Тонкопленочные ВТСП сквиды постоянного тока с рабочей температурой 77 к тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

Венгрус, Игорь Иванович АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ
1995 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.03 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Тонкопленочные ВТСП сквиды постоянного тока с рабочей температурой 77 к»
 
Автореферат диссертации на тему "Тонкопленочные ВТСП сквиды постоянного тока с рабочей температурой 77 к"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ нмснн М.В. ЛОМОНОСОВА

Р Г б ОД ФИЗИЧЕСКИЙФАКУЛЬТЕГ

- 2 ОКТ 1995

На правах рукописи

ВЕ41ГРУС Игорь Иванович

ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ВТСП СКВИДЫ посгоянного ТОКА С РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ 77 К

01.04.03 - радиофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1995

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

Научный руководитель: доктор физико-математических наук зав. лабораторией криоэлектроники О.В. Снигирев

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Г.А. Овсянников

доктор физико-математических наук

В.А. Ильин '

Ведущая организация: Российский научный центр "Курчатовский Институт"

Защита диссертации состоится " « 1995 г

в часов в аудитории на заседании Специализированного

Совета (шифр К. 053.05.92) Отделения радиофизики Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Адрес: 119899, г. Москва, ГСП, Ленинские горы, МГУ, физический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета

МГУ.

Автореферат разослан " /<? " С&аЯ^ЬАЯ^ 1995 г. Ученый секретарь Специализированного Совета /

ь

К. 053. 05. 92 ст. научный сотрудник И.В. Лебедева

1 Общая характеристика работы.

Актуальность темы. Наиболее чувствительными измерителями магнитного поля в настоящее время являются системы на основе сверхпроводящих квантовых интерферометров - сквидов (от англ. SQUID - Superconducting Qauntum Interference Device). В последнее десятилетие традиционная низкотемпературная сквид-магнитометрия (диапазон рабочих температур Т < 10 К) быстро развивалась, завоевывая все новые области применения.

Ниобиевые сверхпроводящие квантовые интерферометры, работающие при температуре кипения жидкого гелия (Т = 4.2 К), надежно зарекомендовали себя в качестве датчиков магнитного поля во всевозможных модификациях магнитометров, измерителях магнитной восприимчивости вещества, при измерении сверхмалых токов, в пиковольтметрах. В настоящее время низкотемпературные сквиды успешно используются при фундаментальных исследованиях в физике, биомедицине, геофизике и других областях науки. Однако, потребность в жидком гелии и особенности работы с ним сильно ограничивают возможности и круг применения данного класса приборов.

С открытием в 1986 году швейцарскими учеными К. Мюллером и Дж. Беднорцем новых сверхпроводящих материалов [1], показавших высокую температуру перехода в сверхпроводящее состояние Тс (на сегодняшний день уже известны системы с Тс > 100 К) появилась уникальная возможность решить вопросы криообеспечения и значительно расширить диапазон применения приборов, созданных на базе сверхпроводников, в том числе и сквидов.

Однако, создание таких приборов на основе новых ВТСП* материалов является весьма сложной научно-технической задачей. Для ее решения, в первую очередь, необходимо наладить производство высококачественных тонких пленок, разработать надежную методику создания переходов Джозефсона с

* ВТСП - высокотемпературный сверхпроводник.

воспроизводимыми параметрами, а также отработать технологию многослойных структур.

На первоначальных стадиях разработок для изготовления одиночных сквидов требовалось достаточно мало - сверхпроводящее кольцо с одним либо двумя переходами. Поэтому одноконтактные ВТСП сквиды простой конструкции были получены еще на ранних этапах развития этой области при использовании объемных образцов сверхпроводящей керамики [2-4]. Изготовление более сложных систем (например, тонкопленочных структур двухконтактных сквидов, многослойных трансформаторов потока для сквид-магнитометров) уже требует охвата следующих уровней развития технологии. Таким образом, разработка тонкопленочных ВТСП сквидов является одной из первоочередных и ключевых задач, решение которой будет сильно способствовать продвижению и прогрессу в области создания ВТСП криоэлектронных устройств в целом.

