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ＣｅＣｏＩｎ ₅の薄膜作成

ＣｅＣｏＩｎ ₅の薄膜作成. 卒業研究発表 　　　　　　　　　Ｂ４　藤岡　峻. CeCoIn ₅ の性質. 重い電子系超伝導体で、 T c =2.3K は発見された重い電子系の中では最も高い . 銅酸化物超伝導体と同様、異方的なｄ波超伝導体であり、波動関数の軌道部分の符号が方向によってことなり、波動関数が０となるノードが存在する。. Π 接合. 超伝導体間に零磁場で位相差 π がある接合のこと。対して位相差がない接合を０接合と呼ぶ。 ｓ波超伝導体とｄ波超伝導体の接合には、方向により π 接合ができる。. SQUID. ジョセフソン接合を２個含む超伝導ループを指す。

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ＣｅＣｏＩｎ ₅の薄膜作成

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Presentation Transcript

  1. ＣｅＣｏＩｎ₅の薄膜作成 卒業研究発表 　　　　　　　　　Ｂ４　藤岡　峻

  2. CeCoIn₅の性質 • 重い電子系超伝導体で、 Tc=2.3Kは発見された重い電子系の中では最も高い. • 銅酸化物超伝導体と同様、異方的なｄ波超伝導体であり、波動関数の軌道部分の符号が方向によってことなり、波動関数が０となるノードが存在する。

  3. Π接合 • 超伝導体間に零磁場で位相差πがある接合のこと。対して位相差がない接合を０接合と呼ぶ。 • ｓ波超伝導体とｄ波超伝導体の接合には、方向によりπ接合ができる。

  4. SQUID • ジョセフソン接合を２個含む超伝導ループを指す。 • 外磁場φが与えられると、０接合が二つなら、 φ＋φ₀(θ₁－θ₂）/2π＝n φ₀　（ φ₀は磁束量子） 　外部から流せる電流は、 I = 2I₀|cos(πφ/ φ₀)| 　（I₀はジョセフソン臨界電流密度）

  5. ０接合とπ接合になると、 φ＋φ₀(θ₁－θ₂＋π）/2π＝n φ₀ I = 2I₀|cos(πφ/ φ₀＋π/2)| となり、外部から流せる電流の外部磁場依存がφ₀/2ずれる。

  6. S波超伝導体どうしのコーナー接合なら、接合はいずれも０接合なので、零磁場において二つの接合の位相差はなく、超伝導電流は流れない。S波超伝導体どうしのコーナー接合なら、接合はいずれも０接合なので、零磁場において二つの接合の位相差はなく、超伝導電流は流れない。 • ｄ波超伝導体とｓ波超伝導体のコーナー接合なら、接合は０接合とπ接合になるので、零磁場において超伝導電流が流れる。

  7. 薄膜によるπ接合 • ｄ波超伝導体の薄膜にノーマルな金属とｓ波超伝導体を重ねて、コーナー接合を作ることができる。下図はランプエッヂ接合と言う。

  8. るつぼに入れたCe,Co,Inを700度～1400度で加熱し、基盤（MgO,Al₂O₃)に蒸着する。るつぼに入れたCe,Co,Inを700度～1400度で加熱し、基盤（MgO,Al₂O₃)に蒸着する。 加熱の際、Ceは融点近くで体積が急変するので、加熱速度に注意する（1度1分くらい）。 Ce,Co,Inそれぞれの蒸着温度は、膜厚計で時間をかけてレートを調節する。 薄膜作成 解析 • Ｘ線による構造解析 • セムによる元素比分析 • ４端子法による抵抗の温度依存測定

  9. 薄膜の蒸着レート(基盤Al₂O₃）

  10. Ｃｅ，Ｃｏ，Ｉｎの上段は蒸着レート[Å/s]、下段は相対元素比（Ｃｅが１）。Ｃｅ，Ｃｏ，Ｉｎの上段は蒸着レート[Å/s]、下段は相対元素比（Ｃｅが１）。 M019は面精度のよい（±0.1annel済）Al ₂O₃基盤を使用。 膜厚は1000Å。 以下、M019の拡大図を示す(5000倍、10000倍、18000倍)。 薄膜の蒸着レート（基盤MgO)

  11. 薄膜拡大図(M014)

  12. M019のＸ線データ

  13. 25°、52°、83°の10000以上の大きなピークは基盤のもの。25°、52°、83°の10000以上の大きなピークは基盤のもの。 • C軸のピークが、11.7°(001)、23.6°(002)、35.7°(003)、48.2°(004)、61.5°(005)、75.7°(006)、91.4°(007)付近にある。 • a軸のピークが19.2°(100)、39.0°(200)、他に36.4°(112)のピークがある。

  14. 赤線は温度を下げる際、青線は上げる際のデータ赤線は温度を下げる際、青線は上げる際のデータ M019の抵抗測定

  15. M019の抵抗測定（30K～120K）

  16. M019の抵抗測定（３Ｋ以下）

  17. 100Kを下回ったあたりから、近藤効果のために、温度が下がるにつれて抵抗がやや上がっている。　100Kを下回ったあたりから、近藤効果のために、温度が下がるにつれて抵抗がやや上がっている。　 • 超伝導転移温度付近の2.2Kくらいから急激に抵抗が下がるが、1.4Kで0.5Ω程残っている。測定終了時に端子間の接触はなかったので、超伝導の部分が途切れ途切れになっているなどの原因が考えられる。

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