일반기술

고온초전도 단결정을 이용한 선천성 조셉슨 접합 단상의 인-시튜적 제조방법 및 이에 사용되는 이온빔 식각장치

본 발명은 고온 초전도체의 단결정 단상(壇床)구조에, 원하는 임의의 수의 선천성 조셉슨 접합을 형성시키기 위하여, 단결정 단상구조의 식각 공정과 이 단상 구조내에 생성되고 있는 선천성 조셉슨 접합에 대한 측정 작업을 저온에서 동시에 수행하는 방법 및 이에 사용될 수 있는 이온빔 식각 장치를 개시한다. 선천성 조셉슨 접합의 단상구조를 제조함에 있어서 단상구조내에 형성되는 선천성 조셉슨 접합의 수를 임의로 조절할 수 있게 됨으로써, SQUID 소자, THz 발진소자, 전압표준소자, 믹서 소자 등의 고온 초전도체 단결정을 이용한 능동소자 개발이 용이하게 될 수 있다. 진공이 유지되는 공간을 한정하는 챔버(61); 상기 챔버의 일면에 위치하며, 상기 챔버내에 시료(58)를 고정시키고 필요한 경우에는 상기 시료(58)를 냉각시킬 수 있는 냉각장치로서, 시료(58)을 냉각하기 위한 냉매가 수용되는 본체(51), 상기 본체내로 냉매를 주입하기 위한 냉매 유입구(52), 상기 본체내의 냉매를 외부로 배출시키기 위한 냉매 유출구(54), 및 상기 냉매 유입구(52) 및 냉매 유출구(54)가 부착되어 있는 면의 대향면의 외벽에 시료를 부착시키기 위한 체결기구가 구비되어 있는 시료 장착 금속판(56)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치; 상기 챔버내의 기체를 외부로 배기하여 상기 챔버내를 진공으로 하기 위한 배관 라인(63, 73); 상기 시료에 대향하도록 위치하며, 상기 시료(58)를 식각하기 위한 이온 빔을 방출하는 이온 총(65); 상기 시료(58)에 접속되어 상기 시료의 전기적 특성을 측정하기 위한 전기적 특성 측정용 도선(67); 전기적 특성 측정용 도선(67)으로부터의 측정 단상의 전류 대비 전압 신호를 검출하기 위한 검출기(79); 및 상기 검출된 전류 대비 전압 신호를 처리하여 상기 단상 구조 사이의 투과전류 대 전압의 곡선을 플러팅하여 주는 마이크로 프로세서(81)를 포함하는 이온빔 식각장치.