【摘 要】
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约瑟夫森结是超导电子学的关键元件,是超导量子干涉仪(SQUID)和其它许多超导器件的基础。微电子器件的集成化和产业化对高性能的约瑟夫森结制备提出了迫切的要求,因此制备性
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约瑟夫森结是超导电子学的关键元件,是超导量子干涉仪(SQUID)和其它许多超导器件的基础。微电子器件的集成化和产业化对高性能的约瑟夫森结制备提出了迫切的要求,因此制备性能良好的约瑟夫森结成为高温超导电子器件的研究重点。溶胶-凝胶法具备成本低廉,工艺简单,可在多种衬底上成膜等特点,是一种制备SIS型约瑟夫森隧道结极具潜力的方法。本文采用钇、钡、铜的醋酸盐为出发原料,合成了稳定的YBCO溶胶；以醋酸钇为初始原料,二乙烯三胺为络合剂,甲醇为溶剂,合成了Y2O3溶胶。在铝酸镧(LAO)基板上制备结构为Y2O3/YBCO的双层薄膜,通过XRD、SEM和超导电性等测试分析发现,制备在Y2O3薄膜上的YBCO超导薄膜仍然具有良好的c轴生长取向和超导性能,临界转变温度Tc为94.3K,转变宽度△Tc为1K。以此为基础,在铝酸镧(LAO)基板上制备结构为YBCO/Y2O3/YBCO的约瑟夫森结。测试结果表明,约瑟夫森结中Y2O3两侧的YBCO薄膜都具有良好的c轴生长取向,隧道结的临界转变温度Tc=94K,转变宽度△Tc约为1K。对制得的约瑟夫森隧道结进行直流I-V曲线测试,该约瑟夫森隧道结的临界电流Ic=47mA,实验测得的结果基本满足RSJ模型下方程的描述。研究过程中还发现,随着约瑟夫森隧道结中绝缘层厚度的增加,临界电流Ic急剧减小。
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