@
_z º¬ T ² m× D ö n Ú La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 , SrRuO 3 õ m Í LaNiO 3 Ñ ÷ + s Ƕ ¥c Ü R ¾ ¹ Åy ¢= k YBa 2 Cu 3 O 7−δ 8 ý ¹ ÅM X ì Ä M X ì Ä ¤V R Ë
M
ç ¡0 å · | ¡^ ï BP v ∗
â
· ¡ ¤ @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , @ /½ ¨ 702-701
-
!
H6 0* å · » õ i ;M
Â
Òí ß @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , Â Òí ß 609-735
(2009¸ 8 Z 4 7{ 9 ~ à Î6 £ §, þ j7 á x à º& ñ : r 2009¸ 8 Z 4 28{ 9 ~ à Î6 £ §)
` O
Û ¼Y Us $ 7 £ x à ÌZ O Ü ¼ Ð í ¸^ YBa
2Cu
3O
7−δ(YBCO) é ß { 9 ~ Ã Ì} x 9 ì ø ÍF K5 Å q$ í y © $ í ^ La
0.7Sr
0.3MnO
3(LSMO) ~ Ã Ì} , y © $ í ^ SrRuO
3(SRO) ~ Ã Ì} õ q $ í ^ LaNiO
3(LNO) ~ à Ì} 0 A\ YBCO\ ¦ 7 £ x à Ìr s 8 £ x ~ à Ì} [ þ t` ¦ ë ß [ þ t ¦ l & h l & h : £ ¤$ í ` ¦ ì r$ 3 % i . X- r] X z ´+ « >` ¦ : x
#
¸ H s 8 £ x ~ à Ì} s \ x à Ìr Ð ¸ ú $ í © H d` ¦ · ú à º e % 3 Ü ¼ , YBCO/SROü < YBCO/LSMO\ p | ¾ Ó _
Ô ¦í HÓ ü t © s YBCO 7 £ x à Ìõ & ñ \ " f Ò q t z ` ¦ · ú à º e % 3 . : £ ¤ s > ¸ p | ¾ Ó_ Ô ¦í HÓ ü t © s ' a8 £ ¤
)
a YBCO/SRO ü < YBCO/LSMO_ í ¸ e > : r ¸ H YBCO é ß { 9 ~ Ã Ì} x 9 YBCO/LNO Ð ç ß Z
} ¤ . YBCO é ß { 9 ~ Ã Ì} _ í ¸ e > : r ¸ H T
C∼ 89 K% i Ü ¼ 9, YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} É r þ j@ / e
>
: r ¸ T
C∼ 91.5 K\ ¦ Ð% i ¦ l s § 4 / B G 8 £ ¤& ñ \ " f s Û ¼ - ´ òõ \ l s ô Ç B Ä º V , É r l s § 4 :
£ ¤$ í ` ¦ Ð% i . ô Ǽ # , YBCO/LNO H T
C∼ 73 K Ð © s : r ¸ © ± ú ¤ ¦ l s § 4 : £ ¤$ í ¸ B Ä
º Ù þ ¡ . s Qô Ç õ H í ¸/F K5 Å q ] X ½ + Ë\ " f H] X ´ òõ ¢ ¸ H Û ¼ 2 ;S X í ß Ü ¼ Ð s K | ¨ c à º \ O ¦ > ì
ø Í6 £ x \ _ ô Ç YBCO8 £ x _ o < Æ& h & ñ | Ä Ì ¢ ¸ H í ß è& ñ | ¾ Ó_ o CuO
28 £ x _ l & h : £ ¤$ í \ % ò ¾ Ó` ¦ Å Ò
#
Q í ¸$ í ` ¦ or כ Ü ¼ Ð Æ Ò& ñ ) a .
PACS numbers: 74.78.Fk, 75.70.Cn, 74.45.+c
Keywords: ¦ : r í ¸^ , ` ÐÚ ÔÛ ¼ s à Ô í ß oÓ ü t, S/N ] X ½ + Ë, H] X ´ òõ
I. " e  ] Ø
y
© $ í ^ \ " f Û ¼ 2 ;[ þ t É r " f Ð ° ú É r ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð & ñ § > =
9 ¦ H ì ø Í , í ¸^ \ " f Ç ¨( © É r Û ¼ 2 ;[ þ t s
" f Ð ì ø Í@ /~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ½ + Ë l \ ¦ כ ¹½ ¨ô Ç . " f y ©
$ í ^ (F)ü < í ¸^ (S)_ s 7 á x] X ½ + Ë É r â > \ " f " f
Ð â Ô q t H | 9 " f ¸ B > h à º\ ¦ t l M :ë H \ Ó ü t o & h Ü
¼ Ð < É ª p Ðî r ½ ¨Å Ò] js 9 t F K t ´ ú § É r s : r& h z ´ +
«
>& h ½ ¨ Ã º' ÷ &# Q M ® o [1–9]. : £ ¤ y ¦ : r í ¸^ YBa
2Cu
3O
7−δ(YBCO) ü < { 9 ì ø ÍF K5 Å q ¢ ¸ H $ í ^ \ ¦ s 6 x ô
Ç s 8 £ x ~ Ã Ì} , ± p× ¼0 Au ½ ¨ ¸ ¢ ¸ H í ½ ¨ ¸_ s 7 á x] X
½
+ Ë\ " f â > © ñ 6 x \ É r í ¸: £ ¤$ í o\ @ / ô
Ç ´ ú § É r ½ ¨ Ð ¦ e [11–22]. í ¸ e > : r ¸
þ
j@ / 91 K YBCO H í ß è| ¾ Ó Ã º \ & ñ ½ ¨
¸ x 9 í ¸ e > : r ¸ 9 [23–27], Â ú ª É r ´ ú 6 £ §
∗
E-mail: jhdho@knu.ac.kr
U
´s \ ¦ t l M :ë H \ ¸ ¿ ºa _ Å Ò · û ª É r ~ Ã Ì} \
"
f ¸ í ¸$ í s Ä »t ) a [14, 15]. \ x à Ìr YBCO~ Ã Ì }
_ ] j \ H YBCO ü < a − b ¨ î ? /\ " f © Ã º
q
5 p w ô Ç (001)SrTiO
3(STO) é ß & ñ l ó ø Ís ¥ y 6 x ) a
. " f STOü < & ñ ½ ¨ ¸ Ä » ô Ç ABO
3+ þ A ` ÐÚ Ô Û
¼ s à Ô í ß oÓ ü t É r í ¸^ YBCOü < ½ + Ë ) a ª ô Ç + þ A I
_ \ x à Ìr s 7 á x] X ½ + Ë ] j \ Ö ¸6 x ÷ &# Q M ® o [11–22].
