Biepitaxie-Josephson-Kontakte und Höchstfrequenzleitungen aus YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\gamma}$

Copetti, C. A.

Book/Report

FZJ-2019-00614

Biepitaxie-Josephson-Kontakte und Höchstfrequenzleitungen aus YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\gamma}$

Copetti, C. A. (Corresponding author)FZJ*

1995
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 3076, 102 p. (1995)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21348

Report No.: Juel-3076

Abstract: Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von Biepitaxie-Josephson-Kontakten aus YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\gamma}$. Die Herstellung dieser Josephson-Kontakte auf MgO-Substraten erfordert zunächst die Abscheidung ein istalliner CeO$_{2}$-Filme. Daher wurde das epitaktische Wachstum von CeO$_{2}$ auf MgO-Substraten detailliert untersucht. Dabei konnte erstmalig gezeigt werden, daß die inplane Orientierung von (100) orientierten CeO$_{2}$-Filmen auf MgO durch die Oberflächenrauhigkeit bestimmt wird. Auf sehr glatten Substraten, mit einer Rauhigkeit von unter 0,6 mm auf einer Fläche von 0,25 $\mu$m$^{2}$, wächst die CeO$_{2}$-Einheitszelle auf MgO um 45° verdreht auf ([011] CeO$_{2}$ parallel zu [010] MgO). Auf rauhen Substraten ändert sich die Orientierung. Bei diesen Substraten bestimmen die Stufen auf der Oberfläche die Orientierung der CeO$_{2}$-Schicht: die CeO$_{2}$-Einheitszeile wächst auf MgO Kubus auf Kubus auf ([010] CeO$_{2}$ parallel zu [010] MgO). Die Kenntnis dieser in der Literatur Graphoepitaxie genannte Epitaxieform ermöglichte es, die Orientierung der CeO$_{2}$-Schicht durch eine gezielte Änderung der Oberflächenrauhigkeitzu steuern. Ein weiterer wichtiger Abschnitt dieser Arbeit stellt die elektrische Charakterisierung der Biepitaxie-Josephson-Kontakte dar. Besonders intensiv wurde die Magnetfeldabhängigkeit des kritischen Stromes schmaler Biepitaxie-Kontakte untersucht. Es zeigte sich, daß diese Merkmale aufweisen, die nicht durch eine konventionelle s-Wellen-Symmetrie des Ordnungsparameters zu erklären sind. So befindet sich in vielen I$_{c}$(H)-Mustern das absolute Maximum des kritischen Stromes als Funktion des angelegten Magnetfeldes nicht bei H = O. In manchen I$_{c}$(H)-Kurven beobachtet man sogar ein Minimum bei H = O. Diese Merkmale lassen sich nicht durch Inhomogenitäten der Barriere und auch nicht durch einen im Kontakt eingefrorenen magnetischen Fluß erklären. Dagegen erlaubt eine zugrunde gelegte d-Wellen-Symmetrie eine konsistente Erklärung dieser Daten. Ein im Rahmen dieser Arbeit entwickeltes Modell, welches sowohl die Mikrostruktur der Korngrenze berücksichtigt als auch eine d-Wellen-Symmetrie des Ordnungsparameters im Supraleiter YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\gamma}$ annimmt, kann die gemessenen l$_{c}$(H)-Muster sehr gut erklären. I$_{c}$(H)-Muster ergeben sich aufgrund Interferenzen der Wellenfunktion am Josephson-Kontakt. Der kritische Strom eines Kontaktes reagiert daher empfindlich auf den Vorzeichenwechsel im Ordnungsparameter in einer d-Wellen-Symmetrie. Dieser Vorzeichenwechsel ist in dieser Arbeit nachgewiesen worden. Diese Ergebnisse sind somit ein weiteres, überzeugendes Indiz für eine d-Wellen-Symmetrie des Ordnungsparameters im Hochtemperatursupraleiter YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{7-\gamma}$. Weiterhin wurde die Dynamik von Biepitaxie-Josephson-Kontakten untersucht. Diese Untersuchungen ergaben, daß bei kleinen reduzierten Frequenzen ($\Omega$ -0.25) das Hochfrequenzverhalten dieser Kontakte sehr gut durch das RSJ-Modell beschrieben wird. Die [...]

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