. Phys. 106. 423-432 (1997)
• [Publications] S. Oda: "Growth Mechanism of YBCO thinfilms by MOCVD" Int. Workshop on Superconductivity. 37-42 (1997)
• [Publications] S.Yamamoto, A.Kawaguchi and S.Oda: "Anomalous Current-Voltage Characteristics along the c-Axis in YBaCuO Thin Films Prepared by MOCVD and AFM Lithography" Physica C. 293. 244-248 (1997)
• [Publications] S. Suzuki and S. Oda: "Fabrication of Coplanar-type High-Tc Superconducting Field-Effect Devices" 5th Int. Workshop on High-Temperature Superconducting Electron Devices. 199-201 (1997)
• [Publications] S.Suzuki, H.Tobisaka and S.Oda: "Electric Properties of Coplanar High-Tc Superconducting Field Effect Devices" Japanese Journal of Applied Physics. 37(in press). (1998)
• [Publications] J. Yoshida and T. Nagano: "Tunneling and hopping conductionvia localized states in thin PrBa2Cu307-x barriers" Phys. Rev. B. 55. 11860-11871 (1997)