С другой стороны, разработка уникальных датчиков магнитного поля -сквидов и целых сквид-систем, работающих при температуре 77 К, сама по себе является очень важной и перспективной прикладной задачей. Охлаждение жидким азотом в сотни раз дешевле использования традиционного хладоагента - жидкого гелия. Теплота парообразования жидкого азота значительно выше, чем у гелия. Эти два важных фактора сразу дают целый ряд преимуществ. Во-первых, срок работы прибора на основе сквида без перезаливки хладоагента (например, в автономном режиме) сильно увеличивается. Во-вторых, за счет дешевизны самого хлодоагента появляется возможность увеличить количество измерений и исследований, проводимых с помощью уникальной сквид-аппаратуры, а также расширить области применения сквидов, сделав сквид-магнитометр "рядовым" прибором в научных и технических лабораториях. В третьих, возникает возможность значительно сократить расстояние между источником магнитного сигнала и сквид-датчиком. При исследовании дипольных источников магнитного поля (например, биомагнитные измерения - исследования коры головного мозга и т.п.) это позволит повысить регистрируемый сигнал и, тем самым, при той же

чувствительности повысить разрешение либо снизить требования на чувствительность датчика, в зависимости от задачи.

Для реализации новых потенциальных возможностей, связанных с использованием ВТСП сквидов, работающих при температуре жидкого азота, необходимо провести целый комплекс исследований в области создания подобных устройств и оптимизации их параметров в применении к конкретным прикладным задачам.

Цель работы. Основными задачами данной диссертационной работы являлись:

1. Разработка и изготовление ВТСП сквидов постоянного тока на основе тонких пленок УВа2Сиз07.х, напыленных на бикристаллические подложки БгТЮз и 2гС>2, стабилизированных У20з, (YSZ).

2. Исследование электрофизических и шумовых характеристик тонкопленочных сквидов постоянного тока при температуре жидкого азота.

3. Изготовление и исследование датчиков магнитного поля на основе ВТСП сквидов постоянного тока для сканирующей сквид-микроскопии.

Научная новизна работы определяется следующими наиболее важными из полученных результатов.

1. Спроектированы и изготовлены тонкопленочные УВа^Си^Оу сквиды постоянного тока на бикристаллических подложках ЗгТЮз и УБг. Проведены исследования их вольтамперных характеристик в широком температурном диапазоне - 4.2-80 К. Впервые показано, что проводимость в ВТСП межгранульных переходах на бикристаллах может быть обусловлена прыжковым механизмом туннелирования через локализованные состояния в прослойке.

2. Исследованы вольтполевые характеристики и шумы по магнитному потоку тонкопленочных ВТСП сквидов при Т=77 К. Получено значение крутизны вольтполевой характеристики равное 75 мкВ/Фд. Это позволило достичь

уровня шума по магнитному потоку б.ЗхЮ"6 Фо/Гц'/2 (на частотах 300 Гц и выше), что соответствовало энергетическому разрешению 4x10-30 Дж/Гц. При использовании схемы знакопеременного смещения эти же цифры были получены на частотах 100 Гц и выше. На частоте 3 Гц шум по магнитному потоку составил 9х10"6 Фо/Гц'1'2, энергетическое разрешение - 1.26x10"29 Дж/Гц. Лучшее энергетическое разрешение достигнуто на частотах 300 Гц и выше для сквида с индуктивностью 80 пГн и составило 1.6x10"30 Дж/Гц. Приведенные характеристики близки к характеристикам ПТ сквидов гелиевого уровня охлаждения.

3, Впервые изготовлен специализированный датчик магнитного поля на основе ВТСП ПТ сквида для сканирующего магнитного микроскопа, работающего при температуре Т=77 К. Продемонстрирована устойчивая работа сквида в магнитных полях подмагничивания 1-2 Гс, низкий уровень шума - 3x10-5 Фд/Гц'/2 (на частоте 1 Гц - с применением схемы знакопеременного смещения по току) и чувствительность по магнитному полю на уровне 1,2х10-11 Тл/Гц1'2.

