薄膜超導元件的研製與特性探討---鉈系2223 超導薄膜的人工弱連接接面的約瑟夫遜效應及磁通線動力研究(II)

Abstract

在本計畫內,我們擬以高臨界電流密度及微 單晶鉍系高溫超導薄膜製程,在Bi crystal基片上 製作Grain-boundary接面陣列,在Step-edged基片上製 作接面陣列,對本實驗室以前磁通線動力弱連 接模型做進一步深入了解與驗證.並以RSCJ模型 為基礎,模擬在外力磁場及微波照射下的電流- 電壓特性,期能對這些接面特性做系統性探討. 我們擬進行的主要工作為:(1) Bi crystal基片及一 般基板上製備品質穩定的Grain-boundary接面和Step-edged SNS及SIS接面;(2)以原子力顯微鏡(AFM),低 溫穿隧顯微鏡(LTSTM)和SEM觀察接面附近的狀況, 以瞭解造成弱連接接面的結構成因,並了解其 穿隧特性;(3)在外加磁場及微波輻射下,量測其 電流傳輸特性,以驗證磁通線動力的弱連接模 型.並量取RSCJ模型所需模擬參數,以與模擬結果 比較;(4)做RSCJ模型模擬.(此部分工作與郭義雄 教授合作).預計在本計畫執行期限內,可以建立 鉈系高品質超導薄膜較大尺度約瑟夫遜接面製 程.與今年執行的較小尺度內在弱連接微橋比 較,可增進瞭解不同尺度的系統性弱連接微橋 特性.並透過接面陣列可對顆粒性薄膜的磁通 線弱連接動力行為,包括磁通量子穿隧和直流- 交流相鎖定效應有實驗上的觀察.