Тонкопленочные ВТСП джозефсоновские переходы бикристаллических подложках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

Маресов, Александр Геннадьевич АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
1996 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.01 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Тонкопленочные ВТСП джозефсоновские переходы бикристаллических подложках»
 
Автореферат диссертации на тему "Тонкопленочные ВТСП джозефсоновские переходы бикристаллических подложках"

1 3 ДО

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСНТЕТ им. М.В. Ломоносова

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

11а правах рукописи УДК 537.312

МАРЕСОВ Александр Геннадьевич

ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ВТСП ДЖОЗЕФСОНОВСКИЕ ПЕРЕХОДЫ НА БИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОДЛОЖКАХ.

01.04.01 - Техника физическою эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1996

Работа выполнена на кафедре атомной физики, физики плазмы и микроэлектроники физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук главный научный сотрудник О.В. Снигирев.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук В.В. Рязанов

кандидат физико-математических наук М.А. Тарасов

Ведущая организация:

Физический Институт им. П.НЛсбедева Российской академии наук

Защита состоится 16 января 1997 года на заседании Диссертационного совета К.053.05.21 при МГУ им. М.В. Ломоносова в конференц-зале корпуса нелинейной оптики физического факультета МГУ в 15 часов 00 мин.

Автореферат разослан " 996 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета' К.053.05.21 при МГУ им. М.В. Ломоносова.' / кандидат физ.-мат. наук, доцент *

М.С.Полякова

1. Общая характеристика работы.

Актуальность темы. В настоящее время среди наиболее динамично развивающихся областей науки можно выделить криоэлектронику, особенно ту ее часть, предметом изучения которой является электродинамика и физика сверхпроводниковых устройств на основе эффекта Джозефсона: магнитометров, генераторов, СВЧ смесителей, цифро-аналоговых преобразователей и других приборов.

До недавнего времени рабочая температура такого рода приборов находилась вблизи точки кипения жидкого гелия (4.2 К), что накладывало существенные ограничения на сферы применения сквидов и устройств на их основе. Высокая стоимость хладоагента, жесткие требования на тепловыделение приборов и, с неизбежностью, длинные коммуникационные провода между комнатной электроникой и джозефсоновским элементом, резко ухудшающие шумовые характеристики, не позволяли работать в полевых условиях и требовали специально обученного персонала.

Открытие в 1986г. Беднорцем и Мюллером [1] высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) некоторых редкоземельных соединений и последующее повышение критических температур Тс таких материалов до температур выше точки кипения жидкого азота (77.3 К) создали принципиально новые возможности для сверхпроводниковой электроники, так как переход с "гелиевого" криообеспечения на "азотное" резко снижает его стоимость и габариты, а также упрощает эксплуатацию, благодаря чему можно существенно расширить области её применения.

В то же время создание приборов на основе ВТСП керамик является достаточно сложной научно-технической задачей, отнюдь не исчерпывающейся переносом хорошо зарекомендовавших себя методов изготовления низкотемпературных (НТСП) джозефсоновских переходов на новые материалы. Решение её требует комплексного подхода и достижимо при решении нескольких промежуточных задач: отработки методов напыления качественных

монокристаллических (квазимонокристаллических) тонких ВТСП пленок с воспроизводимыми параметрами, выработки .. приемлемых способов формирования "слабых" джозефсоновских связей на этих пленках, создание многокомпонентных структур и т.д.

И если на ранних этапах освоения ВТСП материалов научный интерес представлял просто даже сам факт получения джозефсоновских _ переходов (безотносительно к их параметрам), то теперь требуются приборы, сопоставимые по своим характеристикам с низкотемпературными аналогами. Первые ВТСП переходы работали на случайным образом образовавшихся межгранульных связях [2, 3]. Они обладали высоким уровнем собственных шумов, слабой воспроизводимостью, низкой устойчивостью к термоциклированию. Очевидно,, что задача выпуска ВТСП квантовых электроннных приборов для; практических применений требует принципиально других технологических решений.