Практическая ценность работы. Проведенные исследования показали, что на основе разработанной технологии, используя оптические методики контроля качества подложек, оптические и магнитные методики контроля качества тонких УВазСи^С^ пленок, можно изготовить ВТСП сквиды постоянного тока, обладающие высокой стабильностью параметров, крутизной преобразования на уровне 75 мкВ/Ф0 и уровнем шумов по магнитному потоку 6.3x10"6 Фо/Гц1/2, что уже приближается к параметрам низкотемпературных сквидов. При разработке топологии ВТСП датчика с большой приемной площадью (на основе концентраторов и автотрансформаторов магнитного потока) можно достичь чувствительности по магнитному полю уже приемлемой для использования его в конкретных магнитометрических сквид-системах, которые были бы вполне кокурентноспособны по отношению к низкотемпературным аналогам.

Разработанный датчик магнитного поля (на основе ВТСП ПТ сквида) для сканирующего сквид-микроскопа, работающего при температуре 77 К, в настоящее время используется для исследования распределения магнитных полей вблизи различных объектов (например, ВТСП пленок, ленгмюровских пленок на основе редкоземельных соединений). Простота однослойной тонкопленочной технологии изготовления ВТСП сквида позволяет удачно варьировать его параметры (пространственное разрешение, чувствительность) в зависимости от особенностей исследуемого класса объектов.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены на Международных конференциях по прикладной сверхпроводимости (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 и VII Германо-Русско-Украинских семинарах по высокотемпературной сверхпроводимости (Дубна, 1993; Мюнке^ 1994), Международной конференции северных стран по сверхпроводимости (4th NSSC, Варберг, 1994), XXX совещании по физике низких температур (Дубна, 1994), Международной европейской конференции по прикладной сверхпроводимости (EUCAS-95, Эдинбург, 1995).

Публикации. Основные результаты проведенных исследований опубликованы в 10 работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Общий объем работы - 120 страниц. Она содержит 25 рисунков, 6 таблиц и список цитируемой литературы из 85 названий.

2. Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цели работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, кратко излагается структура и содержание диссертации.

Первая глава построена на данных литературы и носит обзорный характер. В начале главы кратко описан эффект Джозефсона и основные принципы работы сквидов.

В параграфе 1.1 проводится краткий анализ особенностей работы высокочастотных (ВЧ) сквидов и сквидов постоянного тока (ПТ), рассматриваются предельно достижимые параметры НТСП датчиков на основе сквидов. Особенности изготовления, конфигурация датчиков, предельная чувствительность являются взаимосвязанными факторами, которые, в конечном итоге, определяют области применения ВЧ и ПТ сквидов. При этом сложная технология изготовления ПТ датчиков окупается их уникальным энергетическим разрешением и чувствительностью по магнитному полю. В отличие от ПГ сквидов, ВЧ сквиды обладают несколько худшими параметрами, но относительная дешевизна и простота в изготовлении дают возможность задействовать их во многих прикладных задачах.

Параграф 1.2 посвящен ВТСП материалам, джозефсоновским переходам и сквидам. Рассматривается структура новых сверхпроводников и их основные параметры. Приводится краткий обзор технологии изготовления тонких ВТСП пленок. Рассмотрены типы джозефсоновских переходов, приведены их сравнительные характеристики. Кратко рассматриваются возможности создания ВТСП сквидов. Показано, что наиболее простыми в плане изготовления и многообещающими для разработки ВТСП сквидов постоянного тока являются тонкопленочные переходы на бикристаллических подложках.

Бикристаллическая подложка состоит из двух • монокристаллических половинок с кристаллографическими осями, развернутыми в базовой плоскости

подложки на определенный угол (обычно 24° или 36°). В процессе напыления ВТСП пленка растет в виде двух больших "гранул", оси а и Ь которых аналогично развернуты друг относительно друга. В области межгранульной границы образуется "слабое" место с пониженной плотностью критического тока. При формировании достаточно узкого мостика 10 мкм), пересекающего границу, получается переход с джозефсоновским поведением (наличие ступеней Шапиро при облучении СВЧ полем и т.п.). Впервые эта идея была предложена сотрудниками фирмы IBM в 1988 году [5].

В параграфе 1.3 рассматриваются основные типы датчиков магнитного поля. Проводится сравнительный анализ особенностей технологии изготовления, предельной чувствительности и других параметров, которые определяют области их применения.

