RU2107358C1 - Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода джозефсона - Google Patents
Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода джозефсона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2107358C1 RU2107358C1 RU97100010A RU97100010A RU2107358C1 RU 2107358 C1 RU2107358 C1 RU 2107358C1 RU 97100010 A RU97100010 A RU 97100010A RU 97100010 A RU97100010 A RU 97100010A RU 2107358 C1 RU2107358 C1 RU 2107358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bicrystal
- leucosapphire
- substrate
- plates
- plane
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 21
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 16
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000005668 Josephson effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 34
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 3
- 229910021521 yttrium barium copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 argon ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910002076 stabilized zirconia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к криогенной микроэлектронике и может быть использовано для изготовления электронных приборов и устройств, работающих в сверхвысокочастотном диапазоне частот, с уровнем собственных шумов, приближающимся к квантовому порогу, работа которых основана на явлении высокотемпературной сверхпроводимости и эффекте Джозефсона, с рабочей температурой вблизи температуры кипения жидкого азота и характеристиками, неуступающими характеристикам аналогов, работающих при температуре 4,2 К. Сущность: бикристалл выращивают из расплава лейкосапфира на двойную затравку, которую изготавливают из двух монокристаллических пластин треугольной формы, вырезанных из монокристаллического слитка лейкосапфира, после чего на боковых поверхностях каждой из пластин выполняют срез, плоскость которого шлифуют, химико-механически полируют и соединяют пластины между собой плоскостями среза в держателе, затем двойную затравку помещают в вакуум или атмосферу инертного газа при температуре плавления лейкосапфира, вводят двойную затравку в соприкосновение с расплавом лейкосапфира и производят наращивание бикристалла на двойную затравку, из которого после его охлаждения вырезают бикристаллическую подложку, причем после химико-механического полирования на поверхность подложки наносят буферный слой, на который затем напыляют эпитаксиальную высокотемпературную сверхпроводящую пленку. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к криогенной микроэлектронике и может быть использовано для изготовления электронных приборов и устройств, работающих в сверхвысокочастотном диапазоне частот, с уровнем собственных шумов, приближающимся к квантовому порогу, работа которых основана на явлении высокотемпературной сверхпроводимотси и эффекта Джозефсона, с рабочей температурой вблизи температуры кипения жидкого азота и характеристиками, не уступающими характеристикам аналогов, работающих при температуре 4,2 K.
Известен способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего (ВТСП) перехода Джозефсона [1], который заключается в получении слабосвязанных переходов Джозефсона на границах зерен в ВТСП-пленках. Эти переходы надежно и воспроизводимо формируются на однородных пленарных подложках с помощью подслоя, расположенного между подложкой и сверхпроводящей пленкой. Пленка сверхпроводника выращивается поверх подслоя и разориентирована относительно остальной пленки на угол между 5 и 90o. Образованная таким образом граница действует как высококачественный сверхпроводящий переход. Характеристики этих переходов улучшают за счет добавления буферных слоев между подложкой и сверхпроводящей пленкой. Плоскую кристаллическую подложку изготавливают из таких материалов, как титанат стронция SrTiO3, лейкосапфир Al2O3, двуокись циркония, стабилизированного иттрием, ZrO2(Y2O3) и др., и на нее наносят буферный слой - тонкую эпитаксиальную пленку MgO толщиной 200... 1000 
Затем на всю поверхность наносят эпитаксиальную ВТСП-пленку YBCO-123 толщиной 1000. . . 2000 
, поверхность которой ориентирована по плоскости (001). Буферный слой MgO разворачивает кристаллическую решетку эпитаксиальной пленки YBCO-123 на 45o и формирует бикристаллическую границу между двумя половинами эпитаксиальной пленки. Это, так называемая, биэпитаксиальная технология изготовления джозефсоновских переходов.
Недостатком этого способа является значительная дефектность структуры бикристаллической границы пленки в области сформированного ВТСП-перехода Джозефсона, и, как следствие, такой переход обладает малым значением характеристического напряжения - U, низкой степенью воспроизводимости, а также большим уровнем избыточных шумов типа i/f, обусловленных флуктуациями критического тока в области перехода, что не позволяет использовать этот способ для изготовления приборов, работающих в сверхвысокочастотном диапазоне.
