Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 21: Postersitzung III: Hochfrequenzeigenschaften (1-4), Amorphe Systeme (5-9), Borkarbide (10-18), Quantenflüssigkeiten (19-25), Dünne Filme (26-49), Vortexdynamik, Pinning (50-63), M-I-Überg
änge, quantenkritische Ph
änomene (64-89)

TT 21.43: Poster

Donnerstag, 25. März 1999, 14:30–18:00, Foy

Auswirkungen einer STO-Pufferschicht auf elektrische Eigenschaften von YBCO/PZT-Heterostrukturen — •R. Aidam, D. Fuchs und R. Schneider — Forschungszentrum Karlsruhe, INFP, Postfach 3640, 76021 Karlsruhe

Die Modulation der Transporteigenschaften dünner YBa₂Cu₃O_7−x (YBCO)-Schichten durch die elektrische Polarisation der Isolatorschicht in supraleitenden Feldeffekttransistoren (SuFET) ist umso größer, je dünner die YBCO-Schicht ist. Bei der Verwendung des Ferroelektrikums Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ als Isolator sind die Transporteigenschaften ultradünner YBCO- Filme im Vergleich zu Strukturen mit SrTiO₃ (STO)-Isolator deutlich degradiert. Durch die Verwendung einer dünnen STO-Pufferschicht zwischen der YBCO- und der PZT-Schicht können die Eigenschaften des YBCO verbessert werden, ohne die ferroelektrische Hysterese des Isolators wesentlich zu beeinflussen. Ohne Pufferschicht hatten 20 nm dicke YBCO-Filme in der YBCO/PZT-Heterostruktur Sprungtemperaturen T_c von ca. 12 K und kritische Stromdichten bei 4.2 K von 2·10³ bis 1·10⁵ A/cm². Dünnere Filme waren nicht supraleitend. Mit Pufferschicht wurden bei 7-8 nm Filmdicke T_c-Werte von 30-40 K und j_c-Werte von 2·10⁵ A/cm² erreicht. Durch die Verwendung der STO-Pufferschicht reduziert sich die remanente Polarisation des Schichtpakets von P_r=60 µC/cm² um etwa 20%, während sich die effektive Koerzitivfeldstärke von E_c=100 kV/cm bei 77 K um etwa 50% erhöht.