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奈米結構在高溫超導晶界結之研究
Thesis

奈米結構在高溫超導晶界結之研究

卓建志
Masters, National Tsing Hua University
2008

Abstract

高溫超導氧化物晶界結
超導的研究一開始是由金屬超導體開始,直到1986年才有高溫超導體的發現,然而金屬超導體的原理是由強連結所組成,氧化物超導則是由弱連結所產生,使用同質雙磊晶製作Josephson Junction,若其夾角為45o則其臨界電流為最小值,所以我們在介面上製作zig-zag,希望可以得到與一般直線的晶界結更大的臨界電流。我們利用 DC sputter 在YSZ[100]的基板上成長YBCO高溫超導薄膜,並且利用由於在不同溫度的成長YBCO薄膜與YSZ[100]基板的相對軸度會有所不同,由實驗中我們得知 810℃ 成長的YBCO薄膜是[100] 與YSZ[100]基版同向(0度),而680℃所成長的YBCO薄膜則是[110]與YSZ[100]基版則是夾45°我們利用不同軸度的YBCO薄膜來製作 Josephson Junction,我們先在YSZ[100]基版上,810℃的溫度成長厚度為500 的YBCO 緩衝層,再利用離子蝕刻機將緩衝層吃去一半,並利用電子束微影,在剩餘一半的YBCO緩衝層上,寫出我們所需要的Zig-zag,之後在鍍上約1500 680℃的低溫YBCO薄膜,然後再利用黃光微影將多餘的導通部份蝕刻掉,只留下有Zig-zag的部份。然而在緩衝層上的YBCO薄膜則是維持與YSZ平行的角度,而沒有緩衝層的部份則會產生與YSZ[100] 45°的夾角的YBCO[110]薄膜。我們可以得到45°的Zig-zag Josephson Junction。我們可以從實驗結果可得知一般的45° Josephson Junction 其臨界電流大約 ,而有Zig-zag的Josephson Junction 其臨界電流卻只有一般的Josephson Junction小。 並可以量到其Fraunhofer-pattern的變化。

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