Известен способ изготовления тонкопленочного ВТСП СКВИД-магнитометра на бикристаллической подложке SrTiO3 [2], который является наиболее близким к заявляемому способу изготовления ВТСП-перехода Джозефсона по своему техническому решению. Известный способ заключается в том, что в начале из монокристаллических блоков титаната стронция SrTiO3 изготавливают бикристалл. С этой целью монокристаллический слиток титаната стронция разрезают попала по кристаллографическим плоскостям (100). Затем задают угол среза, равный 18,43o, выходя на атомные плоскости (130) и 
. Поверхности блоков механически шлифуют и полируют. После этого блоки приводят в контакт и по методу твердофазного сращивания в режиме самодиффузии атомов сваривают, обеспечивая таким образом механическую прочность бикристалла, и изготавливают единый бикристалл. Из полученного таким образом бикристалла, кристаллографические оси [100] и [010] разных половин которого развернуты вокруг оси [001] на угол наклона 36,86o относительно друг друга, вырезают бикристаллические подложки толщиной 0,5...0,8 мм с ориентацией поверхности (001). Поверхность подложек шлифуется, полируется. Для эпитаксиального роста ВТСП-пленки YBCO-123 осуществляют финишную химико-механическую полировку. Затем выращивают ВТСП-пленку толщиной 100...200 нм, наносят контактные площадки, применяют фотолитографию с последующим химическим травлением пленки для создания геометрии СКВИДа. Лазерной резкой на подложке с пленкой формируют отдельные дискретные приборы.
Этим способом формируют бикристаллическую границу с различными углами наклона. Наращиваемая на поверхность подложки эпитаксиальная пленка YBCO-123 наследует структуру бикристаллической границы подложки и формирует в пленке свою бикристаллическую границу, которая и является областью слабой связи между двумя сверхпроводниками. В таких ВТСП-пленках фотолитографией можно изготовить различные электронные схемы как с пассивными, так и с активными элементами. Активными элементами являются джозефсоновские переходы, обеспечивающие требуемые вольт-амперные характеристики, бикристаллическая технология изготовления джозефсоновских переходов более эффективна, чем биэпитаксиальная технология, но для этого требуется качественная бикристаллическая подложка с совершенной структурой границы.
Недостатками этого способа изготовления ВТСП-перехода Джозефсона является то, что граница бикристалла, полученная методом твердофазного сращивания, по своей структуре сильно нарушена. Ее дефектность определяется в основном рельефом сращиваемых поверхностей. При соприкосновении поверхностей на всей площади границы образуется большое количество микропустот, которые в свою очередь являются стоком точечных дефектов. Микропустоты нарушают связь двух кристаллических решеток и поэтому в этих местах пропадает туннельный эффект Джозефсона. Другим типом дефектов бикристаллической границы, полученной твердофазным сращиванием, являются нарушения стехиометрии состава, образующегося вследствие диффузии атомов в области границы. Нарушения стехиометрии ослаблено в кристаллах с плотной упаковкой атомов в решетке, например в кубических кристаллах SrTiO3, MgO, ZrO2(Y2O3) и т.д. Поэтому такие бикристаллы изготавливаются в настоящее время и используются в изготовлении ВТСП джозефсоновских переходов. Однако их общим недостатком являются большие диэлектрические потери генерируемого переходом излучения, что резко ограничивает их использование в СВЧ-диапазоне частот (100...1000 ГГц).
В таблице приведены частотные характеристики (диэлектрические потери и тангенциальные потери tg) некоторых материалов.
Из таблицы видно, что наиболее перспективным материалом для СВЧ-электроники являются бикристаллы лейкосапфира. Изготовление же известным способом ВТСП-перехода Джозефсона из материала, перспективного в СВЧ-электронике, - лейкосапфира невозможно. То есть невозможно изготовить подложку из бикристаллов, состоящих из легких атомов, пространственная решетка которых содержит свободные узлы, обеспечивая их перемещение по решетке кристалла, так как при твердофазном сращивании происходит насыщение бикристальной границы легкими атомами, например для случая Al2О3 - атомами алюминия.
