Polyvinylidene Fluoride/YBa 2 Cu 3 O 7 −δ V c p‰ ˜ m } º 8 ý  ¹ Å4 „ ÇÊ Ý

 ƒ  ½ ¨ 7 Hë  H  Sae Mulli (The Korean Physical Society), Volume 49, Number 3, 2004¸   9 Z 4, pp. 277∼281

Polyvinylidene Fluoride/YBa 2 Cu 3 O 7 −δ V c p‰ ˜ m  } º 8 ý  ¹ Å4 „ ÇÊ Ý

*

×

< ÷ 7 B® £ ·  ™ »0 ï F* > · ƒ ‘ š< ' Ö < · ƒ ‘ š  ¢ 9" k ^∗

"

fy © œ@ /† < Ɠ § Ó ü t o † < Æõ , " fÖ  ¦ 121-742



™

». > ? 

ô 

Dz D G ³ ðï  r õ † < ƃ  ½ ¨" é ¶ „   ™ è Õ ªÒ  ¨, @ /„   305-600 (2004¸   7 Z 4 19{ 9  ~ à Î6 £ §)

“

¦“ : r œ í„  • ¸ › ¸! s s’  H ™ è _  : £ ¤$ í ] j# Q\  ¦ 0 AK  PVDF (polyvinylidene fluoride)/YBa

²

Cu

3

O

7−δ

(YBCO) + þ AI _   Œ ™é ß –  ™ è \  ¦ ] j Œ • “ ¦ „  > ´ òõ : £ ¤$ í `  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  . ` O Û ¼Y Us $  7 £ x‚ à ÌZ O Ü ¼– Ð YBCO

~ Ã

Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • % i “ ¦, Ÿ íž Ðo ™ èÕ ª x Z O Ü ¼– Ð J ‡   Ê ê YBCO G V , 0 A\  PVDF Ó ü t| 9 `  ¦ Û ¼— 2 ; ïh A % i 



. „  > ´ òõ ü < ~ à Ì} Œ •: £ ¤$ í `  ¦ “ ¦ 9ô  Ç YBCO ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa   H 90 nm s  9, e ” > “ : r • ¸  H 80 K s % 3  . X‚  



r] X 8 £ ¤& ñ õ  ¾ º[ O „  À Ó 8 £ ¤& ñ Ü ¼– Ð, 1 mmol_  0 l x • ¸– Ð ] j Œ • ) a PVDF ~ à Ì} Œ •s  β  © œÜ ¼– Ð Ä º‚  C † ¾ Ó÷ &# Q e ” 

%

3 Ü ¼ 9 þ j™ è_  ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ % 3 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . ] j Œ • ) a PVDF/YBCO ™ è _  > s à Ô „  F G \  “  

 )

a „  · ú šs  15 V“    â Ä º œ íl  e ” > “ : r • ¸ ° ú כõ  1 K, 20 V“    â Ä º €  • 1.3 K_     o e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3 



. s   H PVDF_  „  > ´ òõ – Ð YBCO G V ,  ? /\ " f ” > r F    H & ñ / B N[ þ t`  ¦ › ¸] X ½ + É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ 7 £ x" î   H  כ s

 .

PACS numbers: 72.80.Le, 74.72.Bk, 74.76.Bz, 85.25.Am Keywords: PVDF/YBCO ™ è , YBCO ~ à Ì} Œ •, ¾ º[ O „  À Ó, e ” > “ : r • ¸

I. " e  ] Ø

“

¦“ : r œ í„  • ¸  Œ ™é ß –  ™ è   H 1950¸   œ í„  • ¸\  ¦   © œÜ ¼

–

Ð ] j# Q½ + É Ã º e ”    H œ í„  • ¸ ( Ž É Ó' \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ r 

œ

í– Ð ‰ & ³F  t  ƒ  ½ ¨ ”  ' Ÿ ÷ &% 3  . s \  ¦ > l – Ð œ í„  

•

¸ ™ è \  ¦ ƒ  ½ ¨   H ´ ú §“ É r  | à Ð[ þ t \  _ K   € ª œô  Ç + þ AI  _  “ ¦“ : r œ í„  • ¸  Œ ™é ß –  ™ è  ] j Œ •÷ &% 3  . ‰ & ³F  ƒ  ½ ¨÷ &

