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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡博任
研究生(外文):Bo-Ren Cai
論文名稱:釔鋇銅氧高溫超導量子干涉元件陣列磁量計之製作與特性分析
論文名稱(外文):Fabrication and Characterization of YBa2Cu3O7-x High-Tc SQUID Array Magnetometer
指導教授:鄭振宗鄭振宗引用關係
指導教授(外文):Jen-Tzong Jeng
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:機械與精密工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:高溫超導體超導量子干涉元件超導量子干涉柵約瑟夫森接面
外文關鍵詞:High-transition-temperature superconductorSuperconducting quantum interference deviceSuperconducting quantum interference gratingJosephson junction
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本研究探討釔鋇銅氧(YBCO)高溫超導量子干涉元件(SQUID)陣列磁量計之製程參數。首先利用單晶鈦酸鍶基板,以交流磁控濺鍍法成長臨界溫度90 K的高溫超導YBCO薄膜,製作為93個結構陣列的2 μm微橋,對其進行薄膜特性的測定,包括電阻與溫度的關係與臨界電流密度。而超導量子干涉元件,選用雙晶體鈦酸鍶基板來製作晶界式約瑟夫森接面,構成5接面的超導量子干涉柵(SQIG)陣列,並且量測電壓-電流(V-I)與電壓-磁通(V-Φ)的特徵曲線,探討其臨界電流與常態電阻分佈。所研製的93通道電性量測裝置為分析約瑟夫森接面所構成之元件的臨界電流與常態電阻散佈行為的重要工具。
The parameters for making the YBCO SQUID array magnetometer are investigated. Firstly, the high-Tc superconductor YBCO with 90-K transition temperature was deposited by using the rf magnetron sputtering technique. The films are subsequently pattern to form the 93 microbridges of 2-μm wide, of which the resistance-temperature curves and the critical-current densities are measured. The superconducting quantum interference devices are fabricated from the YBCO film grown by rf sputtering on the bicrystal substrate. Each of the 93 devices consists of 5 junctions in parallel to form the superconducting quantum interference grating, of which the voltage-current and the voltage-flux curves are measured. The spreads in critical-current and normal resistance are also analyzed. The 93-channel cryostat built in this work is shown to be a powerful tool in determining the parameter spread of the device consists of Josephson junction.
摘要 i
ABSTRACT ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 3
第三章 實驗原理與方法 4
3.1實驗原理 4
3.1.1約瑟夫森接面 4
3.1.2電阻分流接面電路模型(RSJ model) 5
3.1.3直流超導量子干涉元件 7
3.2 實驗方法 10
3.2.1 元件製程 10
3.2.2 薄膜成長 11
3.2.3 接腳製作 17
3.2.4 黃光微影製程 18
3.2.5 濕蝕刻技術 21
3.2.6 打線接合 22
3.2.7 量測系統 23
第四章 結果與討論 30
4.1釔鋇銅氧薄膜特性測定 30
4.1.1 電阻與溫度的關係 30
4.1.2 表面形貌分析 34
4.1.3 電壓-電流曲線:臨界電流密度 35
4.2 超導量子干涉元件陣列磁量計 39
4.2.1 元件外觀 39
4.2.2 電壓-電流曲線:臨界電流與常態電阻 40
4.2.3 電壓-磁通曲線 44
第五章 結論 45
參考文獻 46
附錄A 48
附錄B 49
附錄C 50
附錄D 51
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