В процессе эпитаксиального наращивания ВТСП-пленки они диффундируют в пленку и шунтируют границу перехода. На такой бикристаллической границе невозможно изготовить рабочий джозефсоновский переход.
Кроме того, ВТСП-переход Джозефсона, изготовленный на подложке, выполненной методом твердофазного сращивания, обладает невысокой воспроизводимостью параметров, высоким значение частоты среза fс шумов типа i/f, невысоким характеристическим напряжением Uc = Ic • Rн, где Iс - критический ток, Rн - нормальное сопротивление, что приводит к тому, что СКВИДы постоянного тока и СКВИД-магнитометры, изготовленные на этом ВТСП-переходе Джозефсона, обладают сравнительно высоким уровнем эквивалентных шумов по магнитному потоку и низким разрешением по магнитному полю.
Отмеченные недостатки:
уровень шумов i/t и величина характеристического напряжения в сильной степени определяются качеством технологии сшивки бикристаллической границы.
уровень шумов i/t и величина характеристического напряжения в сильной степени определяются качеством технологии сшивки бикристаллической границы.
В известном решении методом твердофазного сращивания формируется бикристаллическая граница, разделяющая два монокристалических блока с различной ориентацией кристаллографических осей, которая при эпитаксиальном наращивании ВТСП-пленки формирует в ней такую же бикристаллическую границу. При этом качество бикристаллической границы пленки (структурное совершенство, плоскость и т.д.) полностью определяется качеством границы бикристаллической подложки.
Общими существенными признаками заявляемого технического решения и известного являются следующие: формируют бикристалл, из которого вырезают бикристаллическую подложку, шлифование, химико-механическое полирование поверхности подложки, напыление на подложку эпитаксиальной высокотемпературной сверхпроводящей пленки, контактных площадок, затем осуществляют фотолитографию высокотемпературной сверхпроводящей пленки и ее травление.
Отличительными существенными признаками заявляемого технического решения являются следующие: бикристалл выращивают из расплава лейкосапфира на двойную затравку, которую изготавливают из двух монокристаллических пластин треугольной формы, вырезанных из монокристаллического слитка лейкосапфира таким образом, что одна из поверхностей каждой из пластин совпадает с 
-плоскостью, а другая - с 
-плоскостью, после чего на боковых поверхностях каждой из пластин выполняют срез, плоскость которого перпендикулярна 
-плоскости, а угол α между плоскостью среза и боковой поверхностью пластин составляет 18,4 или 14, или 11,3o, после чего плоскость среза каждой из пластин шлифуют, химико-механически полируют и соединяют пластины между собой плоскостями среза в держателе так, что 
-плоскости пластин параллельны, а угол между 
-плоскостями составляет 2α , затем двойную затравку помещают в вакуум или атмосферу инертного газа при температуре плавления лейкосапфира, вводят двойную затравку в соприкосновение с расплавом лейкосапфира так, что направления фронтов кристаллизации совпадают с 
-направлениями кристаллических решеток пластин, производят последовательное наращивание бикристалла на двойную затравку, из которого после его охлаждения вырезают бикристаллическую подложку, ориентированную по 
-плоскости, причем после химико-механического полирования на поверхность подложки наносят буферный слой, на который затем напыляют эпитаксиальную высокотемпературную сверхпроводящую пленку.
