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(a) 기판(10) 상에, 단위포(unit cell)의 c축방향이 상기 기판(10)에 수직하도록 하여 고온 초전도체 단결정(14)을 상기 기판(10)상에 고정시키는 단계; (b) 상기 단결정(14)의 ab 표면을 노출시키는 단계; (c) 상기 단결정(14)의 ab 표면 상에 전도성 금속 박막(16)을 증착시키는 단계; (d) 상기 단결정(14)상에 상기 금속 박막(16)이 적층된 구조로 이루어진 복수개의 단상 구조를 형성하는 단계; (e) 상기 복수개의 단상 구조 사이의 골짜기를 매립하여, 상기 단상 구조의 측면 및 상기 단결정(14)의 노출된 표면을 절연시키고, 상기 복수개의 단상 구조상의 금속 박막(16)을 서로 분리시키는 절연막 패턴(18)을 형성하는 단계; 및 (f) 상기 분리된 금속 박막(16) 상에 서로 분리된 복수개의 전극 패턴(20)을 형성하는 단계; 및 (g) 4 단자법으로 측정 단상의 투과 전류 대비 전압특성 곡선을 얻을 수 있도록 상기 복수개의 단상 구조 중 하나 이상의 단상 구조상에 적층되어 있는 전극 패턴(20) 및 그 하부의 금속 박막(16)을 식각하여 분리하는 단계를 포함하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, (h) 상기 기판의 온도를 20 K 이하로 유지한 상태에서, 4 단자법으로 상기 단상 구조의 사이의 투과전류 대비 전압 특성 곡선을 얻고, 상기 곡선으로부터 준입자 투과가지(quasiparticle branch)의 수를 셈으로써 상기 단상 구조내에 형성된 선천성 조셉슨 접합의 수를 측정하는 단계; 및(i) 상기 전극 패턴(20') 및 그 하부의 금속 박막(16)을 마스크로 이용하여 이 마스크로 덮여 있지 않는 영역의 단상(14)을 식각하여 단상 구조의 높이를 증가시킴으로써 상기 단상 구조 내에 형성되는 선천성 조셉슨 접합의 수를 증가시키는 단계를 더 포함하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제2항에 있어서, 원하는 수의 선천성 조셉슨 접합이 형성될 때까지 상기 (h) 단계의 선천성 조셉슨 접합의 수를 측정하는 단계와 상기 (i) 단계의 선천성 조셉슨 접합의 수를 증가시키는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 단결정을 상기 기판(10)상에 고정시키는 단계는,상기 기판(10) 상에 적층된 감광막(12)이 굳어지기 전에, 단위포의 c축방향이 상기 기판(10)에 수직하도록 하여 상기 고온 초전도체 단결정(14)을 상기 감광막(12) 위에 올려놓고, 상기 감광막(12)을 100℃ ~ 130℃의 온도에서 베이킹하는 것에 의하여 실시되는 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 (b) 단계의 단결정(14)의 ab 표면을 노출시키는 단계는, 접착성 테이프를 상기 단결정(14) 상에 붙인 다음 그 접착력을 이용하여 상기 단결정(14)의 표면을 떼어내는 것에 의하여 실시되는 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 전도성 금속 박막(16)을 증착시키는 단계는,10-5 torr ~ 6 ×10-6torr의 진공도에서 500 Å ~ 1000 Å 두께의 순금 박막 또는 백금 박막을 증착시키는 것에 의하여 실시되는 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 (d) 단계의 복수개의 단상 구조를 형성하기 위한 식각 단계는,상기 금속 박막(16) 상에 형성시킨 소정 패턴의 감광막 패턴을 마스크로서 이용하여, 300 ~ 500 V의 이온빔 전압, 0
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제1항에 있어서, 상기 (e) 단계의 절연막 패턴(18)을 형성하는 단계는,상기 (d) 단계의 복수개의 단상 구조가 형성된 기판상에 양성 감광액을 스핀코팅하여 균일한 두께의 양성 감광막을 얻고, 이를 100 ℃ ~ 110 ℃의 온도에서 소프트 베이킹한 후, 상기 양성 감광막의 상부에 소정 패턴의 마스크를 정렬하고 자외선에 노광하고, 현상하여 상기 복수개의 단상 구조의 측면 및 상기 고온 초전도체 단결정(14)의 노출된 표면을 절연시키는 감광막 패턴(18)을 형성하는 단계; 및상기 감광막 패턴(18)을 110 ℃ ~ 130℃에서 하드 베이킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 (f) 단계의 전극 패턴(20)을 형성하는 단계는,상기 복수개의 단상 구조 및 상기 절연막 패턴(18)이 형성된 기판상에 10-5 torr ~ 6 ×10-6 torr의 진공도에서 1000 Å ~ 8000 Å 두께의 순금 박막, 은 박막, 및 백금 박막에서 선택된 금속 박막을 적층하는 단계;상기 결과물상에 형성시킨 균일한 두께의 소정 패턴의 양성 감광막 패턴을 마스크로 이용하여, 2 ×10-4 torr의 진공도, 300 ~ 500 V의 이온빔 전압, 및 0
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제2항에 있어서, 상기 단상 구조내에 형성된 선천성 조셉슨 접합의 수를 측정하는 단계는,2 ×10-8 torr ~ 1 ×10-7 torr의 진공도, 20K 이하의 기판 온도에서 상기 준입자 투과가지의 수를 셈(counting)하는 것에 의하여 실시되는 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 기판은 사파이어, 산화마그네슘, 또는 유리인 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 고온 초전도체는 Bi2Sr2CaCu2O8+X 또는 Tl2Ba2Ca2Cu3O10+X인 것을 특징으로 하는 선천성 조셉슨 접합 단상의 제조방법
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