【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0058
利用課題名 / Title
YBCO薄膜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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）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
キーワード / Keywords
高周波デバイス/ High frequency device,超伝導/ Superconductivity,膜加工・エッチング/ Film processing/etching
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
茨城大学工学部電気電子システム工学科
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
川又 彰夫
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
AT-033：アルゴンミリング装置
AT-098：ECRスパッタ成膜・ミリング装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
超伝導体を用いた伝送線路は、超伝導体の持つ非線形のインダクタンス成分特徴を利用したパラメトリック増幅器として動作する。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い、コプレーナ伝送線路を作製し、その特性評価を進めていく。
実験 / Experimental
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50nmと200nmのものの三種類を使用した。10mm角、厚さ0.5mmのMgO基板上に、正確に、芯線幅8mm、ギャップ幅8mmのコプレーナラインの作製ができた。
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。すべての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、50nmでは約70K、20nmでは約60Kであった。伝送線路に対して、直流電流を流しながら、電磁波の伝送特性を測定したところ、超伝導体の持つインダクタンスの非線形性によるものと考えられる、伝送特性の変調が見られ、パラメトリック増幅動作の基本的な性質が確認できた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
- 高橋惟吹、島影尚、”YBCO 薄膜コプレーナ線路のマイクロ波透過特性を用いた超伝導パラメトリック増幅器の利得評価”第85回応用物理学会秋季学術講演会（新潟市）、2024年9月18日
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