Технический результат, который достигается при реализации этого способа, заключается в том, что ВТСП-переход Джозефсона, бикристаллическая подложка которого изготовлена из лейкосапфира, имеет малые диэлектрические потери в СВЧ-диапазоне, что дает возможность эффективно использовать его для изготовления приборов, работающих в СВЧ-диапазоне частот. При этом формируемый ВТСП-переход обладает высокими параметрами, хорошей степенью их воспроизводимости, низким значением частоты среза шумов типа i/t, достаточно высоким значением характеристического напряжения Uc = Ic • Rн, где Ic - критический ток, Rн - нормальное сопротивление: при T = 77 K и угле разориентации бикристалла 24o оно достигает значений 0,2 мВ, а значение tc близко к 10 Гц. Электронные свойства перехода Джозефсона полностью определяются процессом рассеяния электронов на границе раздела. Поэтому наличие структурных дефектов границы, таких как пустоты, скопление примесных атомов, дислокации и т. д. , вызывают сильное рассеяние электронов, уменьшая количество электронов, переходящих через энергетический барьер на границе. Неплоскостность (шероховатость) границы также вызывает дополнительное диффузионное рассеяние электронов. Качество границы ВТСП-пленки, ее структурное совершенство однозначно определяются границей подложки, структурные дефекты которой наследуются пленкой в процессе ее эпитаксиального наращивания.
Бикристаллическая граница, получаемая при росте кристалла из расплава, является естественной и потому наиболее совершенной. Поэтому и граница пленки, выращенной на такой бикристаллической подложке, также является наиболее совершенной и содержит минимальное количество структурных дефектов. Дислокации же, если они и образуются, в такой искусственной границе не играют заметной роли в формировании энергетического барьера для туннелирования электронов. Выращивание бикристаллов из лейкосапфира является в настоящее время единственно возможным путем изготовления бикристаллических подложек для ВТСП-переходов Джозефсона, работающих в СВЧ-диапазоне частот. ВТСП-переходы Джозефсона, сформированные на бикристаллических подложках лейкосапфира, также позволяют создавать различные электронные устройства, как, например, сквиды постоянного тока, сквид-магитометры, имеющие сравнительно низкий уровень эквивалентных шумов по магнитному потоку и рекордно высокое разрешение по магнитному полю при T = 77 K.
На фиг. 1 схематически изображены монокристаллические пластины треугольной формы двойной затравки, где 1 - атомные 
-плоскости, 2 - плоскости среза; на фиг. 2 изображен чертеж, поясняющий сущность способа выращивания бикристалла лейкосапфира из расплава, где 1 - двойная затравка, 2 - бикристаллическая граница, 3 - расплав, 4 - молибденовый контейнер (а, б).
Заявляемый способ изготовления ВТСП-перехода заключается в следующем.
Изготавливают двойную затравку 1 (фиг. 2) из кристалла лейкосапфира (Al2O3) для ростовой установки "Сапфир-2" (разработанную и изготовленную в Институте кристаллографии РАН). Установка "Сапфир-2" работает по горизонтальному методу Бриджмена с вольфрамовым нагревателем. Контейнер 4 (фиг. 2) для выращивания бикристалла лейкосапфира изготавливают из листового молибдена в виде "лодочки". В контейнер 4 засыпают сырье (бой кристаллов лейкосапфира, выращенного из порошка на ростовой установке Вернейля), вставляют контейнер в установку на специальную платформу, снабженную механизмом горизонтального перемещения. Двойная затравка 1 (фиг. 2) изготавливается определенной геометрии с заданной кристаллографией. Для эпитаксиального выращивания ВТСП-пленок со структурой перовскита используют подложки лейкосапфира с ориентацией поверхностей 