“

¦ e ”   H  Œ ™é ß –  ™ è – Ѝ  H œ í„  • ¸ ~ à Ì} Œ •`  ¦ l ì ø ÍÜ ¼– Ð 



 H SUFET(SUperconducting Field Effect Transistor),

›

¸! s s’  H ™ è \  ¦ s 6   xô  Ç JOFET(Josephson Field Effect Transistor) s ü @\  Josephson vortex flow à Ô ½ ™t Û ¼' , QP(Quasi particle) Å Ò{ 9 ™ è , spin Å Ò{ 9 ™ è  1 p x s  e ”   [1].

“

¦“ : r œ í„  • ¸  Œ ™é ß –  ™ è \  ¦ ] j Œ • l  0 Aô  Ç l œ íƒ  ½ ¨– Ð

"

f „  l  © œ\  _ ô  Ç œ í„  • ¸^ ‰_  : £ ¤$ í    o x 9  s \  ¦ [ O " î 



 H s  : r[ þ t s  ´ ú §s  ƒ  ½ ¨÷ &% 3 “ ¦ [2–4], „  > ´ òõ \  ¦ † ¾ Ó © œr 

~ 

´ à º e ”   H > s à Ô Ó ü t| 9 \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨ x 9  œ í„  • ¸ „  > à Ô



½ ™t Û ¼'  ½ ¨› ¸\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨• ¸ µ 1 ϳ ð÷ &% 3   [5–8]. € ª œ| 9  _  œ í„  • ¸ „  > à Ô ½ ™t Û ¼'  ÷ &l  0 Aô  Ç þ j& h _  › ¸| Ü ¼

∗

E-mail: [email protected]

Tel: +82-2-705-8430; Fax: +82-2-701-7427

–

Ѝ  H œ í„  • ¸ ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa  þ j@ /ô  Ç · û ª“ ¦, > s à Ô Ó ü t| 9 _  Ä

»„  Ö  ¦ s  ß ¼ 9 > s à Ô „  F G \ " f_  ¾ º[ O „  À Ó  Å Ò  Œ •



  ô  Ç . s  כ `  ¦ ë ß –7 á ¤ r v   H Ó ü t| 9 – Ð Z  }“ É r Ä »„  Ö  ¦ õ  a % ~

“ É

r > €  : £ ¤$ í `  ¦ ”   SrTiO

3

(STO) ü <  µ 1 Ïì  rF G ° ú כs   H y

© œÄ »„  Ó ü t| 9 “   Pb(Zr, Ti)O

₃

(PZT)  ´ ú §s   6   x ÷ &“ ¦ e ” 



. STO\  ¦ > s à ÔÓ ü t| 9 – Ð  6   xô  Ç Au/STO/YBCO œ í„  

•

¸ „  > à Ô ½ ™t Û ¼' _   â Ä º, YBCO G V , _  ¿ ºa \  ¦ 10 nm s

 – Ð ] j Œ • % i “ ¦, s M : e ” > „  À Ó €  • 10 % ×  ¦ “ ¦ e ” > 

“

: r • ¸ 1 ∼ 3 K ± ú  & ’ Ü ¼ 9, STO\  _ K  µ 1 ÏÒ q t÷ &  H þ j@ / ì

 rF G“ É r €  • 10 µC/cm

²

s  “ ¦ µ 1 ϳ ð÷ &% 3   [8–10]. s  ° ú כ“ É r YBCO\  ¦  6   x½ + É M : כ ¹½ ¨÷ &  H ì  rF G° ú כ 30 µC/cm

²

\  q K  3 C  & ñ • ¸  Œ •“ É r ° ú כs  . s \  q K  y © œÄ »„  ^ ‰“   PZT_   â Ä

º ï ß –À Óì  rF G° ú כ“ É r €  • 60 µC/cm

²

Ü ¼– Ð STO\  q K   © œ& h 

`

 ¦ t “ ¦ e ”  . Õ ªo “ ¦ YBCO G V , _  ¿ ºa \  ¦ €  • 100 - 200 nm – Ð ] j Œ • % i  . ô  Ç \ V– Ð Ahn, C. H. et al.   H PZT