Одним из возможных путей организации воспроизводимых и контролируемых "слабых" джозефсоновских связей на тонких ВТСП пленках является использование бикристаллических подложек с развернутыми друг относительно друга кристаллографическими осями образующих их монокристаллитов [4]. Среди других возможных этот путь, помимо относительной дешевизны и приемлемой трудоемкости, обладает достаточной гибкостью для возможного варьирования параметров образующихся "слабых" связей. Дополненный (помимо стандартной оптической фотолитографии) методом лазерной абляции [5], он может стать весьма эффективным способом решения различных прикладных задач. В то же время технологические процессы, позволяющие реализовать "бикристаллические" джозефсоновские переходы на практике, до конца не отработаны и требуют углубленного изучения.

Таким образом, для реализации больших потенциальных возможностей, открывающихся при использовании ВТСП джозефсоновской техники, необходимо провести комплексные исследования по созданию тонхопленочных джозефсоновских переходов азотного уровня охлаждения на бикристаллических

подложках и оптимизации их параметров применительно к конкретным прикладным задачам.

Цель работы. В соответствии со сказанным основными задачами данной диссертационной работы являлись:

1. Разработка и изготовление ВТСП джозефсоновких переходов на основе тонких пленок УВа2Си307.х, напыленных на бикристаллитеские подложки йгТЮд и У2Оз-стабилтированные Zт02■

2. Исследование электрофизических и шумовых характеристик полученных переходов.

3. Оценка применимости различных теоретических моделей для описания свойств "бикрнсталлических" ВТСП джозефсоновских переходов.

4. Изготовление и исследование детекторов СВЧ излучения, элементов метрологических устройств и квантовых интерферометров постоянного тока на основе "бикрнсталлических" ВТСП джозефсоновких переходов.

Научная пошппя работы определяется следующими наиболее важными из полученных результатов:

1. Впервые разработана и описана методика комплексной диагностики бикрнсталлических подложек и тонких пленок УВагСияО?.*.

2. Спроектированы и изготовлены тонкопленочные УВа2Си307_х джозефсоновские переходы на бикрнсталлических подложках БгТЮз и У-2г02 азотного уровня охлаждения (Т= 77 К). Однослойная технология и применение лазерного удаления пленки позволили в широких пределах варьировать их параметры. Проведены исследования их вольт-амперных характеристик в широком температурном диапазоне.

3. Оценена применимость различных теоретических моделей для описания бикрнсталлических джозефсоновских переходов. Выявлено, что поведение переходов зависит от вида ВТСП пленки: процессы в барьерном слое круп[юграну.тшых пленок описываются моделью прыжковой проводимости

через два и более локализованных состояния, а мелкогранульных - моделью "грязных" SNS- сэндвичей.

4. Исследована возможная применимость полученных переходов в конкретных измерительных устройствах н радиосистемах. Изготовлены и исследованы высокотемпературные (Т = 77 К) квантовые ПТ-интерферометры с чувствительностью по магнитному лотоку на уровне 10"5 Ф(/Гд1/2 (по полю -1.4-1042 Тл/Гд12) на частотах выше 200 Гц.

Практическая ценность работы. Проведенные исследования показали, что на основе разработанной технологии изготовления и контроля качества подложек и диагностики YBCO пленок можно изготовить ВГСП джозефсоновские переходы со стабильными и прогнозируемыми параметрами, работающими при температуре кипения жидкого азота (77.3 К). Характеристики таких переходов позволяют использовать их в приборах СВЧ радиометрии и метрологии, а также формировать на их основе ПТ- сквиды с энергетическим разрешением порядка 1 (Г30 Дж/Гц и чувствительностью по магнитному полю порядка единиц пТл/Гц172 на частотах вьпле 200 Гц. Такой уровень шума вполне приемлем для достаточно широкого спектра прикладных задач магнитометрии и позволяет надеятся, что ВТСП датчики могут составить серьезную конкуренцию своим низкотемпературным предшественникам.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены на Международных конференциях по прикладной сверхпроводимости (ISEC-89, Лос-Анжелес; ASC-90, Сноумасс, 1990; ASC-94, Бостон, 1994), III Всесоюзном совещании по высокотемпературной сверхпроводимости (Харьков, 1991), IV Международной конференции по сверхпроводимости и устройствам на квантовых эффектах SQUID-91 (Берлин, 1991), VI Германо-Русско-Украинском семинаре по высокотемпературной сверхпроводимости (Дубна, 1993), Международной конференции северных стран по сверхпроводимости (4th NSSC, Варберг, 1994), XXX совещании по физике низких теу~ерагур (Дубна, 1994),

