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J-GLOBAL ID：201702264116088315   整理番号：17A0565961

上部に追加Al層を有する低リーク電流のNbベーストンネル接合

Low Leakage Current Nb-Based Tunnel Junctions with an Extra Top Al Layer

著者 (4件)： IKEYA Mizuki (The University of Electro-Communications) ,  NOGUCHI Takashi (National Astronomical Observatory of Japan) ,  KOJIMA Takafumi (National Astronomical Observatory of Japan) ,  SAKAI Takeshi (The University of Electro-Communications)
資料名： IEICE Transactions on Electronics (Web)  (IEICE Transactions on Electronics (Web))
巻： E100.C  号： 3  ページ： 291-297(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： U0468A  ISSN： 1745-1353  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本稿では,Nb/Al/AlO_x/Al/Nb構造の低リーク超伝導体/絶縁体/超伝導体(SIS)接合の作製について述べた。この構造は,従来のNb/Al/AlO_x/Al/Nb接合において,絶縁体の上部にAl層を追加したものである。Nb/Al/AlO_x/Al/NbおよびNb/Al/AlO_x/Nbの両方の接合構造における電流電圧(IV)特性を測定したが,Nb/Al/AlO_x/Nb接合におけるサブギャップリーク電流は,液体ヘリウム温度において,Nb/Al/AlO_x/Nb接合のそれよりもはるかに低かった。筆者らは,Nb/Al/Al/AlO_x/Al/Nb接合に用いられるAlOx絶縁体の品質が理想に近いことを示し,Nb/Al/AlO_x/Nbに使用される絶縁体に欠陥が有ることを示した。走査透過型電子顕微鏡(STEM)画像およびエネルギー分散型X線分光分析(EDX)分析によれば,Nb/Al/AlO_x/Nb接合の下部電極中にNb原子は拡散するが,Nb/Al/AlO_x/Al/Nb接合の下部電極に拡散する原子数は少ないことが分かった。したがって,追加したAl層は,Nb原子が絶縁体および下部電極に拡散するのを防止するバッファ層として効果的に作用すると結論した。上部Al層の存在は,非常に高い電流密度で動作させても接合部の品質の改善効果を維持し,SISミキサーのRFおよびIF帯域幅の拡張を可能にすることを示した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *Josephson接合 ,  *トンネル接合 ,  ニオブ ,  *漏れ電流 ,  アルミニウム ,  *バッファ層 ,  拡散 ,  電流電圧特性 ,  バンドギャップ ,  温度
準シソーラス用語： Al ,  *Josephsonトンネル接合 ,  Nb ,  サブギャップ ,  *リーク電流 ,  液体ヘリウム温度 ,  界面拡散 ,  電圧電流特性

著者キーワード (6件)： SIS ,  junction ,  IV characteristic ,  sub-gap current ,  STEM ,  EDX

分類 (1件)： Josephson接合・素子  (BM04043E)

引用文献 (10件)：

• [1] Y. Uzawa, M. Kroug, T. Kojima, M. Takeda, M. Candotti, Y. Fujii, K. Kaneko, W. Shan, T. Noguchi, and Z. Wang, “A sensitive ALMA band 10 SIS receiver engineering model,” Supercond. Sci. Technol., vol.22, no.11, p.114002, 2009.
• [2] A. Endo, AlN tunnel barriers for submillimeter wave SIS mixers, Ph.D. thesis, Dept. Astron., Tokyo Univ., Tokyo, Japan, 2009.
• [3] M. Ohkubo, S. Shigetomo, M. Ukibe, G. Fujii, and N. Matsubayashi, “Superconducting tunnel junction detectors for analytical sciences,” IEEE Trans. Appl. Supercond., vol.24, no.4, Aug. 2014.
• [4] M. Gurvitch, J.M. Rowell, H.A. Huggins, M.A. Washington, and T.A. Fulton, “Nb Josephson tunnel junctions with thin layers of Al near the barrier,” IEDM-81, pp.115-117, 1981.
• [5] A. Zehnder, P. Lerch, S.P. Zhao, T. Nussbaumer, E.C. Kirk, and H.R. Ott, “Proximity effects in Nb/Al-AlO_x-Al/Nb superconducting tunneling junctions,” Phys. Rev. B, vol.59, no.13, pp.8875-8886, 1999.

タイトルに関連する用語 (4件)： Al層 ,  リーク電流 ,  Nb ,  トンネル接合