과학연구

YBCO 고온초전도쌍결정박막을 리용한 죠셉슨소자제작

 2019.11.11.

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《우리는 발전된 나라들에서 이룩한 과학기술의 성과를 널리 받아들이고 그것을 더욱 발전시킴으로써 최신과학기술의 높은 봉우리를 빨리 점령하여야 합니다.》 (김정일선집》 증보판 제11권 142페지)

고온초전도재료가 개발된 이후 세계적으로 액체질소온도에서 정상동작하는 고온초전도죠셉슨소자를 제작, 응용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고있다. 현재 초전도량자효과의 하나인 죠셉슨효과를 리용하여 초전도론리회로, 국제전압표준, SQUID등의 여러가지 첨단기구들이 제작되여 널리 리용되고 있다.

우리는 YSZ(100)쌍결정기판우에 마그네트론비산법으로 성장시킨 YBCO고온초전도박막쌍결정경계를 미세가공하는 방법으로 죠셉슨소자를 제작하고 그 특성을 연구하였다.

먼저 a축배향방향사이각이 24°인 YSZ(100)쌍결정기판우에 개방축형쌍음극마그네트론비산장치를 리용하여 YBCO박막을 제자리 성장시켰다. 제작된 YBCO박막은 완전C축배향되였다.

쌍결정기판우에 Y계박막을 단결정성장시키면 박막이 기판의 결정배향과 같은 배향으로 성장하므로. YBCO박막에서도 기판의 쌍결정경계가 그대로 복제된다.

다음 집적회로공정을 거쳐 YBCO/YSZ(100)쌍결정박막의 립계선에 수직으로 박막미소다리가 지나도록 박막을 미세가공하였다.

제작된 YBCO고온초전도죠셉슨소자에서는 액체질소온도(77.8K)에서 직류죠셉슨효과와 교류죠셉슨효과가 명백히 나타났다.