Международной европейской конференции по прикладной сверхпроводимости (ЕиСА8-95, Эдинбург, 1995).

Публикации. Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 16 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из предисловия, пяти глав, заключения. Общий объем работы - 140 страниц. Она содержит 25 рисунков, 2 таблицы и список цитируемой литературы из 130 названий.

2. Содержание работы.

В предисловии обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цели работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, и кратко изложена структура и содержание диссертации.

Первая глава носит обзорный характер и посвящена принципам работы приборов, основанных на эффекте Джозефсона.

В параграфе 1.1 приводятся краткие сведения об эффекте Джозефсона и о "слабой связи" как о необходимом условии его возникновения. Вводятся основные параметры и характеристики джозефсоновских переходов. На примере переходов туннельного типа рассмотрена их эквивалентная радиотехническая схема.

Параграф 1.2 посвящен практическим применениям джозефсоновских переходов. Состояние ВТСП технологии в настоящее время таково, что реальное использование приборов на основе высокотемпературных переходов наиболее актуально в области СВЧ радиотехники, метрологии и сквид-машитометрии.

В параграфе 1.3 рассматриваются типы джозефсоновских переходов и методы их изготовления. Обосновывается необходимость применения тонкотсночпой технологии для получения надежных переходов с высокой воспроизводимостью параметров и устойчивостью к многократному термоциклировашло. При этом высокотемпературные материалы обладают специфическими физическими свойствами (поликристалличность, высокая подвижность ионов, малая длина когерентности существенно

ограничивающими выбор способов изготовления тонкопленочных структур. Поэтому стандартные (низкотемпературные) приемы "не срабатывают" применительно к ВТСП керамикам. Кратко описаны специфические методы изготовления "слабых" связей в пленках УВа2Сиз07.х и даны их сравнительные характеристики. Объясняется выбор бикристаллической подложки в качестве метода формирования джозефсоновских переходов для дальнейших исследований по теме диссертации.

Высокотемпературный джозефсоновский переход является сравнительно новым физическим объектом, поэтому естественен интерес к его фундаментальным свойствам. Изготовление качественных приборов на основе ВТСП сквидов невозможно без построения теоретических моделей, адекватно описывающих их поведение. Поэтому параграф 1.4 посвящен обсуждению теоретических моделей, опирающихся на различные представления о механизме переноса заряда (протекания тока) через потенциальный барьер в слабых ВТСП связях. Особое внимание обращено на прыжковую модель преноса через два и более локализованных состояния.

В конце главы на основании литературных данных обосновывается выбор цели исследования и формулируется постановка задачи.

После первых попыток изготовления тонкопленочных ВТСП джозефсоновских переходов достаточно быстро стало ясно, что свойства "слабой связи" в большой степени определяются поверхностью используемой подложки. Поэтому вторая глава полностью посвящена вопросу изготовления и диагностики бикристаллических блоков и подложек.

В параграфе 2.1 обсуждаются различные материалы, применяемые для напыления YBCO пленок, и обосновывается выбор в качестве таковых кристаллов Zr02 (стабилизированных оксидом Y2O3) и БгТЮз.

Параграф 2.2 посвящен проблеме изготовления качественных бикристаллов. Обоснована последовательность операций по тестированию и обработке монокристаллических блоков, из которых формируется бикристалл. Приводится методика предварительного отбора и выбраковки образцов.

В параграфе 2.3 обсуждается методика изготовления и диагностики бикристаллических подложек. Подробно освещаются оптические методы исследований подложек из титаната стронция. Перед напылением ВТСП пленки качество подложек проверялось методами рентгеноструктурного анализа и с помогцыо поляризационного микроскопа. Приводятся результаты тестирования подложек.