ABO
3+ þ A ` ÐÚ ÔÛ ¼ s à Ô í ß oÓ ü t × æ \ H ì ø ÍF K5 Å q$ í y ©
$ í
^ La
0.7Sr
0.3MnO
3(LSMO), Ð: x _ F K5 Å q$ í y © $ í ^ SrRuO
3(SRO), F K5 Å q$ í q $ í ^ LaNiO
3(LNO) 1 p x ª ô
Ç : £ ¤$ í _ o½ + ËÓ ü t s > r F ô Ç . Õ ª QÙ ¼ Ð ABO
3+ þ A ` Ð Ú
ÔÛ ¼ s à Ô í ß oÓ ü t ü < ] X ½ + Ë ) a YBCO H ¸ Û ¼H { 9 \ " f
â
> © ñ 6 x \ É r í ¸ : £ ¤$ í ½ ¨\ & h ½ + Ëô Ç r Û
¼% 7 Ü ¼ Ð Ò q ty ) a .
t
F K t í ¸^ /y © $ í ^ (S/F) ¢ ¸ H í ¸^ /{ 9 ì
ø ÍF K5 Å q(S/N) ] X ½ + ˽ ¨ ¸\ " f â > © ñ 6 x \ _ ô Ç í
¸ : £ ¤$ í _ o\ ' a ô Ç 6 £ § õ ° ú É r z ´+ « > Ð ¦ e
-365-
. Pe˜naü < Aarts 1 p x É r S/F] X ½ + ˽ ¨ ¸\ " f y © $ í ^ ¢ ¸
H í ¸^ ~ Ã Ì} _ ¿ ºa o\ É r í ¸ © s :
£ ¤$ í ` ¦ ¸ ¦ í ¸^ _ Ç ¨( © ` ¦ s À Ò H [ þ t s
y © $ í ^ \ g Ë >È Ò # í ¸^ _ © s : r ¸
o ô Ç ¦ Ð ¦ % i [5, 17, 18]. s ü < ° ú s S/F ¢ ¸ H S/N] X ½ + Ë\ " f í ¸^ _ Ç ¨( © ` ¦ s À Ò H [ þ t s y ©
$ í ^ ¢ ¸ H F K5 Å q Ü ¼ Ð g Ë >È Ò # F K5 Å q _ â > Â Ò H \
"
f í ¸$ í s Ä » ¸÷ & H & ³ © ` ¦ ‘ H] X ´ òõ (proximity effect)’ ô Ç [1]. í ¸^ \ " f Ç ¨( © _ [ þ t s
Ä »Ø ¦ ÷ & â > Â Ò H \ " f í ¸$ í s o÷ & H
&
³ © ` ¦ à ºì ø Í H X <, s & ³ © ` ¦ ‘% i H] X ´ òõ (inverse proximity effect)’ ô Ç . ¢ ¸ô Ç, Pe˜ na, Yeh ü < Sotan1 p x É r La
0.7Ca
0.3MnO
3(LCMO)/YBCO/PrBa
2Cu
3O
7(PBCO), PBCO/YBCO/PBCO, LCMO/YBCO, LSMO/STO/
YBCO, LNO/STO/YBCO 1 p x ª ô Ç + þ AI _ s 7 á x] X ½ + Ë
½
¨ ¸\ ¦ ë ß [ þ t ¦ í ¸ © s : £ ¤$ í ` ¦ ¸ # y © $ í
^
ÐÂ Ò' Û ¼ 2 ; ¼ # F G ) a í ¸^ \ g Ë >È Ò # í
¸ : £ ¤$ í s Ù þ ¡ ¦ Ð ¦ % i [18–20]. í ¸^ ü
< ¸^ _ ] X ½ + Ë\ " f ± ú É r : r ¸{ 9 â Ä º, Ç ¨( © _ 1 l x
< ÊÃ º H ¸^ î ß \ " f ¸ µ 1 Ï| ) a ¦ Ð ¦ ÷ &% 3 t ë ß ¸
^
y © $ í ^ S/F ] X ½ + Ë â Ä º\ H Ç ¨( © _ 1 l x
< ÊÃ º_ ; ¤ É r B Ä º Â ú ª É r o \ " fë ß ^ ¦ Ã º e H X <, s
כ
É r y © $ í ^ _ § ¨ 8 © (exchange field)\ _ K í ¸
| 9
" f ¸ Ã º $ í ^ î ß \ " f ß ¼> y è l M :ë H s [5, 6, 18]. ë ß y © $ í ^ LSMO, LCMO1 p x õ ° ú s ì ø Í F
K5 Å q$ í $ í ^ { 9 â Ä º, Û ¼ 2 ;s ¼ # F G ) a í ¸
^
\ g Ë >È Ò " f Ç ¨( © _ ½ + Ë` ¦ L :l M :ë H \ | 9 " f ¸
à º s ` À 1 Ïo y è | ¨ c כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . ô Ǽ # , Cai H YBCO/SRO ] X ½ + ˽ ¨ ¸_ â > Â Ò H \ " f o < Æ& h ì ø Í 6
£
x \ _ K YBCO\ Ô ¦í HÓ ü t F K5 Å q s ¸i ç ÷ & D h Ð î
r Ô ¦í HÓ ü t © s Ò q t YBCO_ o < Æ& ñ | ¾ Ó ¢ ¸ H í ß è| ¾ Ó _
o\ ¦ Ä »µ 1 Ï # í ¸ © s : £ ¤$ í s ô Ç ¦ Ð
¦ % i [21]. s \ Tarascon 1 p x É r YBCO \ Fe, Cr, Mn, Zn ° ú É r F K5 Å q` ¦ ¸i ç í ¸ e > : r ¸ ß ¼>
ô Ç ¦ Ð ¦ô Ç e [28–30]. s ü < ° ú s YBCO_ CuO
28 £ x \ Ô ¦í HÓ ü t s : r s ¸i ç ÷ & É r 7 á x À Ó_ í ß
oÓ ü t õ ½ + Ë < Ê\ í ß è| ¾ Óδs þ j& h ° ú כ(∼0.05)\ " f # Á
#
Q > ÷ & í ¸ e > : r ¸ ß ¼> ½ + É Ã º e H כ Ü ¼
Ð Ò q ty ) a [24–27].