Приведены оценки предельно достижимых параметров для ВТСП сквидов (как для сквидов постоянного тока, так и для сквидов с высокочастотным возбуждением). Рассматриваются возможные области применения ВТСП сквидов, их предполагаемая конкурентноспособность по отношению к низкотемпературным аналогам и другим датчикам магнитного поля.

В конце главы на основе приведенного литературного обзора обосновывается выбор цели исследования, формулируется постановка задачи.

Вторая глава целиком посвящена описанию методики изготовления ВТСП сквидов постоянного тока.

В параграфе 2.1 проводятся оценки основных параметров ВТСП сквида постоянного тока на бикристаллической подложке при Т=77 К. Рассматриваются критический ток, крутизна вольтполевой характеристики и необходимые для этого топологические размеры интерферометра. При расчетах за основу взяты предполагаемые плотность критического тока и характеристическое напряжение слабой связи (для угла разворота между половинками бикристалла 36.8°), толщина напыляемой пленки, предполагаемая индуктивность контура двухконтактного интерферометра.

Параграф 2.2 посвящен технологии изготовления ВТСП ПТ сквидов. Нанесение тонких УВа2Сиз07_х пленок на бикристаллическую подложку производилось с помощью лазерного напыления (ФИ РАН им. П.Н. Лебедева, Красносвободцев С.И.; НИЦТЛ г. Шатура, Шубный Г.Ю.). Перед напылением качество бикристаллических подложек проверялось с помощью поляризационного микроскопа, качество ВТСП пленок тестировалось с помощью оптической (исследование анизотропии коэфициента отражения поляризованного света - НИИЯФ МГУ, Образцов А.Н., Маресов А.Г.) и магнитной (зависимость магнитной проницаемости от температуры, ФИ РАН им. П.Н. Лебедева, Красносвободцев С.И.) методик. Температура перехода ВТСП пленки в сверхпроводящее состояние в большинстве случаев составляла 90+92 К, ширина перехода - 0.3+0.5 К.

Для получения надежного контакта с ВТСП пленкой, через специальную маску на образец напылялись золотые контактные площадки, которые затем отжигались в установке для напыления ВТСП пленок. После этого проводился процесс фотолитографии для получения структуры двухконтактного интерферометра в маске из фоторезиста. При этом рисунок на фотошаблоне совмещался с конфигурацией Контактных площадок и линией сшивки бикристалла. Процесс завершался травлением структуры в 0.1 % азотной кислоте.

В третьей главе приведены результаты исследований электрофизических характеристик изготовленных сквидов при Т=77 К.

Параграф 3.1 посвящен краткому описанию автоматизированного измерительного комплекса, разработанного для проведения измерений параметров джозефсоновских контактов и сквидов при различных температурах.

В параграфе 3.2 (п.3.2.1) приведены результаты исследования вольтамперных характеристик тонкопленочных джозефсоновских переходов и двухконтактных интерферометров на бикристаллах. Вольтамперные характеристики исследовались в температурном диапазоне 4.2+80 К, в области напряжений до 15 мВ. При токах смещения I, значительно превышающих

критический ток переходов, обнаружена нелинейная зависимость проводимости 0=1 /V от напряжения V. Показано, что в области больших напряжений (V > 1 мВ) зависимость проводимости переходов от напряжения и температуры находятся в хорошем соответствии с зависимостями, предсказанными теорией Глазмана и Матвеева [6] для структур, в которых проводимость обусловлена процессами неупругого резонансного туннелирования через конечное число локализованных состояний. Оценка удельного числа каналов с локализованными состояниями, проведенная на основе экспериментальных данных, оказалась на порядок больше по сравнению со значениями, полученными для других типов ВТСП переходов [7]. Этим, по-видимому, и можно объяснить лучшую воспроизводимость транспортных свойств именно переходов на бикристаллах (в пределах одной подложки), а также наличие интенсивных избыточных шумов типа 1/Г.