В третьей главе подробно описываются проблемы, связанные с тонкими ВТСП пленками состава УВагСизСЬ^.

Параграф 3.1 носит вводный характер. В нем на основе литературных данных приводятся основные сведения о ВТСП керамиках и кратко - способы их получения.

В параграфе 3.2 подробно описана схема напыления УВСО пленок методом двухлучевого лазерного испарения. Температура перехода в сверхпроводящее состояние Тс большинства из них составляла 90 -г 92 К, ширина прехода по температуре 0.3 -г 0.5 К. Приводятся данные предварительного тестирования пленок методом измерения их локальной магнитной восприимчивости в зависимости от температуры. Прослеживается взаимосвязь кривых х(Т) на шве бикристалла и нормального сопротивления сформированных впоследствии там же мостиковых джозефсоновских структур

ад.

Совершенство кристаллической структуры ВТСП пленок определяет возможность их использования в качестве основы для большинства криоэлекгронных устройств. Поэтому параграф 3.3 посвящен проблеме диагностики напыленной ВТСП УВСО пленки. Помимо обычных рентгеновских методов диагностики ("кривые качания", метод "0-20"), применялась оптическая диагностика: изучение спектров комбинационного рассеяния света (КРС), а для пленок па бикристалле Эг'ПОз - ещё и анизотропии коэффициента отражения света локальных участков пленки в ИК диапазоне. Приведены результаты исследований и сделаны выводы об их связи с качеством ВТСП пленок.

Применение джозефсоновских переходов в конкретных устройствах и радиотехнических цепях требует наличия детальной модели их электродинамического поведения. Для построения такой теоретической модели, адекватно описывающей физику процессов, протекающих в слабых джозефсоновских связях на шве бикристаллических подложек, был проведен комплекс измерений электрофизических параметров ВТСП мостиков и квантовых интерферометров на их основе при различных температурах и различных внешних воздействиях. В главе 4 приведены результаты этих исследований.

В параграфе 4.1 описана методика изготовления бикристаллических мостиковых джозефсоновских переходов. Структуры шириной 3+22 мкм формировались на шве бикристаллической подложки в стандартном процессе оптической фотолитографии с завершающим травлением в 0.1% растворе азотной кислоты. При необходимости после тестовых измерений параметры мостиков доводились до необходисмых кондиций при помощи лазерной абляции. В результате мостики имели критические токи (Т = 77 К) 1С в диапазоне от 30 до 500 мкА при плотности криттока]с порядка 103 А/см2.

Важным фактором для многокомпонентных джозефсоновских структур являеся разброс параметров переходов, сформированных в разных местах подложки. Мостики, изготовленные но описываемой технологии продемонстрировали разброс вдоль шва бккристаляа на уровне 100% для подложек УЯ7, и 10 -г- 25 % для качественных подложек БгТЮз.

В параграфе 4.2 кратко описана автоматизированная измерительная установка для снятия вольт-амперных и вольт-полевых (сигнальных) характеристик исследуемых структур на постоянном токе. Подробно обсуждается проблема надежных электрических контактов с ВТСП пленкой. Для этого на готовую и оттестированную ВТСП пленку первоначально через специальную маску напылялись золотые контактные площадки, после чего образец дополнительно отжигался в установке напыления в атмосфере кислорода при Т ~ 400 °С. После этого производилась ^дпанка к подводящим проводам сплавом Роуза или индием. Полученное таким образом контактное

сопротивление при азотных температурах не превышало 0.1 0.3 Ома. Измерения проводились по четырехзондовой схеме.

Параграфы 4,3 и 4.4 посвящены обсуждению результатов измерения вольт-амперных характеристик исследуемых джозефсоновских переходов. Приведено сравнение полученных кривых с предсказаниями модели резистивно-шунтироватгого перехода (К^- модели) л от мечено их хорошее соответствие. В рамках теории Амбегаокара- Гальперина [б] оценен уровень собственного шума переходов. Его значения в два-три раза превышают уровень термического шума.