s
½ ¨\ " f H í ¸^ YBCO\ ¦ { 9 ì ø Í F K5 Å q$ í
$ í
^ SRO, ì ø ÍF K5 Å q$ í (half-metallic) $ í ^ LSMO, F K5 Å q
$ í
q $ í ^ LaNiO
3ü < \ x à Ìr s 8 £ x ~ à Ì} Ü ¼ Ð ] X ½ + Ër v
¦ : r ¸\ É r l & h , l & h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ # â
>
© ñ 6 x \ É r í ¸ : £ ¤$ í o\ ¦ ½ ¨ % i .
YBCO ü < ] X ½ + Ë ) a í ß oÓ ü t _ 7 á x À Ó\ YBCO_ í
¸$ í É r Ì º§  ô Ç s \ ¦ Ð% i H X < s H â > ì ø Í6 £ x \
É r YBCO8 £ x _ o < Æ& h & ñ | ¾ Ó ¢ ¸ H í ß è| ¾ Ó o\ _ ô Ç כ Ü
¼ Ð s K ÷ &% 3 .
II. ÷ m Ç ] M ö
` O
Û ¼ Y Us $ 7 £ x à ÌZ O ` ¦ s 6 x # (001)STOl ó ø Í 0 A\ F
K5 Å q$ í y © $ í ^ SROü < í ¸^ YBCO_ S/F] X ½ + Ë
½
¨ ¸, ì ø ÍF K5 Å q$ í $ í ^ (half-metallic feromagnet : HF) LSMO ü < YBCO_ S/HF ] X ½ + ˽ ¨ ¸, { 9 ì ø Í F K5 Å q$ í q $ í
^
LaNiO
3(LNO) ü < YBCO_ S/N ] X ½ + ˽ ¨ ¸\ ¦ t H
\
x à Ìr ~ à Ì} ` ¦ ] j % i . SRO, LSMO, ¢ ¸ H LNO
\
¦ ∼700
◦C, í ß è ì r · ú 200 mTorr\ " f (001)STO l ó ø Í 0
A\ 7 £ x Ã Ì r Ê ê YBCO\ ¦ ∼700
◦C, í ß è ì r · ú 200 mTorr \ " f 7 £ x Ã Ì % i . í ß è 9 & ³ © ` ¦ Ð ¢ - a K Å Òl 0
A # í ß èì r · ú 30 Torr\ " f in−situ Ê ê\ P % o \ ¦ 5ì r ç ß Ã
º' % i Ü ¼ 9, \ P % o Ê ê © : r Ü ¼ Ð ; ;y Í ty r ( .
~ ½ Ó½ ¨ ¸(orthorhombic) YBCO_ © Ã º H a = 3.825
˚ A, b = 3.886 ˚ A, c = 11.69 ˚ A, 0 p x ½ ¨ ¸(rhombohedral) LSMO _ © Ã º H a = 5.506 ˚ A, b = 5.506 ˚ A, c = 13.36 ˚ A, ~ ½ Ó½ ¨ ¸ SRO_ © Ã º H a = 5.567 ˚ A, b = 5.530 ˚ A, c = 7.845 ˚ A, 0 p x ½ ¨ ¸ LNO_ © Ã º H a
= 5.457 ˚ A, b = 5.457 ˚ A, c = 13.15 ˚ A, Õ ªo ¦ { 9 ~ ½ Ó½ ¨ ¸ STO _ © Ã º H a = 3.905 ˚ A s . " f, s [ þ t Ó ü t| 9 _
a − b ¨ î ? / © à º q 5 p w # \ x à Ìr s 8 £ x ~ Ã Ì }
] j s 0 p x . s z ´+ « >\ " f H LSMO, SRO, ü <
LNO _ ¿ ºa \ ¦ 60 nm, YBCO _ ¿ ºa \ ¦ 55 nm Ð 1 l x{ 9
> ¦ YBCOü < ½ + Ë ) a F K5 Å q$ í í ß oÓ ü t _ 7 á x À Ó\
É
r í ¸ : £ ¤$ í s \ ¦ ¸ % i . ] j ) a ~ Ã Ì} _ ³ ð + þ
A © É r AFM(Atomic Force microscope)` ¦ s 6 x # ' a 8
£
¤ % i ¦ X- r] X (X-ray diffraction)` ¦ s 6 x # s 8 £ x
~ Ã
Ì} [ þ t _ & ñ ½ ¨ ¸\ ¦ ¸ % i . : r ¸\ É r $ ½ Ó8 £ ¤
&
ñ É r 4 é ß Z O ` ¦ s 6 x % i Ü ¼ 9, Qunatum Design _ í
¸ ª ç ß [ O è (SQUID) § 4 > \ ¦ s 6 x # : r ¸ü <
l © \ É r o : £ ¤$ í ` ¦ ' a8 £ ¤ % i .