. Двойную затравку (1, фиг. 2) изготавливают из монокристаллического слитка лейкосапфира, из которого вырезают две монокристаллические пластины треугольной формы (фиг. 1), вырезанные из слитка лейкосапфира таким образом, что одна из поверхностей каждой из пластин совпадает с 
-плоскостью, а другая поверхность совпадает с 
-плоскостью (1, фиг. 1), после чего на боковых поверхностях каждой из пластин выполняют срезы (2, фиг. 1), плоскости которых перпендикулярны 
-плоскости, а угол α между плоскостью среза и боковой поверхностью пластины составляет 18,4o, после чего плоскость среза каждой из пластин шлифуют, полируют и соединяют пластины между собой плоскостями среза в держателе, в котором с помощью поступательного перемещения и осуществляют взаимную ориентацию пластин так, что 
-плоскости пластин параллельны, а угол 2α между 
-плоскостями составляет величину 36,8o. Точность установки углов поворота и вращения не превышает 0,01o. После этого двойную затравку вставляют в молибденовый контейнер (4, фиг. 2) с исходным сырьем лейкосапфира, контейнер с двойной затравкой (1, фиг. 2) помещают в камеру с атмосферой инертного газа или в вакуумную камеру ростовой установки, затем температуру в нагревателе поднимают до температуры плавления лейкосапфира t = 2054oC, вводят двойную затравку в соприкосновение с расплавом лейкосапфира (3, фиг. 2) так, что направления фронтов кристаллизаций совпадают с 
-направлениями кристаллических решеток пластин двойной затравки (1, фиг. 2), и производят последовательное наращивание кристалла на двойную затравку со скоростью кристаллизации 10. . . 12 мм/ч, из которого после его охлаждения вырезают бикристаллические подложки толщиной 0,8 мм, ориентированные по 
-плоскостям, причем после химико-механического полирования на подложки наносят буферный слой CeO2, после чего напыляют эпитаксиальную высокотемпературную сверхпроводящую пленку YBCO-123 толщиной 100...200 нм.
Тонкая YBCO ВТСП-пленка изготавливается методом двухлучевого лазерного распыления. В методе двухлучевого лазерного распыления применяют синхронизованные излучения двух АИГ: Nd-лазеров, лучи которых, пройдя через линзы, фокусируются (плотность энергии в фокусе порядка 10 Дж/см) на поверхности вращающихся сверхпроводящих мишеней одинакового состава (YBCO-123), приготовленных по стандартной технологии из смеси порошков оксидов элементов, образующих ВТСП-керамику. Под действием излучения материал каждой из мишеней распыляется, и благодаря определенной геометрии установки, мощности излучения и взаимной ориентации лазерных лучей производится напыление тонкой YBCO ВТСП-пленки на поверхность бикристаллической подложки с последующим эпитаксиальным ростом.
Затем на YBCO-пленку через специальную накладную маску, которая плотно прижимается к поверхности, напыляют золотые контактные площадки, которые затем отжигаются в той же камере, где происходит напыление ВТСП-пленки. Предварительно поверхность ВТСП-пленки очищается в ВЧ-разряде ионами аргона (установка Leybold L-560, мощность 150 Вт, давление 3 • 10 мБар, время чистки 1-2 мин). Сопротивление полученных контактов в среднем составляло 0,2 Ом при T = 77 K.
Технический результат, который достигается при реализации этого способа, заключается в том, что ВТСП-переход Джозефсона, бикристаллическая подложка которого изготовлена из лейкосапфира, имеет малые диэлектрические потери в СВЧ-диапазоне, что дает возможность эффективно использовать его для изготовления приборов, работающих в СВЧ-диапазоне частот.
Актуальность решаемой задачи и высокие технические характеристики ВТСП-перехода Джозефсона обеспечивают промышленную применимость данного изобретения.