Наличие избыточного тока 1гх на ВАХ бикристаллических джозефсоновских переходов на подложках УБЯ и низкоомных переходах на вг'ГЮз свидетельствует о нетуннельном типе проводимости их потенциального барьера.

Сравнение зависимостей У(Т) у такого рода образцов с кривыми, расчитанньши в рамках теории БКБ мостиков переменной толщины и 5N8 сэндвичей с парамагнитными примесями в М-слое, продемонстрировали приемлемое согласие экспериментальных результатов с теоретическими. Таким образом, можно предположить, что "слабая" джозефсоновская связь в мелкогранульных пленках УВазСи^^х образуется в результате потери сверхпроводящими гранулами части молекул кислорода и появлении на этом месте слоя с нормально металлической проводимостью.

Для качественных УВСО пленок на бикристаллических подложках БгТЮз картина несколько иная. Отсутствие избыточного тока !ех на ВАХ наводит на мысль о барьере туннельного типа, а наблюдавшийся выраженный рост К„ при низких температурах можно объяснить в рамках модели Глазмана-Матвеева [7] прыжковой проводимости через два и более локализованных состояния. Приведены графики, позволяющие сравнить экспериментально измеренные зависимости проводимости перехода от температуры 0(7") при больших токах смещения с теоретически предсказанными. Наблюдается хорошее согласие кривых. С учетом того, что модель Глазмана-Магвеева описывает процесс переноса заряда через аморфный слой, соответствие исследуемых переходов этой модели может свидетельствовать о наличии

нарушений в кристаллической структуре ВТСП пленки в области "слабой" связи.

Об однородности протекания "сверхтока" через переход (то есть об однородности барьера) можно судить по его реакции на внешнее магнитное поле. Магнитным измерениям посвящен параграф 4.5. В случае однородной инжекции тока в переход малого размера (критерием малости является глубина джозефсоновского проникновения А/) вольт-полевые (сигнальные) характеристики переходов должны напоминать кривые диффракции Фрауитофера: 1С °с я1п(лФ)/Ф, где Ф- шток внешнего магнитного поля, нормированный на квант магнитного потока Фц.

У исследованных же бикристаллических переходов сигнальные характеристики достаточно хорошо укладываются в теоретически расчитанные кривые для профиля плотности критгока с максимумом по краям и провалом в центре. Этот же вывод подтверждают и результаты прямых измерений ](г) выполненных в Санкт-Петербургском Физико-Техническом Институте. Причины этого в настоящее время еще не выявлены, возможно, это связано с влиянием лазерной абляции на граничные области ВТСП структур. Величина джозефсоновской глубины проникновения Я/, расчитанная по результатам магнитных измерений, на исследованных образцах варьировалась от единиц до десятков микрон в зависимости от толщины и качества пленки.

В § 4.6 представлен еще один метод, позволяющий уточнить модель поведения джозефсоновского перехода,- изучение его ВАХ под воздействием СВЧ поля. Наблюдающиеся особенности на ВАХ (ступени Шапиро), их расположение и изменение амплитуды в зависимости от мощности падающего излучения подтверждает джозефсоновский характер происхождения этих особенностей. Применение каппа-критерия [8] приводит к выводу о подчинешш исследуемых переходов Р^- модели.

Глава 5 посвящена возможным техническим применениям изготовленных джозефсоновских переходов.

В § 5.1 представлены результаты исследований высокочастотного отклика г] джозефсоновских переходов на бикристаллической подложке БгТЮз

при Т = 77 К. Обнаружено соответствие экспериментальных зависимостей широкополосного и селективного откликов от напряжения смещения и внешнего магнитного поля теоретически предсказанным, полученным в рамках 1^5,1- модели.