В п.3.2.2 приведены результаты исследований вольтамперных характеристик двухконтактных интерферометров при различных значениях внешнего магнитного потока, приложенного к контуру интерферометра. Глубина модуляции критического тока в большинстве случаев хорошо соответствовала оценочным значениям. Приведены вольтполевые характеристики сквидов при различных токах смещения при 77 К. Максимальный размах вольтполевой характеристики был получен для сквидов, изготовленных на подложке YSZ с углом разворота 34°, и составил 24 мкВ, что соответствовало крутизне преобразования 75 мкВ/Ф0. При этом нужно отметить, что модуляция критического тока и вольтполевые характеристики наблюдались вплоть до температур 89-90 К.

В параграфе 3.3 исследуется однородность свойств бикристаллической границы. Приведен разброс величин плотности критического тока, нормального сопротивления и характеристического напряжения переходов вдоль межгранульной границы на одной подложке. Рассмотрены несколько чипов, на каждом из которых изготовлена серия двухконтактных интерферометров. Проведены оценки глубины модуляции критического тока, которые сравниваются

с измеренными величинами. Показано, что неоднородность распределения плотности критического тока вдоль границы бикристалла на длине большей 40 мкм приводит к ощутимой несимметрии плеч в сквиде постоянного тока. Это проявляется в снижении глубины модуляции критического тока в 1.5-2 раза, снижению крутизны вольтполевой характеристики и, как следствие, приводит к увеличению собственных шумов сквида по магнитному потоку.

Гла&а 4 посвящена исследованию шумовых характеристик тонкопленочных ВТСП ПТ сквидов на бикристаллических подложках при Т=77 К.

В параграфе 4.1 приводятся результаты измерений шума по магнитному потоку в диапазоне частот 1 Гц - 1 кГц для различных образцов при 77 К. На всех графиках наблюдается резко выраженный подъем уровня шума на частотах ниже 100-500 Гц. С помощью аппаратуры, разработанной в ИРЭ РАН (Слободчиков В.Ю.) были проведены измерения шумовых характеристик с использованием схемы знакопеременного смещения по току. Получено сильное снижение уровня шума в низкочастотной области. Этот факт свидетельствует о том, что низкочастотный избыточный шум в исследуемых сквидах связан с флуктуациями критического тока джозефсоновских переходов [8]. Лучшее значение шума, полученное на частоте 300 Гц, составило б.ЗхЮ"6 Фр/Гц"2, на частоте 3 Гц - 9x10"^ Ф(/Гц1/2, что соответствовало энергетическому разрешению 4x10-30 Дж/Гц (300 Гц) и 1.26x10"29 Дж/Гц (1 Гц).

В параграфе 4.2 приводятся данные калибровки сквидов во внешнем магнитном поле. Для увеличения эффективной площади датчика был использован дополнительный концентратор магнитного потока размером 3x3 мм2. Максимальная чувствительность, которую удалось получить при такой конфигурации, оказалась на уровне 5x10"'* Тл/Гц1/2 (в частотном диапазоне П>200 Гц при Т=77 К).

Глава 5 посвящена проблеме разработки специализированного датчика магнитного поля на основе ВТСП ПТ сквида для сканирующего сквид-микроскопа.

В параграфе 5.1 рассматривается специфика этой задачи и конструктивные особенности датчика.

Направление сканирующей сквид-микроскопии [9] возникло в качестве логического продолжения другой задачи - неразрушающего магнитного контроля с помощью сквидов. Основная идея данного направления - это использование сквида для исследования распределения магнитных полей с высокой степенью пространственного разрешения. Для снятия распределения магнитного поля с разрешением, например, 50 мкм, необходимо, чтобы датчик имел приемную петлю с размерами не больше 50 мкм и находился на расстоянии порядка 50 мкм и меньше. Для этого нужно решить целый ряд как технических проблем, так и проблем оптимального проектирования конфигурации сквида, найти компромисс между выбором размеров приемной петли датчика, достижением необходимой чувствительности и минимально возможным расстоянием до плоскости исследуемого объекта.

Использование жидкого азота в качестве хладоагента расширяет возможности подобных систем. Простота однослойной технологии ВТСП двухконтактных интерферометров на бикристаллических подложках позволяет варьировать их парметры и подстраиваться под специфику задачи. Поэтому именно применение тонкопленочных ВТСП сквидов в качестве датчиков для сканирующего сквид-микроскопа является очень перспективным.

