Universität Tübingen
YBCO-Nb-Hybrid-Josephson-Rampenkontakte: Einfluss der 0-pi-Kopplung und geometrischer Parameter auf die Transporteigenschaften
Abstract
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Verfahren zur Herstellung von Hybrid-Josephson-Rampenkontakte aus konventionellen metallischen Supraleitern und Hochtemperatur-Kuprat-Supraleitern entwickelt. Diese Josephsonkontakte bestehen aus einer komplexen Mehrlagenstruktur, welche mittels verschiedener Dünnschicht-Depositions- und Mikro-Strukturierungstechniken realisiert wurde. Als supraleitende Elektroden wurden YBCO und Niob verwendet. Niob ist ein Supraleiter mit einer s-Wellen-Symmetrie des Ordnungsparameters und YBCO ist ein Supraleiter mit einem Hauptanteil einer d-Wellen-Symmetrie, wodurch neben gewöhnlichen Josephsonkontakten auch sogenannte 0-pi- und Multifacetten-Josephsonkontakte hergestellt werden konnte. Die Charakterisierung und Optimierung des Herstellungsprozesses erfolgte durch die Untersuchung der Kristallstruktur, der Topographie sowie durch Messungen des spezifischen Widerstands der Dünnfilme. Die erfolgreiche Herstellung der Josephsonkontakte konnte anhand von Messungen der Strom-Spannungs-Kennlinien und der Abhängigkeit des maximalen kritischen Stroms Ic vom externen Magnetfeld H bestätigt werden. Die Geometrie der Josephson-Rampenkontakte entspricht nicht der Geometrie eines idealen planaren Josephsonkontakts. Dies führt in der Ic(H)-Abhängigkeit zu Abweichungen von der Kennlinie eines idealen Kontakts. Aus diesem Grund wurde der Einfluss der Kontaktgeometrie auf die elektrischen Eigenschaften detailliert untersucht. Die Messungen der Ic(H)-Abhängigkeit für unterschiedliche Orientierungen des angelegten Magnetfelds konnten in Simulationsrechnungen sehr gut reproduziert werden. In 0-pi-Kontakten haben bereits kleine Unterschiede in den Facettenlängen oder in den kritischen Stromdichten der einzelnen Facetten einen starken Einfluss auf die Kontakteigenschaften. Diese Unterschiede sind herstellungsbedingt schwer zu vermeiden. Die asymmetriebedingten Eigenschaften, speziell in der Magnetfeldabhängigkeit des kritischen Stroms, wurden anhand von Simulationsrechnungen untersucht. Eine nachträgliche Korrektur der Längenasymmetrie mittels fokussiertem Ionenstrahlätzens wurde erfolgreich demonstriert.
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author
-
- Turad, Markus
Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
- hdl:10900/49934