Появление на ВАХ джозефсоновского перехода при внешнем СВЧ воздействии эквидистантных ступеней тока позволяет использовать их в разнообразной метрологической аппаратуре, в-частности, эталонах постоятпюго напряжения. В настоящее время для этих целей применяют низкотемпературные переходы. Возможному метрологическому использованию изготовленных ВТСП переходов посвящен § 5.1. Исследования, проведенные на аппаратуре Государственного эталона Вольта (ВНИИМ, г. Санкт-Петербург), подтвердили перспективность данного направления в квантовой ВТСП электронике: при Т = 77 К наблюдались четкие (высотой 10 мкА) ступени Шапиро вплоть до напряжения 3 мВ, наклон ступеней в пределах погрешности эксперимента (10 ррщ) отсутствовал, абсолютное значение напряжения на ступеньке (V ~ 1.2 мВ, п = 74) совпало с расчетным в пределах той же погрешности.

В § 5.3 представлены результаты исследований тонкопленочных ВТСП двухконтактных квантовых интерферометров, изготовленных на бикристалли-ческих подложках по описанной методике. Приведено описание макетного лабораторного образца сквид-магнитометра на их основе. Были получены типичные для ПТ-интерферометров вольт-полевые характеристики, крутизна которых при температуре кипения жидкого азота (Т = 77.3 К) лежала в интервале 5 25 мкВ/Ф0. Шумы по магнитному потоку не превышали 2-10° Фо/Гц12 на частотах выше 200 Гц, энергетическое разрешение достигало 1.3ТО"30 Дж/Гц, а чувствительность по магнитному полю - 1.41012 Тл/Гц"2 в том же частотном диапазоне, что уже приближается к параметрам низкотемпературных сквидов. При разработке топологии ВТСП датчика с большой приемной площадью (иа основе концентраторов и автотрансформаторов магнитного потока) можно будет достичь чувствительности по магнитному полю в конкретных магнитометрических сквид-системах, которые были бы вполне конкурентоспособны по отношению к своим низкотемпературным аналогам.

3. Основные результаты работы.

1. Впервые разработаны и описаны комплексные методики исследований, включающие рентгеноструктурную и оптическую диагностики, позволившие получить ВТСП джозефсоновские переходы с контролируемыми параметрами на основе тонких пленок УВагСизО?.» напылённых на бикристаллические подложки SrTiOi и ZrOî, стабилизированные солью Y2O3.

2. С применением существующих теоретических моделей для описания свойств изготовленных "бикристаллических" ВТСП джозефсоновских переходов по результатам исследований их электрофизических характеристик показано, что:

а) перенос нормальных носителей заряда через потенциальный барьер, образующийся на границе разориентации YBCO кристаллитов, для мелкрогранульных пленок описывается в рамках теории барьеров типа SNS (сэндвичи с парамагнитными центрами рассеяния или мостики переменной толщины - в зависимости от индивидуальных особенностей ВТСП пленки);

б) для крупногранульных пленок токоперенос через потенциальный барьер носит прыжковый характер и осуществляется через цепочки из двух и более локализованных состояний. Сам барьер представляет из себя более или менее разупорядоченную структуру типа SIS.

в) изготовленные по описанной технологии джозефсоновские переходы последнего типа описываются радиотехнической моделью резистивно-шунтированного перехода (RSJ-model);

3. Исследования: электрофизических и шумовых характеристик полученных переходов при температуре кипения жидкого азота (77.3 К) подтвердили их возможную применимость в приборах квантовой электроники в качестве базового элемента. Среди областей применимости можно назвать регистрацию слабых сигналов СВЧ диапазона (шум на уровне 6-Ю"11 В/Гц1,2), сквид-магнитометры (шум по магнитному потоку 2-Ю"5 Фл/Гц1'2, крутизна преобразования 5-5-15 мкВ/Ф0) и метрологические пр именения (наблюдение ступеней Шапиро вплоть до напряжений 3 мВ, отсутствие наклона и

совпадение расчетного и измеренного напряжения на них при V~ 1.2 мВ с погрешностью не хуже 10"5 позволяет проектировать квантовый эталон ЭДС -Вольта).