В параграфе 5.2 приводится описание конкретной реализации такого датчика магнитного поля, работающего при Т=77 К. Было изготовлено несколько чипов с различной конфигурацией сквидов постоянного тока. Перед напылением ВТСП пленки подложка готовилась специальным образом с тем, чтобы вывести контактные площадки датчика на торцы. Таким образом удавалось убрать подводящие провода из области между плоскостью сквида и плоскостью образца и минимизировать расстояние между датчиком и объектом (в данном случае минимально возможное расстояние определялось особенностями исследуемого

объекта и степенью непараллельности плоскости сканирования по отношению к плоскости объекта).

Измерения показали, что крутизна вольтполевой характеристики изготовленных сквидов находилась на уровне 30-40 мкВ/Ф0. Самый низкий уровень шумов на частоте 1 Гц (в схеме со знакопеременным смешением) составил 3x10-5 Фо/Гц1'- при Т=77 К. При размерах контура сквида 50x50 мкм- и внешних размерах концентратора 200x200 мкм2 чувствительность по магнитному полю составила 1.2x10"" Тл/Гц1'2 (также в схеме со знакопеременным смещением). За счет уменьшения ширины джозефсоновских переходов до 4 мкм продемонстрирована устойчивая работа сквида в достаточно сильных полях подмагничивания (1-2 Гс).

3. Основные результаты работы.

1. Спроектированы и изготовлены тонкопленочные УВазСизО? сквиды постоянного тока на бикристаллических подложках БгТЮз и Проведены исследования их вольтамперных характеристик в широком температурном диапазоне - 4.2+80 К. Впервые показано, что проводимость в ВТСП межгранульных переходах на бикристаллах может быть обусловлена прыжковым механизмом туннелирования через локализованные состояния в прослойке.

2. Проведены исследования однородности свойств бикристаллической границы в ВТСП пленке и воспроизводимости характеристик ВТСП ПТ интерферометров. Показано, что неоднородность распределения плотности критического тока вдоль границы бикристалла на длине большей 40 мкм приводит к ощутимой несимметрии плеч в сквиде постоянного тока, что сильно сказывается на ухудшении параметров сквидов и увеличении собственных шумов по магнитному потоку.

3. Исследованы вольтполевые характеристики и шумы по магнитному потоку тонкопленочных ВТСП сквидов при Т=77 К. Получено значение крутизны

вольтполевой характеристики равное 75 мкВ/Фо- Это позволило достичь уровня шума по магнитному потоку б.ЗхЮ"6 Фо/Гц1'- (на частотах 300 Гц и выше), что соответствовало энергетическому разрешению 4x10"30 Дж/Гц. При использовании схемы знакопеременного смещения эти же цифры были получены на частотах 100 Гц и выше. На частоте 3 Гц шум по магнитному потоку составил 9x10"6 Фд/Гц1'2, энергетическое разрешение - 1.26x10"29 Дж/Гц. Лучшее энергетическое разрешение достигнуто на частотах 300 Гц и выше для сквида с индуктивностью 80 пГн и составило 1.6x10"30 Дж/Гц. Приведенные характеристики близки к характеристикам ПТ сквидов гелиевого уровня охлаждения.

4. Проведены измерения чувствительности по магнитному полю для ВТСП ПТ сквида с концентратором потока. Лучшее разрешение составило 0.5 пТл/Гц"2 (F > 200 Гц, Т=77 К).

5, Впервые изготовлен специализированный датчик магнитного поля на основе ВТСП ПТ сквида для сканирующего магнитного микроскопа, работающего при температуре Т=77 К. Продемонстрирована устойчивая работа сквида в полях подмагничивания на уровне 1-2 Гс. низкий уровень шума по магнитному потоку - 3x10-5 Фц/Гц"- и чувствительность по магнитному полю на уровне 1.2x10-11 Тл/Гцш на частоте 1 Гц.

Публикации по теме диссертаций.

1. A.S. KovaJev, S.I. Krasnosvobodtsev, M.Yu. Kuprijanov, A.G. Maresov, A.A.

Ozerenko, E.V. Pechen, V.G. Pirogov, I.S. Pogosova, O.V. Snigirev, and I.I.