\

 ¦ > s à Ô Ó ü t| 9 – Ð  6   x % i “ ¦, œ í„  • ¸ü < ] X ƒ  ^ ‰  s \ 

"

f   & h “    © œ„  s \  ¦ › ' a¹ 1 Ï % i   [7]. Õ ª Q
, PZT_ 

 â

Ä º “  „  · ú š_  # 3 0 A\  ¦   & ñ   H † ½ Ó4 Ÿ ¤„  · ú š ° ú כs   Œ •“ ¦, PZT 7 £ x‚ à ÌÜ ¼– Ð “  ô  Ç YBCO ~ à Ì} Œ •_  | 9 $   1 p x s  ë  H ] j

÷

&“ ¦ e ”  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H l ” > r \   6   x ÷ &% 3 ~   í ß – oÓ ü t > s  à

Ô Ó ü t| 9 õ   H ² ú ˜o  y © œÄ »„   Ó ü t| 9 s  9 “ ¦ì  r   Ó ü t| 9 “  

-277-

Fig. 1. Change in critical temperature(T

c

) of YBCO channels as a function of film thickness.

PVDF(polyvinylidene fluoride)\  ¦ > s à Ô Ó ü t| 9 – Ð ‚  × þ ˜ 

%

i  . PVDF\  ¦ > s à Ô Ó ü t| 9 – Ð  6   x l  0 AK  ~ à Ì} Œ •Ü ¼– Ð ]

j Œ • % i “ ¦, X‚    r] X ì  r$ 3  x 9  ¾ º[ O „  À Ó 8 £ ¤& ñ 1 p x Ü ¼– Ð : £ ¤

$ í

`  ¦ ¨ î  % i  . Õ ªo “ ¦ PVDF/YBCO  8 £ x ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j



Œ • # Œ > s à Ô „  · ú š\    É r „  l & h  : £ ¤$ í    o\  ¦ › ' a¹ 1 Ï 

% i  .

II. ÷ m Ç ] M ö

1. YBCO U c lT c l< gX c l

“

¦“ : r œ í„  • ¸ YBCO ~ à Ì} Œ •_   â Ä º „  l  © œ_  g Ë >È Ò U  ·s 

 €  • 1 nm– Ð · ú ˜ 94 R e ”  . „  >  ´ òõ \  _ K  YBCO G  V ,

_  î  rì ø Í “   & ñ / B Nx 9 • ¸\  ¦ › ¸] X  l  0 AK " f  H YBCO ~ Ã Ì }

Œ

•_  ¿ ºa  „  l  © œ_  g Ë >È Ò U  ·s  & ñ • ¸– Ð · û ª`  ¦ à º2 Ÿ ¤ a % ~  .

Õ

ª Q
, YBCO ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa  · û ª t €   e ” > “ : r • ¸ü < e ” 

>

„  À Óx 9 • ¸ : £ ¤$ í s  $  ÷ &Ù ¼– Ð œ í„  • ¸ ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa \  ¦ 30 nm \ " f 150 nm t     o r v €  " f „  > ´ òõ ü < œ í„  • ¸ :

£

¤$ í `  ¦ › ' a¹ 1 ÏÙ þ ¡ . YBCO ~ à Ì} Œ •“ É r KrF " l or  Q Y Us $  (λ

= 248 nm)  ü @Â Ò ™ èÛ ¼“   ` O Û ¼ Y Us $  7 £ x‚ à Ì(pulsed laser deposition) Z O Ü ¼– Ð ] j Œ • % i  . ~ à Ì} Œ •_  7 £ x‚ à ̛ ¸|  x 9  œ í

