高温超导YBa2Cu3O7-δ双晶约瑟夫森结的输运特性随晶界角的变化

低温物理学报 , 2015, 37(6): 423-429.

高温超导YBa2Cu3O7-δ双晶约瑟夫森结的输运特性随晶界角的变化

张骏 ^1, , 张辰 ^2, , 张焱 ^3, , 马平 ^4, , 王越 ^5,

1.北京大学物理学院,应用超导中心,人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京100871

2.北京大学物理学院,应用超导中心,人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京100871

3.北京大学物理学院,应用超导中心,人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京100871

4.北京大学物理学院,应用超导中心,人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京100871

5.北京大学物理学院,应用超导中心,人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京100871

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2011CBA00106)资助的课题 Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No.2011CBA00106).

关键词： YBCO , 双晶结 , 约瑟夫森临界电流密度 , 热激活相位滑移 , d波对称性 , 隙间态

VARIATION OF TRANSPORT PROPERTIES OF HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTING YBa2Cu3O7-δ BICRYSTAL JUNCTIONS WITH DIFFERENT GRAIN-BOUNDARY ANGLES

Keywords： YBCO , bicrystal junction , Josephson critical current density , thermally-activated phase slippage , d-wave symmetry , midgap states

高温超导双晶约瑟夫森结在超导电子器件方面具有重要应用,对其输运特性的研究对理解高温超导的d波对称性也有重要意义.我们在晶界角分别为24°、30°和36°的SrTiO3对称双晶衬底上,利用脉冲激光沉积方法生长了YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导薄膜,进而利用紫外曝光和离子刻蚀制备了YBCO双晶约瑟夫森结,测量了其输运特性随晶界角的变化.在结样品的超导转变曲线中观测到由双晶晶界引起的电阻拖尾现象,按热激活相位滑移理论对其的分析表明,随着晶界角的增大,YBCO双晶结可能从S-N-S型转变为S-I-S型结.通过伏安特性曲线的测量确定了结的约瑟夫森临界电流Ic、临界电流密度Jc及正常态电阻Rn等特性参数随晶界角的变化,发现近似有标度关系IcRn∝J0.6c.随着晶界角的增大,我们观测到Jc随温度下降从单调增加转变为非单调变化,在10 K～20 K和30 K～40 K之间出现局部极小值,分析表明这一现象很可能与由YBCO超导能隙的d波对称性所导致的结界面处隙间态的出现相关,

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