III. + s ÇÊ Ý õ m Í º8 ý
Figure 1 É r (001)STO l ó ø Í\ 7 £ x Ã Ì ) a YBCO é ß { 9 ~ à Ì} x 9
YBCO/LSMO, YBCO/SRO, YBCO/LNO s 8 £ x ~ Ã Ì} [
þ
t _ XRD 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ Ð# Å Ò ¦ e . ¸ H ~ Ã Ì} [ þ t
É r (00l) ì ø Í \ @ /K y © ô Ç x ß ¼[ þ t` ¦ Ð# \ x à Ìr
$ í
© s $ í / B N& h Ü ¼ Ð s À Ò# Q& 6 £ §` ¦ · ú Ã º e % 3 . Õ ªo
Fig. 1. The measured θ/2θ scan XRD data of (a) YBCO single layer, (b)YBCO/LSMO, (c)YBCO/SRO, and (d) YBCO/LNO bilayers on (001)STO. The peaks marked by star symbols in (b) and (c) are probably due to an im- purity phase such as YMnO
3, YBaMn
2O
5or YBa
2RuO
6.
¦ 7 £ x à Ì÷ &# Q YBCO~ à Ì} _ & ñ $ í x 9 l ó ø Íõ _ # QF M z
(misorientation) & ñ ¸\ ¦ · ú Ðl 0 AK (005)YBCO\
@
/ # | Ã Ì( ç & Ú Ô(rocking curve)\ ¦ 8 £ ¤& ñ ¦ ì ø Íu ; ¤(full- with-half-maximum)` ¦ ½ ¨K Ð ¤ . YBCOé ß { 9 ~ Ã Ì} \
"
f H ì ø Íu ; ¤ É r 0.41
◦, YBCO/LSMO s 8 £ x ~ Ã Ì} \ " f H 0.52
◦, YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} \ " f H 0.66
◦, YBCO/LNO
\
" f H 0.53
◦ Ð" f & ñ $ í s q §& h Ä ºÃ º < Ê` ¦ · ú à º e % 3 Ü
¼ 9, STO l ó ø Í 0 A\ f ] X & h Ü ¼ Ð 7 £ x à Ì÷ &# Q YBCO ~ Ã Ì }
_ ì ø Íu ; ¤ s © É r ° ú כ` ¦ f ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3
. s כ É r YBCO ~ Ã Ì} s LSMO, SRO, Õ ªo ¦ LNOü <
° ú
É r ¢ - aØ æ8 £ x(buffer layer) \ _ K Õ ª & ñ $ í x 9 STO l ó
ø Íõ _ # QF M z \ ¸ % ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î ¦ e 6 £ §` ¦ · p . Fig.
1 _ (a)ü < (c)\ ¦ Ð , YBCO/LSMOü <YBCO/SRO ~ Ã Ì}
É
r ∼33
◦ü < ∼43
◦Â Ò H \ " f Ô ¦í HÓ ü t © Ü ¼ Ð Ð# t H x ß ¼
e 6 £ §` ¦ S X ½ + É Ã º e . YBCO/SRO ~ Ã Ì} _ XRD X <
s
' \ " f Ð# t H Ô ¦í HÓ ü t © _ y © ¸ H YBCO/LSMO _ y
© ¸\ q K B Ä º y © > ¦ e . s כ É r SRO
$ í
ì r Rus YBCO ~ Ã Ì} Ü ¼ Ð S X í ß ÷ &# Qf õ 1 l x r \ Z }
Fig. 2. Surface morphologies of (a)LSMO, (b) YBCO/LSMO, (c) SRO, (d)YBCO/SRO, (e) LNO and (f) YBCO/LNO films observed by AFM. Scan size was 2 × 2 µm
2.
É
r 7 £ x Ã Ì : r ¸\ _ ô Ç D h Ðî r © _ + þ A$ í Ü ¼ Ð K $ 3 | ¨ c Ã
º e . JCPDS × ¼(No. 202864)\ ¦ s 6 x ô Ç ì r$ 3 õ YBa
2RuO
6 © e ` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 Ü ¼ 9, s Qô Ç õ H l
> r _ ½ ¨\ " f ¸ Å Ò ¦ e [21].
Figure 2 É r YBCO\ ¦ 7 £ x Ã Ì l \ 8 £ ¤& ñ ô Ç LNO, LSMO, Õ ªo ¦ SRO ~ à Ì} _ ³ ð + þ A © õ YBCO\ ¦ 7 £ x Ã Ì ô
Ç Ê ê\ s 8 £ x ~ Ã Ì} _ ³ ð + þ A © ` ¦ AFM Ü ¼ Ð ' a8 £ ¤ ô Ç כ s
. LSMO_ ³ ð É r É r ¸{ 9 [ þ t s ç H{ 9 > ì r í
% i Ü ¼ 9, SRO ³ ð É r Ô ¦¢ - a ô Ç 8 £ x Á ú ¢l + þ A © ` ¦ { # Q ©
@
/& h Ü ¼ Ð } 9 > Ð% i ¦ LNO H B Ä º ¨ î ò ø Íô Ç ³ ð \ Y >
>
h_ H { 9 [ þ t s ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 . YBCO_ 7 £ x Ã Ì , LSMO
~ Ã
Ì} _ RMS (root mean square) g Ë > ¸ H 0.5 nm% i
¦, SRO ~ Ã Ì} _ RMS g Ë > ¸ H 2.4 nm, Õ ªo ¦ LNO
~ Ã
Ì} _ RMS g Ë > ¸ H 0.7 nm % i . s Qô Ç ¢ - aØ æ 8
£ x(buffer layer)8 £ x ~ Ã Ì} _ g Ë > ¸ H | Ã Ì( ç & Ú Ô_ \ % 3
#
Q YBCO ~ Ã Ì} _ ì ø Íu ; ¤ õ f ] X & h ' a$ í ` ¦ t
¦ e . YBCO_ 7 £ x Ã Ì Ê ê, YBCO/LSMO s 8 £ x ~ à Ì} _
Fig. 3. Temperature dependent resistance curves for YBCO/STO, YBCO/LSMO/STO, YBCO/SRO/STO, and YBCO/LNO/STO films. The film thickness of YBCO layer was fixed at 55 nm, and those of LSMO, SRO, and LNO layers thickness were fixed at 60 nm.