„ 

• ¸ : £ ¤$ í “ É r s p   [ jy  µ 1 ϳ ð  ) a   e ”   [11]. ] j Œ • ) a

~ Ã

Ì} Œ •“ É r Ÿ íž Ðo ™ èÕ ª x (photolithography)ü < s “ : r x 9 a A Z O

(ion milling)Ü ¼– Ð 4> h_  „  F G`  ¦ ”    o — ¸€ ª œ(Ú Ôo t  _

 ; Ÿ ¤“ É r 10 µm,  -q  2 mm)Ü ¼– Ð p [ j+ þ A © œ o % i  . „   F

G  Òì  r_  ] X 8 ú ¤ $ † ½ Ó`  ¦ ×  ¦ s l  0 AK  \ P 7 £ x‚ à Ìl – Ð €  • 1000

˚ A_  F K`  ¦ 7 £ x‚ Ã Ì % i  . PVDF ~ à Ì} Œ •`  ¦  ïh A l  „  \  p  [

j+ þ A © œ o ) a “ ¦“ : r œ í„  • ¸ YBCO r « Ñ_  e ” > “ : r • ¸\  ¦ 8 £ ¤& ñ

% i  .

Fig. 1“ É r p [ j+ þ A © œ o ) a YBCO r « Ñ_  ¿ ºa \    É r e ” 

>

“ : r • ¸_     o\  ¦ ? /  · p Õ ªA á Ôs  . ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa  50

"

f þ j@ / 85 K_  e ” > “ : r • ¸\  ¦ ° ú   H œ í„  • ¸ : £ ¤$ í `  ¦
 ? /

%

3  . ¿ ºa  70 nm˜ Ð  · û ª`  ¦  â Ä º, $ † ½ Ó/ B G‚  s  metallic

t  · ú §“ É r  ⠆ ¾ Ós  ¿ º× ¼ Q4 R, „  > à Ô ½ ™t Û ¼' – Ð  6   x| ¨ c

~ Ã

Ì} Œ •_  ¿ ºa \  ¦ 90 nm – Ð   & ñ % i  .

2. PVDF/YBCO } º  < gX c l

PVDF(polyvinylidene fluoride)  H ç ß –é ß –ô  Ç é ß –| ¾ Ó^ ‰ ½ ¨› ¸

“

 (-CH

₂

-CF

₂

-)

_n

`  ¦ ì ø Í4 Ÿ ¤ é ß –0 A– Ð   H ‚   © œ“ ¦ì  r  – Ð" f ì  r



 W(molecular chain) ? /\  ” > r F    H y © œô  Ç Š © œF G  l – Ð

“

 K  “ ¦ì  r  Ó ü t| 9  ×  æ \ " f  © œ  H Ä »„  Ö  ¦`  ¦ ”    כ Ü ¼– Ð

·

ú ˜ 94 R e ”  . PVDF  H ì  r   W_  C \ P \     W 1 t 



© œ(α, β, γ, δ)`  ¦ t “ ¦ e ”   H X <, Õ ª×  æ \ " f β © œs   ~ ½ Ó& ñ

>

(orthorhombic)_  ½ ¨› ¸\  ¦ t  9 ì  r   W ? /_  Š © œF G  

 " f– Ð ° ú  “ É r ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð C u ÷ &# Qe ” # Q  © œ  H Ä »„  Ö  ¦`  ¦

° ú

  H   [12]. s  Qô  Ç $ í | 9 `  ¦ ”   Ó ü t| 9 s  YBCO ~ à Ì} Œ •_ 

>

s à ÔÓ ü t| 9 – Ð & h ½ + Ëô  Ç\  ¦ · ú ˜ ˜ Ðl  0 AK  XRD 8 £ ¤& ñ x 9 

¾

º[ O „  À Ó_  # ŒÂ Ò 1 p x`  ¦ & h  Ž  % i  .

PVDF/YBCO ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • l  0 AK  534,000_  ì  r



| ¾ Ó`  ¦ ° ú   H PVDF ì  r´ ú ˜`  ¦ 6   x B “   DMF(Dimethlylene flouride) \  V , “ É r Ê ê, ”  1 l x+ þ A stirrer\  ¦ s 6   x K  ¸ ú ˜ [ O # Q Å Ò

%

3  . s M : PVDF_  0 l x • ¸  H 1 × 10

⁻⁶

mol ∼ 1 × 10

⁻³

mol \ " f    or v  9 ] j Œ •Ù þ ¡ . Ú Ôo t  + þ AI – Ð ] j Œ • ) a YBCO ~ à Ì} Œ • 0 A\  PVDF  B$ 3  ) a DMF 6   xÓ  oÜ ¼– Ð €  • 3000 rpm_  5 Å q • ¸– Ð Û ¼— 2 ; ïh Aô  Ç Ê ê 50

