【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0380
利用課題名 / Title
YBCO薄膜のコプレーナライン形状へのイオンビームエッチング
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
超伝導体,パラメトリック増幅器,高温超伝導体YBCO,コプレーナ伝送線路
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
島影 尚
所属名 / Affiliation
茨城大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
超伝導体を用いたパラメトリック増幅器は、超伝導薄膜をパターニングし、エッチングすることにより作製される伝送線路により構成できる。高温超伝導体である、YBCOを用いて、パラメトリック増幅器の作製を目指して実験を行っているが、本支援課題においては、パターニングされたYBCO薄膜をイオンミリング装置でエッチングを行うことで、コプレーナ伝送線路を作製することができ、その特性評価を進めることが可能となった。
実験 / Experimental
本支援により使用した装置は【NPF033】アルゴンミリング装置である。
MgO基板上に成膜された、YBCO薄膜にAZ5214レジストをスピンコートにより塗布し、コプレーナ線路状に加工されたフォトマスクを用いて、リソグラフィーを行った。その薄膜に対して、アルゴンイオンミリング装置によりエッチングを行った。YBCO薄膜の厚さは、20nmと200nmのもの、2枚を使用した。実際に作製されたコプレーナ線路の全体写真を図1に、顕微鏡写真を図2に示す。10mm角、厚さ0.5mmのMgO基板上に、正確に、芯線幅8μm、ギャップ幅8μmのコプレーナラインの作製に成功した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製されたコプレーナ線路において、7GHzにおける透過特性をネットワークアナライザにより測定した。その結果を図3に示す。膜厚200nm、20nmの両方のYBCO薄膜において、超伝導転移と思われる温度で急激な電磁波透過特性の上昇が見られた。その温度は、200nmでは約90K、20nmでは約60Kであった。一般的に、臨界温度は、超伝導薄膜の厚さに依存することが知られているために、この結果は妥当なものとなっており、本実施課題で使用したイオンミリング装置は、ダメージを与えることなく適切な加工ができていることが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ 全体写真
図2 顕微鏡写真
図3 マイクロ波透過特性の温度依存性
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
作製されたコプレーナ伝送線路を用いて、より詳細な伝送特性の評価を行う。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件