Vengrus. Properties of the YBCO thin film interferometers fabricated on ZrCb

b i crystal substrates. - IEEE Trans, on Magn., 1991, v. 27, N2. p. 2442-2445.

2. И.И. Венгрус, М.Ю. Куприянов, А.Г. Маресов. O.B. Снигирев, С.И.

Красносвободцев, В.Г. Пирогов. Свойства тонкопленочных YBCO мостиков на

бикрметаллической подложке. - Тезисы докладов на III Всесоюзном совещании по высокотемпературной сверхпроводимости. Харьков, 1991, том 2, с. 152-153.

3. И.И. Венгрус, А.Г. Маресов, О.В. Снигирев, С.И. Красносвободцев, В.Г. Пирогов. ВТСП ПТ сквиды на основе бикристаллической подложки. - Тезисы докладов на III Всесоюзном совещании по высокотемпературной сверхпроводимости, Харьков, 1991, том 2, с.154-155.

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

5. И.И. Венгрус, М.Ю. Куприянов, А.Г. Маресов, В.Г. Пирогов, О.В. Снигирев, С.И. Красносвободцев. Характеристики тонкопленочных ВТСП сквидов изготовленных на основе бикристаллической подложки. - СФХТ, 1991, т.4, N10, с. 1942-1946.

6. И.И. Венгрус, С.И. Красносвободцев, М.Ю. Куприянов, А.Г. Маресов, А.Н. Образцов, В.Г. Пирогов, О.В.Снигирев. Тонкопленочный ВТСП сквид-магнитометр на бикристаллической подложке SrTiOj. - СФХТ, 1994, т 6, N8, с,1730-1748.

7. Венгрус И.И., Куприянов М.Ю., Снигирев О.В., Маресов А.Г., Красносвободцев С.И. Механизм токопереноса в джозефсоновских переходах на бикристаллах. - Письма в ЖЭТФ, 1994, т. 60, N 5, с. 372-376.

8. Krasnosvobodtsev S.I., Maresov A.G., Maslennikov Yu.V., Matlashov A.N., Slobodchikov V.Yu., Snigirev O.V., and Vengrus I.I. HTSC DC SQUID magnetometer (T = 77 K). - Proceedings of the VI German-Russian-Ukrainian Seminar on High-Temperature Superconductivity, Dubna 1994, p.234-236.

9. S.A. Gudoshnikov, I.I. Vengrus, K.E. Andreev, and O.V.Snigirev. Magnetic Microscope Based on YBCO Bicrystal Thin Film dc SQUID Operating at 77 K. -Cryogenics, v. 34 ICEC Supplement, 1994, p. 883-886. ,

10. 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, on Appl. Supercond., 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 System // Z.Physik, 1986, В 64, p. 189.

2. Zimmerman J.E., Beall J.A., Cromar M.W., Ono R.H. Operation of a Y-Ba-Cu-O rf SQUID at 81 К // Appl. Phys. Lett., 1987, v.51, N 8, pp. 617-618.

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

4. 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.

5. D. Dimos, P. Chaudhari, J. Manhart, and F.K. LeGoues. Orientation dependence of grain-boundary crytical currents in YBajCu^Oy^ bicrystals. U Phys. Rev. Lett.,

1988, v.61,N2, pp. 219-222.

6. Глазман Л.И., Матвеев К.А., Неупругое туннелирование через тонкие аморфные пленки II ЖЭТФ, 1988, т.94, N 6, с. 332-344.

7. Satoh Т., Kuprijanov M.Yu., Tsai J.S., Hidaka M., and Tsuge H. Resonant tunneling in YBaCuO/PrBaCuO/YBaCuO edge-type junctions II IEEE Trans, on Appl. Supercond. v. 5, N 2, P.2612-2613.

8. Roger H. Koch et al. Flicker (1/f) noise in tunnel junction dc SQUIDs. // J. Low Temp. Phys., 1983, v.51, Nos. 1/2, pp. 207-224.

9. A. Mathai, D. Song, Y. Gim and F.C. Wellstood. High resolution magnetic microscopy using a dc SQUID. // IEEE Trans, on Appl. Supercond., 1993, v.3, N l,pp. 2609-2612.