4. Макетные лабораторные образцы сквид-мапштометров на основе "бикристаллических" ВТСП квантовых ПТ интерферометров продемонстрировали энергетическое разрешение вплоть до 1.3-ÍO"30 Дж/Гд и чувствительностью по магнитному полю 1.4-Ю42 Тл/Гц"2 на частоте 200 Гц при температуре кипения жидкого азота (Т = 77.3 К). Применение внешнего концентратора потока и схемы электроники с знакопеременным заданием тока смещения даст возможность поднять чувствительность по магнитному полю таких сквид-магнитометров до уровня 0.1 пТл/Гц1,2 на частоте порядка нескольких Герц. Это позволит использовать их в таких областях, как магнитокардиография, биомагнетизм и геофизика.

Публикации по теме диссертации.

1. A.S.Kovalev, S.I.Krasnosvobotsev, A.G.Maresov, A.A.Ozerenko, E.V.Pechen, V.G.Pirogov, I.S.Pogosova, and O.V.Snigirev. Thin film YBCO de SQUID fabricated by laser ablation technique. Extend. Absln oflSEC'89, p.538 (1989).

2. И.И.Венгрус, М.Ю.Куприянов, А.Г.Маресов, О.В.Снигирёв, С.И.Красносвободцев, В.Г.Пирогов. Свойства тонкоплёночных YBCO мостиков на бикристаллической подложке. Тезисы докладов на III Всесоюзном совещании по высокотемпературной сверхпроводимости, Харьков, 15 -19 апреля 1991 г., том 2, стр. 152.

3. И.И.Венгрус, А.Г.Маресов, О.В.Снигирёв, С.И.Красносвободцев, В.Г.Пирогов. ВТСП ПТ-сквиды на основе бикристаллической подложки. Тезисы докладов на III Всесоюзном совещании по высокотемпературной сверхпроводимости, Харьков, 15-19 апреля 1991 г., том 2, стр. 154.

4. И.И.Венгрус, С.И.Красносвободцев, М.Ю.Куприянов, А.Г.Маресов, В.Г.Пирогов, О.В.Снигирёв. Характеристики тонкопленочных ВТСП сквидов

на бикристаллической подложке. Сверхпроводилюстъ: физика, химия, техника, 1991, х4, N10, стр.1942- 1946.

5. KovaLev A.S., Krasnoswbodtsev S.I., Kupriyanov M.Yu., Maresov A.G., Ozerenko A.A., Pechen E.V., Pirogov V.G., Pogosova I.S., Snigirev O.V. and Vengrus I.I. Properties of the YBCO thin film interferometers fabricated on Zr02 bicrystall substrates. IEEE Trans.onMagn., 1991, v.27, N2, p. 2442 - 2445.

6. S.I.Krasnosvobotsev, M.Yu.Kuprijanov, A.G.Maresov, V.G.Pixogov, O.V.Snigirev, and I.I.Vengrus. YBCO thin film dc SQUIDs fabricated on bicrystal substrate. - in: "Superconducting device and their application". Springer Proc. in Phys., vo!.64, ed. by H.Koch and Lubbig, "Springer", Berlin, 1992, p. 146 - 149.

7. A.N.Obraztsov, A.S.Kovalev, A.G.Maresov, O.V.Snigirev and S.I.Krasnosvobotsev. Detection of YBCO film monocrystalline domains by optical measurements. Advances in Superconductivity. V, Proc.of the 5-th Int.Symp.on Supereond. (ISS'92), Nov.16-19, 1992, Kobe.

8. А.С.Катков, С.В.Козырев, В.И.Кржимовский, С.И.Красносвободцев, А.Г.Маресов, О.В.Сиигирев. Метрологические характеристики джозефсонов-ских тонкопленочных переходов из УВа2Сиз07_х на бикристаллических подложках. ПисьмавЖТФ, том 19, вып.9, стр.70-73, 1993.

9. И.И.Венгрус, С.И.Красносвободцев, М.Ю.Куприянов, А.Г.Маресов, А.Н.Образцов, В.Г.Пирогов, О.В.Снигирев. Тонкопленочный ВТСП сквид-магннтометр на бикристаллической подложке SrTi03. Сверхпроводимость: физика, химия, техника, 1993, т.6, N8, стр.1730-1748.