^◦

C \ " f 24r ç ß – | 

›

¸ # Œ 6   x B \  ¦ ] j  “ ¦, 120

^◦

C \ " f 15ì  rç ß – \ P % ƒo  

%

i  . s  \ P % ƒo \  ¦  • 2 ; Ê ê, W 1 t   © œs  ™ D ¥½ + Ë÷ &# Q ” > r F  ô 

Ç . s [ þ t`  ¦ β © œÜ ¼– Ð „  ¨ 8 Š r v l  0 AK  5

^◦

C_  7 £ x À ÓÃ º

\

 { Œ ™ / å L  y  Í ‰ ty Œ •r (    [12].

PVDF ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa   H Û ¼— 2 ; ïh A 5 Å q • ¸ü < 0 l x • ¸\  ¦ › ¸] X  

#

Œ ] j Œ • % i “ ¦ Õ ª ¿ ºa   H SEM õ  AFMÜ ¼– Ð 8 £ ¤& ñ % i  .

s

 ~ à Ì} Œ •_  ¿ ºa  submicron{ 9  M :, pin hole[ þ t s  + þ A$ í ÷ &



 H  כ `  ¦ › ' a¹ 1 Ï % i  . > s à Ô „  F G“ É r \ P 7 £ x‚ à Ìl – Ð €  • 1000

˚ A ¿ ºa – Ð ] j Œ • % i  . Fig. 2  H ] j Œ • ) a PVDF/YBCO

™

è _  > h| Ä Ì• ¸s  . 0 A_  Figure  H ™ è _  é ß –€  > h| Ä Ì• ¸ s

“ ¦  A _  Figure  H 0 A\ " f ‘ : r + þ AI s  . ô  Ç l ó ø Í 0 A\  YBCO G V ,  3> h\  ¦ ] j Œ • % i “ ¦, G V , _   -q   H 10 µm,

;

Ÿ

¤“ É r 2 mm – Ð — ¸¿ º 1 l x{ 9   . PVDF > s à Ô_  €  & h “ É r 2

× 2mm

²

_  & ñ  y Œ •+ þ A — ¸€ ª œs “ ¦, „  F G“ É r metal mask\  ¦ s  6

 

x K " f 1 × 1mm

²

_  ß ¼l – Ð ] j Œ • % i  .

 ƒ  ½ ¨ 7 Hë  H  Polyvinylidene Fluoride/YBa

²

Cu

3

O

7−δ

 Œ ™é ß –  ™ è _  „  > ´ òõ  – î  r6   x Å Ò 1 p x -279-

Fig. 2. A schematic diagram of three-terminal device (PVDF/YBCO) fabricated by conventional photolithog- raphy and spin-casting. The top diagram shows the cross-sectional view and the bottom, a view from the top.

Fig. 3. X-ray diffraction patterns of PVDF/YBCO bilay- ers. The inset shows an enlarged view of the crystalline state of PVDF films, confirming the peak of β-phase at 2θ = 20.8

^◦

.

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

]

j Œ • ) a PVDF ü < YBCO ~ à Ì} Œ •_    & ñ ½ ¨› ¸\  ¦ · ú ˜ ˜ Ðl  0 AK  X‚    r] X `  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ Fig. 3\ 
 ? /% 3  . ] j Œ • ) a Ò 

re  ¦ \ " f  H l ” > r_  α  © œ“ É r ™ èY > ÷ &“ ¦ β  © œs  Ò q t$ í H † d`  ¦ S X ‰

“

  % i  . Õ ªo “ ¦, YBCO ~ à Ì} Œ •_   â Ä º• ¸ c » ¡ ¤ Ü ¼– Ð ¸ ú ˜ $ í



© œ÷ &# Q e ” 6 £ §`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  . PVDF_  X‚    r] X x  ß

¼  H YBCO ~ à Ì} Œ •\  q K   Œ • " f, Figure ? / Ò\  S X ‰ @ / 

#

Œ
 ? /% 3  . S X ‰ @ /  ) a Figure \ " f β  © œs  2θ = 20.8

^◦

\ 

"

f + þ A$ í H † d`  ¦ S X ‰ “   % i   [13].

