일반기술

고온 초전도 조셉슨 장치

본 기술은 초전도 집적 회로에 유용한 고온 초전도 박막 필름 조셉슨 장치 개발이다. 집적 회로에서 사용된 조셉슨 장치는 제어할 수 있고, 반복할 수 있는 특성이 요구된다. 삽입(dope)된 박막 산화물 층은 고온 조셉슨 접합을 만들기 위하여 고온 초전도 전극 사이에 정상 초전도 장벽으로서 사용되었다. 금속성-장벽 조셉슨 접합에 있어서, 전극 사이의 파장 작용의 결합은 장벽을 횡단하는 초전도 전자쌍의 부족 (소위 “근접 효과”)의 결과라고 한다. 앞에서 언급한 초전도체는 Re1Ba2Cu3O7-d이며, 여기서 Re는 지구상의 드문 요소들 그리고 0<d<0.3, BiSrCaCuO 그리고 TiBaCaCuO를 포함한다. 이러한 목적에 알맞은 박막 산화물 층을 위한 삽입물들 (dopants)은 많이 있다. 스퍼터링, 레이저 용발, 전자 빔 증착 그리고 금속-유기 화학 침전 등으로 초전도 박막 필름을 얻을 수 있다. 초전도 층은 같은 방법으로 침전될 수 있다. 삽입은 출발물질에 대해 어떤 농도의 삽입물을 추가함으로써, 또는 필름이 형성된 후에 삽입물을 끼워넣음으로써 이루어진다. 필름에서 모든 삽입물들이 활동성을 갖도록 하기 위하여 추가적인 과정이 요구된다. 삽입한 후, 필름의 밀착 길이는 상대적으로 길어진다. 더 두꺼운 장벽층은 통제력을 가져오고, 장치에 대하여 반복적으로 작용한다. 상대적으로 큰 저항력 때문에 접합의 정상 저항은 SNS 접합보다 상당히 커진다. 주요 전류와 정상 저항은 크기 때문에 IcRn 결과는 크다. IcRn 결과는 조셉슨 접합의 진가를 나타내는 형태이다. 그것은 전압 수위를 결정하고, 그 전압 수위는 가능한한 커야 한다. 큰 IcRn 때문에, 본 기술은 초전도 전자공학 분야에서 중요하다고 판단된다.본 기술은 다시 요약한다면, 첫번째와 두번째 층들과 일치된 격자를 갖는 삽입된, 사방체의 전도성 물질의 장벽층으로 분리된 고온 초전도 물질의 두개 이상의 층을 가지는 조셉슨 장치에 대한 기술이다. 초전도 물질은 절대온도 25도 이상에서 임계 온도를 갖고, 장벽층은 삽입된SrTiO3이다. HTSC/삽입된SrTiO3/HTSC 에피탁시 삼중층 구조는 조셉슨 장치를 위해 사용된다. SNS는 이러한 장치를 나타내는 것으로서, S는 HTSC물질 그리고 N은 전도성 장벽이다. 본 장치에서 삽입된SrTiO3은 전도성을 갖는 퇴보된 반도체이다. 조셉슨 효과는 DC와 AC 모두에서 생겨나며, 조셉슨 접합은 초전도 전자공학에서 필수적이라 할 수 있다.다른 고온 초전도 장치보다 더 통제력 있고, 반복적임상대적으로 큰 정상 저항과 주요 전류에 의한 큰 IcRn 때문에 전자적인 응용에 실용적임고온 초전도체 이므로 고온에서 장치의 이용 가능큰 유전 상수