10. В.А.Куликов, А.Г.Маресов, Л.В.Матвеец, О.В.Снигирев. Детектирование СВЧ излучения тонкопленочными мостиками на бикристаллической подложке. Письма а Ж'ГФ, том 19, вып.19, стр. 15-19, 12 октября 1993.

11. Krasnosvobodtsev S.I., Maresov A.G., Maslennikov Yu.V., Matlashov A.N., Slobodchikov V.Yu., O.V.Snigirev, and. I.I.Vengrus. HTSC DC SQUID magnetometer (T = 77 K). Proceedings of the VI German-Russian-Ukrainian Seminar on High-Temperature Superconductivity, Dubna, 1993, p.234-236.

12. В.Л.Куликов, Л.В.Матвеец, А.Г.Маресов, О.В.О'чгирев. Особенности детектирования СВЧ излучения джозефсоновскими переходами на

бикристалли'iccкой подложке при Т ~ 77 К. Сверхпроводимость: физика, химия, техника, 1994, т.7, N 7, стр. 1312 - 1319.

13. И.И.Венгрус, А.Г.Маресов, О.В.Снигирев, И.А.Девятов, М.Ю.Куприянов. Температурная зависимость нормального сопротивления ВТСП джозефсоновского контакта на бикристаллической подложке. XXX Совещание по физике низких температур, тезисы докладов, часть 2, стр. 210211,6-8 сентября 1994 г., Дубна.

14. И.И. Венгрус, М.Ю.Куприянов, О.В.Снигирев, А.Г.Маресов, С.И.Красносвободцев. Механизм токопереноса в джозефсоновских ВТСП переходах на бккристаллах. Письма в ЖЭТФ, том 60, вып.5, стр. 372 - 376, 1994г. (10 сентября).

15. С.И. Красносвободцев, А.Г. Маресов, А.Н. Образцов, В.Г. Пирогов, О.В.Снигирев. Влияние параметров YBCO пленок на свойства ВТСП сквидов. ЖТФ, 1995, т. 65, вып. 2, стр.87-94.

16. A.N.Obraztsov, A.G.Maresov, I.I.Vengrus, O.V.Snigirev, and S.I.Krasnosvobodtsev. Optical diagnostics for YBCO thin film dc interferometers fabrication. IEEE Trans. onAppl.Supercor.il, v.5,N 2, 1995, p.2517-2520.

Цитируемая литература.

1. Bednorz J.G., Muller K.A. Possible High Tc Superconductivity in the Ba-La-Cu-0 Sistems, Z.Physik, 1986, В 64, N1, 189-191.

2. В.И. Шнырков и др. ВЧ сквиды с чувствительностью 10-28 Дж/Гц при азотной температуре. // ФНТ, 1988, т. 14, с.770.

3. V.F. Bobrakov, V.N. Polushkin, B.N. Vasiliev. SQUID operating at liquid nitrogen temperatures. // Mod. Phys. Lett. B, 1989, v. 3, N 5, pp.415-419.

4. D. Dimos, P. Chaudhari, J. Manhart, and F.K. LeGoues. Orientation dependence of grain-boundary crytical currents in YBa2Cu307^ bicrystals. Phys. Rev. Lett., 1988,v.61,N2, pp. 219-222.

5. Blyablin A.A., Kovalev A.S., Korneev V.V., Obraztsov A.N., Pirogov V.G., Selesnev B.V. The use of lasers in microtechnology of high-temperature superconducting thin films. Proc. SPIE1992. v. 1723, pp. 46-54.

6. Ambegaokar V. and B.J.Halperin. Voltage due to thermal noise in the dc Josephson effect. Phys. Rev. Lett., 22, p.1364-1366, (1969).

7. Л.И. Гдазман, Jl.A. Матвеев, Неупругое туннелировакке через тонкие аморфные пленки,ЖЭТФ, т.94, вып.6, стр.332-343, (1988).

8. Лихарев К.К., Ульрих Б.Т., Системы с джозефсоновскими контактами. Основы теории, - М. Изд-во МГУ, 1978.

Тираж 100