RMS g Ë > ¸ H 6.9 nm% i ¦, YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} _
RMS g Ë > ¸ H 11.2 nm, Õ ªo ¦ YBCO/LNO~ Ã Ì} _ RMS g Ë > ¸ H 4.7 nm Ð" f g Ë > ¸ 7 £ x H & ³ © s
Ð% i .
Figure 3 H YBCO/LSMO, YBCO/SRO, YBCO/LNO s
8 £ x ~ Ã Ì} õ YBCO é ß { 9 ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç : r ¸\ É r $ ½ Ó R(T)\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ s . é ß { 9 ~ Ã Ì} \ " f YBCO_ í
¸ e > : r ¸ T
C∼ 89.5 K s ¦ YBCO/LSMO s 8 £ x
~ Ã
Ì} É r T
C∼ 90 K, YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} É r T
C∼ 91.5 K Ð © Z } ¤Ü ¼ 9, YBCO/LNO s 8 £ x ~ à Ì} É r T
C∼ 73 K Ð © ± ú > z ¤ . í ¸ e > : r ¸ (T
C) s © \
"
f_ $ ½ Ó° ú כ É r T
Cü < © ' a ' a > e 6 £ §` ¦ S X · ú Ã º e
. 7 £ ¤, Z } É r T
C\ ¦ t H YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} _ $ ½ Ó
É r T
Cs © _ : r ¸\ " f © ± ú É r $ ½ Ó ° ú כ` ¦ t ¦ e Ü
¼ 9, Õ ª\ ì ø ÍK © ± ú É r T
C\ ¦ t H YBCO/LNO s 8
£
x ~ Ã Ì} _ â Ä º 130 K\ " f 6 C H $ ½ Ó ° ú כ` ¦ Ðs ¦ e
. 8¹ ¡ ¤ < É ª p Ðî r & h É r YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} _ T
CYBCO é ß { 9 ~ Ã Ì} Ð 8 Z } É r ° ú כ` ¦ H & h s
. 0 A_ XRD X <s ' (Fig. 1)ü < ~ Ã Ì} _ ³ ð + þ A © (Fig.
2) \ @ /ô Ç õ ü < q §K ^ ¦ M :, T
C_ o H B Ä º < É ª p
Ðî r õ \ ¦ ´ ú K Å Ò ¦ e . l > r _ # Q ~ Ã Ì} _ â Ä º Õ ª
& ñ $ í x 9 ~ à Ì} ³ ð _ Ä ºÃ º$ í : £ ¤$ í s ¾ Ó © ÷ & , u Z O
ß ¼ (bulk)ü < ° ú É r : £ ¤$ í ` ¦ Ð . Õ ª Q YBCO ~ Ã Ì} _
T
Câ Ä º, ~ à Ì} _ & ñ $ í x 9 ³ ð _ g Ë > ¸ü < H q Y V
&
h
' a > \ ¦ Ðs t · ú § ¦ e . : £ ¤ y & ñ $ í x 9 ~ Ã Ì} ³ ð _
g Ë > ¸ q 5 p w ô Ç YBCO/LNOü < YBCO/STO\ ¦ q § K
^ ¦ M :, 16 K H B Ä º H T
C_ s \ ¦ Ðs ¦ e
. s Qô Ç õ [ þ t` ¦ ¦ 9K ^ ¦ M :, T
C° ú כ_ o H & ñ
Fig. 4. Temperature dependence of magnetization curves M(T) for YBCO/LSMO and YBCO/SRO bilayers. The critical temperature of YBCO was marked by T
Cand the ferromagnetic transition temperatures of LSMO and SRO were marked by T
F M. The symbols m and µ of the y-axis label in (b) means 10
−3and 10
−6, respectively.
$ í
x 9 ³ ð _ g Ë > ¸ü < ° ú É r ü @ Òכ ¹ \ _ ô Ç % ò ¾ Ó É r
`
¦ כ Ü ¼ Ð \ V © ÷ &# Q .
Figure 4 É r YBCO/SRO ü < YBCO/LSMO s 8 £ x ~ Ã Ì} \
@
/ô Ç : r ¸\ É r o / B G (M(T))` ¦ Ð# Å Ò ¦ e .
M(T) H ü @Â Ò l © ` ¦ ~ Ã Ì} _ ¨ î ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 5 kOe\ ¦
K ï r ¨ 8 â \ " f : r ¸\ ¦ 7 " f 8 £ ¤& ñ ` ¦ % i .
Fig. 4(a) \ Ðs 1 p w s YBCO/LSMO_ M(T)/ B G É r 350 K \ " f LSMO_ y © $ í © s (T
F M) ¦ 90 K s \ " f ^ o° ú כs y è l r # 30 K s
\ " f H 6 £ § _ ° ú כÜ ¼ Ð 7 % 3 . s ü < ° ú s YBCO_
í ¸ © s \ É r o° ú כ_ y è H s Û ¼ - ´ òõ ü
< ' aº ) a í ¸ © I _ ì ø Í $ í : £ ¤$ í \ l ô Ç כ s .
ô
Ǽ # , Fig. 4(b)\ " f YBCO/SRO s 8 £ x ~ à Ì} _ M(T)/ B G
`
¦ Ð# Å Ò ¦ e . { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð SRO_ â Ä º 150 s \
"
f y © $ í © s (T
F M) µ 1 ÏÒ q t` ¦ ô Ç . YBCO/LSMO_
í ¸ © s : r ¸ü < y © $ í © s : r ¸ B Ä º b # Q 4
R e # Q " î S X y ½ ¨ì r` ¦ ½ + É Ã º e H ì ø Í , YBCO/SRO
Fig. 5. Hysteresis loops of YBCO/LSMO, YBCO/SRO, and YBCO/LNO measured (a) at 5 K and (b) at 95 K.
