ترجمه مقاله ساختار سرامیک همراه با متن لاتین در 20 صفحه ورد قابل ویرایش
ساختار Biepitaxid، پیوند josephson و SQUIDs : ساختار و ویژگی‌های اتصال یا پیوند josephson و SQUIDs، yBCo/CeO2/Mgo Biepitaxid را بررسی و گزارش کردیم، در اینجا CeO2 به عنوان یک لایه استفاده شده تا یک محدوده یا مرز Biepitaxid برای بلور یا ذره ایجاد کند. سطوح تابکاری نشده لایه CeO2 و سطح تابکاری شده آن توسط میکروسکوپ اتر یا (AFM) بررسی شدند. دمای مقاومت لایه نازک yBCo/CeO2/Mgo نشان می‌دهد که فرآیند تابکاری برای لایه CeO2 به منظور ایجاد لایه فیلم YBCo با کیفیت خوب ضروری است. منحنی ولتاژ جریان اتصال یا پیوند josephson عملکرد مربوط به مقاومت اتصال (RSJ) را نشان می‌دهد. بعلاوه هر دو مرحله عددی یا انتگرال و یا نیمه انتگرال Shapiro در میدان مغناطیسی بکاربرده شده صفر مشاهده شد نوسان ولتاژ مغناطیسی مدولی شده نیز برای SQUIDs دیده می‌شود.
1- مقدمه: بدلیل توسعه و پیشرفت مدارهای مجتمع ابررسانا، High-T، اتصالات ابررسانای josephson به شکل گسترده‌ای مورد بررسی و آزمایش واقع شدند. به منظور بدست آوردن اتصالات josephson قابل کنترل و قابل دستیابی به انواع مختلف اتصالات مانند محدوده دارای لبه پله‌ای، SNS یا اساس و پایه bicrystaf استفاده شد. بهرحال این نوع مرزها معمولاً طی زمان ساخت با فرآیندهای بسیار زیادی درگیر هستند. برای ساده‌تر کردن فرآیند ساخت، اتصالات josephson محدوده دانه Biepitaxid مورد بررسی واقع شد. در این کار، CeCo2 انتخاب شد تا یک لایه برای محدوده ذره Biepitaxid باشد و روش ساده و شیمیایی حکاکی بجای فرزکاری آهن استفاده شد تا باعث جدا شدن نیمی از لایه CeCo2 از پایه Mgo شود.
SQUIDs و اتصالات josephson Biepitaxid را ساختیم. بعضی از ویژگی‌های جریان ولتاژ برای اتصالات josephson و SQUIDs مورد بررسی واقع شد. همچنین نوسان ولتاژ تقسیم شده در میدان مغناطیسی برای SQUIDs نیز بررسی شد.
2- شرح تجربی و آزمایشی: یک سیستم آبکاری فلز مغناطیسی rf خارج از محور برای جدا کردن تمام لایه‌ها در این مبحث استفاده شده است. CeCo2 در دمای OC750 برروی سطح Mgo که با یک لایه (yBCo)800 A-thick پوشیده شده، آبکاری شد. سپس لایه yBCo / CeCo2 با استفاده از اسید هیدروکلریک جدا شد. بعد از آن، این پایه و اساس در دمای OC1100 به مدت 10 ساعت تابکاری شد. برای بررسی تغییرات سطح CeCo2، ساختار سطحی لایه‌های CeCo2 تابکاری شده و تابکاری نشده با میکروسکوپ‌های (AFM) بررسی شدند و سپس یک لایه (yBCo)2000 A-thick برروی سطح تابکاری شده قرار داده شد، رسوب‌گذاری شده بعلاوه لایه نازک yBCo با یک محدوده یا مرز Biepitaxid توسط فتولیتوگرافی در یک اتصال josephson با 5pm پهنا یا SQUIDs با یک ناحیه سوراخ 40*20 و پهنای اتصال بصورت طرح و نقش قرار داده شد. برای بررسی واکنش‌های میکرو ویوی اتصال، یک میکرو ویو با استفاده از آنتن دیود به این اتصال تابانده شد. برای بررسی نوسان بخش بخش میدان مغناطیسی، SQUID برروی یک سولئوئید که دارای میدان مغناطیسی موازی با سطح SQUID بود نصف شد. یک روش معمولی چهارمرحله‌ای برای اندازه‌گیری و بخش الکتریکی استفاده شد. معیار برای جریان اصلی در این مبحث بود.
YBazCu307_,
Josephson Junctions and SQUIDS
S. Y. Yang, H. E. Horngl, W. L. Lee2, H. W. Yu2, and H. C. Yang2
1 Department of Physics, National Taiwan Normal University, Taipei, Taiwan 117, R.O.C.
2Department of Physics, National Taiwan University, Taapei, Taiwan 106, R.O.C.
(Received December 20, 1997)
We reported the fabrication and characteristics of biepitaxial YBCO/CeOz/MgO
Josephson junctions and SQUIDS, here Ce02 was used as a seed layer to create the biepitaxial
grain boundary. The surfaces of the unannealed CeO2 layer and the annealed
one were probed by the atomic force microscope (AFM). The temperature dependent
resistance of YBCO/Ce02/MgO thin film reveals that the annealing process for CeO2
layer is crucial for the quality of the YBCO thin film. The voltage-current curves
of Josephson junctions exhibit the resistively shunted junction (RSJ) behavior. Furthermore,
both the integral and half-integral Shapiro steps were observed under zero
applied magnetic field. The magnetic modulated voltage oscillation was also found for
the SQUIDS.
PACS. 74.50.+r - Proximity effects, weak links, tunneling phenomena, and Josephson
effects.
_ PACS. 74.76.-w - Superconducting films.
I. Introduction
Owing to the development of the superconducting integrated circuits, high-T, superconducting
Josephson junctions have been examined widely. In order to obtain the
controllable and reproducible Josephson junctions, various types of junctions are used,
such as step-edge boundary [l], SNS [2] or bicrystal substrate [3]. However, these kinds
of boundaries usually involve too many processes during fabrication [4,5]. To simplify the
fabrication processes, biepitaxial grain boundary Josephson junctions were studied. In this
work, CeO2 was chosen to be a seed layer for the biepitaxial YBazCusO7_, grain boundary
and an easy chemical etching method instead of conventional ion milling was used to lift
off half of the CeO2 layer on MgO substrate. We fabricated the biepitaxial YBa2Cu307_y
Josephson junctions and SQUIDS. Some voltage-current characteristics for the Josephson
junctions and SQUIDS were investigated. And also, the magnetic field modulated voltage
oscillation for the SQUIDS was checked.
II. Experimental details
An off-axis rf magnetron sputtering system was used to deposit all films in this work.
Ce02 was sputtered at 750 C onto the MgO(001) substrate which was covered partly by
409 @ 1998 THE PHYSICAL SOCIETY
OF THE REPUBLIC OF CHINA
410