Claims (1)
- Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода Джозефсона, заключающийся в том, что формируют бикристалл, из которого вырезают бикристаллическую подложку, после чего осуществляют шлифование, химико-механическое полирование поверхности подложки, напыление на подложку эпитаксиальной высокотемпературной сверхпроводящей пленки, контактных площадок, затем осуществляют фотолитографию высокотемпературной сверхпроводящей пленки и ее травление, отличающийся тем, что бикристалл выращивают из расплава лейкосапфира на двойную затравку, которую изготавливают из двух монокристаллических пластин треугольной формы, вырезанных из монокристаллического слитка лейкосапфира таким образом, что одна из поверхностей каждой из пластин совпадает с- плоскостью, а другая - с- плоскостью, после чего на боковых поверхностях каждой из пластин выполняют срез, плоскость которого перпендикулярна- плоскости, а угол α между плоскостью среза и боковой поверхностью пластины составляет 18,4 или 14, или 11,3o, после чего плоскости среза химико-механически полируют, соединяют в держателе так, что- плоскости параллельны, а угол между- плоскостями составляет 2α, затем двойную затравку помещают в вакуум или атмосферу инертного газа при температуре плавления лейкосапфира, вводят двойную затравку в соприкосновение с расплавом лейкосапфира так, что направления фронтов кристаллизаций совпадают с- направлениями кристаллических решеток пластин, производят последовательное наращивание бикристалла на двойную затравку, из которого после его охлаждения вырезают бикристаллическую подложку, ориентированную на- плоскости, причем после химико-механического полирования на поверхность подложки наносят буферный слой, на который затем напыляют эпитаксиальную высокотемпературную сверхпроводящую пленку.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97100010A RU2107358C1 (ru) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода джозефсона |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97100010A RU2107358C1 (ru) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода джозефсона |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2107358C1 true RU2107358C1 (ru) | 1998-03-20 |
| RU97100010A RU97100010A (ru) | 1998-09-20 |
Family
ID=20188795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97100010A RU2107358C1 (ru) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода джозефсона |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2107358C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550749C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ формирования тонкопленочных микромостиков |
| CN113634900A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-12 | 上海理工大学 | 一种使用增材制造技术制备镍基合金定向双晶的方法 |
-
1997
- 1997-01-13 RU RU97100010A patent/RU2107358C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 2. Сверхпроводимость: физика, химия, техника. 1993 г. т.6, N 8, стр.1730 - 1746. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550749C1 (ru) * | 2013-12-26 | 2015-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Способ формирования тонкопленочных микромостиков |
| CN113634900A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-11-12 | 上海理工大学 | 一种使用增材制造技术制备镍基合金定向双晶的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5077266A (en) | Method of forming weak-link josephson junction, and superconducting device employing the junction | |
| Phillips | Substrate selection for high‐temperature superconducting thin films | |
| JP5630941B2 (ja) | 超伝導体被覆テープのための二軸配向フィルム堆積 | |
| EP0581254B1 (en) | Method of forming single-crystalline thin film | |
| JPH06500669A (ja) | 高温超伝導体膜の結晶粒界結合 | |
| US5595959A (en) | Method of forming a high-TC microbridge superconductor device | |
| CN1007480B (zh) | 超导器件 | |
| US20050019615A1 (en) | Biaxially textured composite substrates | |
| Wu et al. | Preparation of high quality YBa/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 7-/spl delta//thick films on flexible Ni-based alloy substrates with textured buffer layers | |
| JPH0577347B2 (ru) | ||
| RU2107358C1 (ru) | Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода джозефсона | |
| US5962866A (en) | Microbridge superconductor device utilizing stepped junctions | |
| Gross et al. | Heteroepitaxial growth of transition metal oxides using uhv laser molecular beam epitaxy | |
| EP0837513A1 (en) | Oxide superconductor and method of manufacturing the same | |
| Naito et al. | Production of double-sided large-area high-T/sub c/wafers by molecular beam epitaxy | |
| RU2105390C1 (ru) | Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводящего перехода джозефсона | |
| US5212151A (en) | Superconducting thin film having a matrix and foreign phases | |
| KR100721901B1 (ko) | 초전도 소자 및 그 제조방법 | |
| JP2005056741A (ja) | 薄膜超電導線材およびその製造方法 | |
| Li et al. | Microstructures and enhancement of critical current density in YBa/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 7/thin films grown by pulsed laser deposition on various single crystal substrates modified by Ag nano-dots | |
| Wang et al. | YBa2Cu3O7/NdGaO3/YBa2Cu3O7 trilayers by modified off‐axis sputtering | |
| Li et al. | Heteroepitaxial growth of MgO films by dual ion beam sputtering | |
| EP0364068A2 (en) | Method of depositing an oxide superconductor on a substrate | |
| Ichinose et al. | Microstructures of high-T/sub c/superconducting films having artificial pinning centers | |
| Yoshida et al. | Growth mechanism and surface morphologies of Sm/sub 1+ x/Ba/sub 2-x/Cu/sub 3/O/sub 6+ y/thin films |