_
â Ä º H Õ ª s Õ ª o\ ¦ · ú Ðl H j Ë µ[ þ t
. Õ ª! 3 \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ Ä ºo _ õ H " î S X y í ¸ ©
s : r ¸ü < y © $ í © s : r ¸ ½ ¨ì r ÷ &# Qt ¦ e 6 £ §
`
¦ Fig. 4(b) _ ¶ ú o\ " f S X ½ + É Ã º e . Å Ò3 l q ½ + Éë ß
>
¸ YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} É r YBCO/LSMO _ s 8 £ x ~ Ã Ì }
Ð ì ø Í $ í : £ ¤$ í s y © > ' a8 £ ¤ ÷ &# Qt ¦ e H X < s
כ
É r YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} _ Z } É r T
Cü < ¸ ' a ÷ &# Q4 R e
` ¦ כ s .
Figure 5 É r YBCO é ß { 9 ~ Ã Ì} , YBCO/SRO, YBCO/
LSMO, Õ ªo ¦ YBCO/LNO s 8 £ x ~ Ã Ì} \ @ /K 5 Kü < 95 K \ " f ü @Â Ò l © \ É r l s § 4 / B G ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç כ s
. í ¸ e > : r ¸ s © 95 K\ " f YBCO\ _ ô Ç l
#
H Á ºr ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, Õ ª\ ì ø ÍK 5 K\ " f H YBCO _
ì ø Í $ í : £ ¤$ í \ _ ô Ç l # t C & h Ü ¼ Ð ' a8 £ ¤ ÷ &% 3
. Fig. 5(a)\ " f Ðs 1 p w s , 95 K\ " f YBCO/LSMO ü
< YBCO/SRO_ l s § 4 / B G É r 1 kOe s _ ± ú É r l
© \ " f o ß ¼> 7 £ x H y © $ í : £ ¤$ í ` ¦ Ð% i Ü ¼ 9, YBCO/LNO_ l s § 4 / B G É r 6 £ § _ l Ö ¦ l \ ¦ ° ú
H f _ + þ AI Ð Ð: x _ F K5 Å q õ ° ú É r ô Ç ì ø Í $ í : £ ¤
$ í
ë ß ` ¦ Ð% i . 5 K\ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç l s § 4 / B G ` ¦
· p Fig. 5(b) H ¸ H r « Ñ\ " f / B N: x& h Ü ¼ Ð s Û ¼ - ´ ò õ
\ _ ô Ç B Ä º H l s § 4 : £ ¤$ í ` ¦ Ð . 5K\ " f_
l s § 4 / B G \ H LSMO, SRO, LNO _ : £ ¤$ í õ YBCO _
: £ ¤$ í s 4 ¤ ½ + Ë& h Ü ¼ Ð e H כ Ü ¼ Ð Ð . l
s § 4 : £ ¤$ í ` ¦ ? / H ? /Â Ò & h É r T
C © Z } ¤~ YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} \ " f © ( Ü ¼ 9, T
C © ± ú
¤~ YBCO/LNO s 8 £ x ~ Ã Ì} \ " f ? /Â Ò & h s © ¤
.
s
© \ " f Ð H ü < ° ú s , YBCO/SROü < YBCO/
LSMO s 8 £ x ~ Ã Ì} _ í ¸ : £ ¤$ í É r YBCO é ß { 9 ~ Ã Ì} Ð Ä
ºÃ º 9, ì ø Í YBCO/LNO s 8 £ x ~ à Ì} _ í ¸ : £ ¤$ í É r
© É r כ Ü ¼ Ð z ¤ . l > r \ Ð ¦ ) a } © ç ß í ß oÓ ü t õ
° ú É r y © $ í ^ _ ` Ø Ôp 5 Å q ¸ ν
F= 7.4×10
7cm/s\ ¦ s 6
x K â > © ñ 6 x _ U ´s # 3 0 A(length scale) ξ
F\ ¦ > í
ß # Ð , ξ
F=~ν
F/ ∆E
ex≈ 0.2 nm s [20,31]. # l
" f, ~ H e ¦ | ½ Óß ¼ © Ã ºs 9, ∆E
ex H y © $ í 8 £ x _ § ¨ 8 ì r o
\ -t (exchange splitting) Ð" f ` Ø Ôp Y U6 \ \ " f y ©
$ í
^ _ o~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /K ¨ î ' ô Ç Û ¼ 2 ;õ Õ ªü < ì ø Í@ / ~ ½ Ó ¾ Ó _
Û ¼ 2 ;` ¦ ° ú H [ þ t s _ \ -t s s . ¢ ¸ô Ç, l
> r ½ ¨\ " f LSMOü < Ä » ô Ç La
0.7Ca
0.3MnO
3(LCMO) _
Û ¼ 2 ; S X í ß U ´s l
s(= l
0ν
Fτ
s) H 10 nm & ñ ¸
)
a ¦ · ú 94 R e [31]. " f s z ´+ « >\ " fü < ° ú s
YBCO_ ¿ ºa à º z nm Ð ¿ º î r â Ä º H] X ´ ò õ
x 9 Û ¼ 2 ;S X í ß \ _ ô Ç % ò ¾ Ó É r B Ä º & h ` ¦ כ Ü ¼ Ð Ò q ty
)
a . ¢ ¸ô Ç Fig. 3 \ " f © Â Ò8 £ x YBCO _ í ¸ e >
: r ¸ H Fig. 2 \ " f Ð1 p w s  Ò8 £ x _ ³ ð g Ë > ¸ü <
&
ñ $ í õ H : £ ¤Z > ô Ç © ' a ' a > \ ¦ Ðs t · ú § H . : r& h Ü ¼
Ð Fig. 1_ X- r] X 8 £ ¤& ñ õ H s 8 £ x ~ Ã Ì} _ 7 á x À Ó\
