Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3545
Kahlmann, Frank
Untersuchung der Transporteigenschaften von SNS-Josephson-kontakten hergestellt durch die lokale Implantation von Sauerstoff in YBa2Cu3O7-x
145 S., 1998
In dieser Arbeit wurden die elektrischen Transporteigenschaften von
SNS-Josephson-Kontakten untersucht, welche durch die lokale Implantation von
Sauerstoff in YBa2Cu3O7-x-Mikrobrücken hergestellt wurden. Zur
räumlichen Begrenzung des implantierten Bereichs wurde eine
Maskentechnologie verwendet, die ein laterales Auflösungsvermögen von
50 nm gewährleistete. Die Eigenschaften der Josephson-Kontakte
konnten durch eine Temperung der implantierten Mikrobrücken bei 500deg.C
für 10 min. in einer Sauerstoffatmosphäre entscheidend
verbessert werden. Dieser Schritt führt zu einer teilweisen Ausheilung der
auf den Sauerstoffgitterplätzen durch die Implantation induzierten
Defekten und damit verbunden zu einer Anhebung von Tc. Nach der Temperung
besitzt die Barriere eine reduzierte aber immer noch endliche
Übergangstemperatur, die Josephson-Kopplung in einem Temperatur-bereich
20 K ermöglicht. In der Nähe der Kopplungstemperatur
läßt sich der kritische Strom durch Anlegen eines Magnetfelds fast
vollständig modulieren. Über den gesamten Temperaturbereich, in dem
Josephson-Kopplung beobachtet wird, und der durch Variation der
Implantationsdosis eingestellt werden kann, zeigen die Kontakte RSJ-artige
Strom-Spannungs-Kennlinien mit einem zusätzlichen Excess-Strom-Beitrag,
eine lineare Abnahme des normalleitenden Widerstands und einen quasi
exponentiellen Anstieg des kritischen Stroms mit abnehmender Temperatur.
Weiterhin konnte im Rahmen der Arbeit gezeigt werden, daß die effektive
Barrierenlänge temperaturabhängig ist. Berücksichtigt man dies,
lassen sich die experimentell ermittelten Ic(T)-Abhängigkeiten sehr gut im
Rahmen der konventionellen Proximity-Effekt-Theorie beschreiben.
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