É r T
C_ s â > ì ø Í6 £ x \ É r o < Æ& h & ñ | ¾ Ó ¢ ¸
H í ß è| ¾ Ó o\ l ô Ç H כ ` ¦ z ´ » ~ Ã Îg Ë >ô Ç . { 9 ì ø Í& h Ü
¼ Ð YBa
2Cu
3O
7−δ_ T
C H í ß è_ < ÊÄ »| ¾ Ó Ã º δ, 7 £ ¤, CuO
28 £ x _ ª / B N 0 l x ¸\ _ > r 9 [24–27], CuO
28 £ x \ Ô ¦ í
HÓ ü t s g Ë >È Ò T
Cy è H כ Ü ¼ Ð Ð ¦÷ &# Q M ® o [28–30]. YBCO/SRO ü < YBCO/LSMO_ X- r] X z ´ +
« >\ " f ' a8 £ ¤ ) a Ô ¦í HÓ ü t © ¢ ¸ H Mn
3+/4+_ D ¥ ½ + Ës : r © I 1
p
x É r s 8 £ x ~ Ã Ì} ] j õ & ñ \ " f YBCO_ o < Æ& h & ñ | ¾ Ó ¢ ¸
H í ß o| ¾ Ó(δ)` ¦ þ j& h o H A á ¤ Ü ¼ Ð % ò ¾ Ó` ¦ Å Ò# Q YBCO é
ß { 9 ~ Ã Ì} Ð í ¸ e > : r ¸ Z } É r כ Ü ¼ Ð Æ Ò& ñ ) a
. ô Ǽ # , Ru
4+¢ ¸ H Mn
3+/4+ü < ² ú o LaNiO
3\ " f Ni H +3 Ð ± ú É r +2 \ ¦ ñ H s : r: £ ¤$ í ` ¦ ° ú ¦ e # Q YBCO _ í ß o& ñ | ¾ Ó δs þ j& h ° ú כ\ " f # Á # Q H A á ¤ Ü ¼ Ð % ò
¾ Ó` ¦ Å Ò# Q YBCO/LNO_ í ¸ e > : r ¸ ß ¼> ± ú É r
כ
Ü ¼ Ð Æ Ò& ñ ) a .
IV. + s Ç Â ] Ø
Ä
ºo H ì ø ÍF K5 Å q$ í y © $ í ^ ü < ] X ½ + Ë ) a YBCO/LSMO s
8 £ x ~ Ã Ì} , { 9 ì ø Í& h F K5 Å q$ í y © $ í ^ ü < ] X ½ + Ë ) a YBCO/SRO s 8 £ x ~ Ã Ì} , Õ ªo ¦ { 9 ì ø ÍF K5 Å q q $ í ^ ü
< ] X ½ + Ë ) a YBCO/LNO s 8 £ x ~ Ã Ì} ` ¦ ] j < ÊÜ ¼ Ð+ í
¸^ YBCO ~ Ã Ì} _ â > \ É r l & h l & h : £ ¤
$ í
` ¦ q § ì r$ 3 % i . s z ´+ « >\ " f H YBCO ~ Ã Ì} _
¿ ºa H 55 nm, Õ ªo ¦ LSMO, SRO x 9 LNO_ ~ Ã Ì }
¿ ºa H 60nm Ð ¦& ñ % i . YBCO/SRO_ T
C∼91.5 K Ð © Z } ¤ ¦ YBCO/LSMO H ∼90 K, Õ
ªo ¦ YBCO/LNO H ∼73 K Ð © ± ú ¤ . ¢ ¸ô Ç YBCO/SRO ü < YBCO/LSMO s 8 £ x ~ Ã Ì} _ l s § 4 / B G
É r YBCO é ß { 9 ~ Ã Ì} Ð H l s § 4 < Hz ´ : £ ¤$ í ` ¦ Ð
%
i Ü ¼ 9, YBCO/LNO H © É r l s § 4 < Hz ´` ¦ Ð% i
. s ü < ° ú É r s 8 £ x ~ Ã Ì} _ 7 á x À Ó\ É r í ¸ e > : r ¸
s H í ß o © I É r Ó ü t| 9 õ _ ] X ½ + Ë\ É r â > ì
ø Í6 £ x \ _ ô Ç YBCO8 £ x _ o < Æ& h & ñ | ¾ Ó ¢ ¸ H í ß è < ÊÄ »| ¾ Ó δ l M :ë H כ Ü ¼ Ð s K ) a .
P
c p 8 ý ò k >
s
7 Hë H ¢ ¸ H $ " f H 2008¸ & ñ  Ò( §¹ ¢ ¤ õ < Æl Õ ü t  Ò)_ F
" é ¶ Ü ¼ Ð ô Dz D G < ÆÕ ü t < É ª F é ß _ t " é ¶` ¦ ~ à Πà º' ) a ½ ¨ e
(KRF-2008-314-C00127). Â Òí ß @ / ½ ¨h Ë > É r õ < Æl Õ ü t Â
Ò ô Dz D G õ < ÆF é ß ² D G Ù þ d ½ ¨G ' p' \ O (R15-2006-02- 01002-0 (2009)) _ t " é ¶ Ü ¼ Ð Ã º' ÷ &% 3 6 £ §.
Y
c p w à U Ø ô
[1] A. I. Buzdin, Rev. Mod. Phys. 77, 935 (2005).
[2] Ya. V. Fominov, N. M. Chtchelkatchev and A. A.
Golubov, Phys. Rev. B 66, 014507 (2002).
[3] F. S. Bergeret, A. F. Volkov and K. B. Efetov, Phys.
Rev. Lett. 86, 4096 (2001).
[4] M. G. Khusainov and Yu. N. Proshin, Phys. Rev. B 56, R14283 (1997).
[5] E. A. Demler, G. B. Arnold and M. R. Beasley, Phys.
Rev. B 55, 15174 (1997).
[6] M. J. M.de Jong and C. W. J. Beenakker, Phys.
Rev. Lett. 74, 1657 (1995).
[7] J. J. Hauser, H. C. Theuerer and N. R. Werthamer, Phys. Rev. 142, 118 (1966).
[8] J. Aarts and J. M. E. Geers, Phys. Rev. B 56, 2779 (1997).
[9] M. V´ elez, M. C. Cyrille, S. Kim, J. L. Vicent and Ivan K. SchullerPhys. Rev. B 59, 14659 (1999).
[10] K. Senapati and R. C. Budhani, Phys. Rev. B 71, 224507 (2005).
[11] P. Przyslupski, I. Komissarov, W. Paszkowicz, P.
Dluzewski, R. Minikayev and M. Sawicki, Phys. Rev.
B 69, 134428 (2004).
[12] M. van Zalk, M. Veldhorst, A. Brinkman, J. Aarts and H. Hilgenkamp, Phys. Rev. B 79, 134509 (2009).
[13] M. Varela, Z. Sefrioui, D. Arias, M.A. Navacerrada, M. Luc´a, M. A. L´ opez de la Torre, C. Le´ on, G. D.
Loos, F. S´ anchez-Quesada and J. Santamaria, Phys.
Rev. Lett. 83, 3936 (1999).
[14] Y. Matsuda, S. Komiyama, T. Onogi, T. Terashima, K. Shimura, and Y. Bando, Phys. Rev. B 48, 10498 (1993).
[15] T. Terashima, K. Shimura, Y. Bando, Y. Matsuda, A. Fujiyama and S. Komiyama, Phys. Rev. Lett. 67, 1362(1991).
[16] Z. Sefrioui, D. Arias, V. Pe˜ na, J. E. Villegas, M.
Varela, P. Prieto, C. Le´ on, J. L. Martinez and J.
Santamaria, Phys. Rev. B 67, 214511 (2003).
[17] V. Pe˜ na, Z. Sefrioui, D. Arias, C. Leon and J. San- tamaria, Phys. Rev. B 69, 224502 (2004).
[18] V. Pe˜ na, C. Visani, J. Garcia-Barriocanal, D. Arias, Z. Sefrioui, C. Leon and J. Santamaria, Phys. Rev.
B 73, 104513 (2006).
[19] N. -C. Yeh, R. P. Vasquez, C. C. Fu, A. V. Samoilov, Y. Li and K. Vakili, Phys. Rev. B 60, 10 522 (1999).
[20] S. Soltan, J. Albrecht and H.-U. Habermeier, Phys.
Rev. B 70, 144517(2004)
[21] C. Cai, J. Liu, Z. Liu, L. Ying, B. Gao, L. Peng and C. Chen, J. Appl. Phys. 104, 023913 (2008).
[22] P. S. Luo, H. Wu,1 F. C. Zhang, C. Cai, X. Y. Qi, X. L. Dong, W. Liu, X. F. Duan, B. Xu,1 L. X.
Cao, X. G. Qiu and B. R. Zhao, Phys. Rev. B 71, 094502(2005).
[23] A. G. Khachaturyan, S. V. Semenovskaya and J. W.
Morris, Phys. Rev. B 37, 2243 (1988).
[24] R. Beyers, B. T. Ahn, G. Gorman, V. Y. Lee, S. S. P.
Parkin, M. L. Ramirez, K. P. Roche, J. E. Vazquez,
T. M. G¨ ur and R. A. Huggins, Nature (London)
340, 619 (1989).
[25] R. J. Cava, B. Batlogg, C. H. Chen, E. A. Riet- man, S. M. Zahurak and D. Werder, Nature (Lon- don) 329, 423 (1987).
[26] T. A. Zaleski and T. K. Kope´ c, Phys. Rev. B 74, 014504 (2006).
[27] K. Segawa and Y. Ando, J. Low Temp. Phys. 131, 821 (2003).
[28] J. M. Tarascon, P. Barboux, P. F. Miceli, L. H.
Greene, G. W. Hull, M. Eibschutz and S. A. Sun- shine, Phys. Rev. B 37, 7458 (1988).
[29] H. Alloul, P. Mendels, H. Casalta, J. F. Marucco and J. Arabski, Phys. Rev. Lett. 67, 3140 (1991).
[30] I. Felner, I. Nowik, E. R. Bauminger, D. Hechel and U. Yaron, Phys. Rev. Lett. 65, 1945(1990).
[31] W. E. Pickett and D. J. Singh, Phys. Rev. B 53, 1146(1996).
Electric and Magnetic Properties of YBa 2 Cu 3 O 7−δ Bilayers Coupled with Perovskite Oxides La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 , SrRuO 3 and LaNiO 3
Sanghoon Ki and Joonghoe Dho
∗Department of Physics, Kyungpook National University, Daegu 702-701
Daeyoung Kwon and Bog G. Kim
Department of Physics, Pusan National University, Pusan 609-735 (Received 7 August 2009, in final form 28 August 2009)
We have investigated the electric and the magnetic properties of the YBa
2Cu
3O
7−δ(YBCO) sin- gle layer, the half-metallic ferromagnet La
0.7Sr
0.3MnO
3(LSMO)/YBCO, the metallic ferromagnet SrRuO
3(SRO)/YBCO, and non-magnetic metal LaNiO
3(LNO)/YBCO bilayers grown on SrTiO
3by using pulsed laser deposition. X-ray diffraction experiments revealed that all the layers epitaxilly grews on the STO substrates, but a small amount of an impurity phase appeared in the YBCO/SRO and the YBCO/LSMO bilayers. Interestingly, the critical temperature (T
C) values of YBCO in the YBCO/SRO and the YBCO/LSMO bilayers with an impurity phase were slightly higher than those in the YBCO single layer and the YBCO/LNO bilayer. The T
Cof the YBCO single layer was ∼89 K while the YBCO/SRO bilayer showed the highest T
Cof ∼91.5 K and the largest area of magnetic hysteresis. On the other hand, the YBCO/LNO bilayer displayed the lowest T
Cof ∼72 K and relatively small area of magnetic hysteresis. Our results can be understood as interface reaction inducing change in the stoichiometry or the oxygen content, which can critically affect the electric property of the CuO
2layers of YBCO, rather than as the proximity effect or as spin diffusion in superconductor/metal junctions.
PACS numbers: 74.78.Fk, 75.70.Cn, 74.45.+c
Keywords: High-T
csuperconductor, Perovskite oxides, S/N junction, Proximity effect
∗