„ 

> ´ òõ \  ¦ 8 £ ¤& ñ l  „  \  €  $  ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ 8 £ ¤& ñ Ù þ ¡ .

>

s à Ô „  F G õ  ™ èÛ ¼ „  F G € ª œé ß –\  precision semiconductor

Fig. 4. I-V characteristics of PVDF/YBCO device mea- sured between the gate electrode and the source elec- trode. No significant leakage mechanism was observed for 1 mmol films with a thickness of ∼ 1 µm.

Fig. 5. Shifts in critical temperature(T

_c

) in PVDF/

YBCO(90 nm) device at different applied gate-voltages.

parameter analyzer(HP4156A) – Ð þ j@ / 20 V t  „  · ú š`  ¦

“

 Ù þ ¡“ ¦, 8 £ ¤& ñ “ : r • ¸  H 30 K% i  . Fig. 4  H PVDF/YBCO

™

è _  ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ s  . 1 mmol 0 l x • ¸– Ð ] j



Œ

• ) a PVDF ~ à Ì} Œ •_   â Ä º 20 V t  à º nA_  „  À Ó â ì2 £ §

`

 ¦ · ú ˜ à º e ”   H X <, s   H ¾ º[ O „  À Ó  _  \ O 6 £ §`  ¦ _ p  



 H  כ s  . Õ ª Q
, 620 µmol– Ð ] j Œ • ) a Ò  re  ¦_   â Ä º €  • V

_G

= 2.4 ± 0.3 V # 3 0 A\ " f ° ú š Œ •Û ¼   „  À Ó_  7 £ x \  ¦ S X ‰

“

 ½ + É Ã º e ” % 3 “ ¦,  8 ± ú “ É r 0 l x • ¸_   â Ä º ohmic + þ AI _  ¾ º[ O 

„ 

À Ó / B G‚  `  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  . # Œ Q   _  8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K  F 

‰ &

³$ í e ”   H X <s ' e ” `  ¦ S X ‰ “   % i  . s  Qô  Ç X <s ' \  ¦ l  ï

 r Ü ¼– Ð ¾ º[ O „  À Ó\  ¦ µ 1 ÏÒ q tr v t  · ú §  H 0 l x • ¸ “   1 mmol\ 

"

f PVDF/YBCO ™ è \  ¦ ] j Œ • # Œ  6   x % i  . s M : ~ Ã Ì }

Œ

•_  ¿ ºa   H 1 µm s % 3  .

Fig. 5  H > s à Ô „  · ú š\    É r YBCO G V , _  e ” > “ : r

•

¸_     o\  ¦
  · p Õ ªA á Ôs  . PVDF\  ¦  ïh A l  s 

„ 

_  YBCO G V , _  e ” > “ : r • ¸  H 81 K“   ì ø ̀  ,  ïh A s Ê ê

YBCO ~ à Ì} Œ •_  | 9 s  $  ÷ &% 3  “ ¦ Ò q ty Œ • ) a  . > s à Ô „  

·

ú šs  10 V s  \ " f  H e ” >  “ : r • ¸_     o\  ¦ „  ) € ^  ¦ à º \ O 



 H ì ø ̀  , “  „  · ú š 10 V\ " f  H 73 K \ " f 72.56 K– Ð_   Œ •

“ É

r    o(∆T

_C

= 0.44 K) ü < $ † ½ Ó/ B G‚  _  + þ AI  €  •ç ß –   



o† < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . “    ) a „  · ú šs  15 V“    â Ä º œ íl  e ”

> “ : r • ¸ ° ú כÜ ¼– РÒ'  1 K, 20 V“    â Ä º €  • 1.3 K $  ÷ &

%

3  . e ” > “ : r • ¸  H ¿ º t  s Ä »\  _ K     o÷ &% 3  “ ¦ Ò q t y

Œ

• ) a  . ' Í P :– Ð PVDF\  _ ô  Ç „  > ´ òõ s  . “ ¦“ : r œ í„  

•

¸ YBCO G V , _  î  rì ø Í   H & ñ / B N s  . > s à Ô „  F G \  „  

·

ú šs  “  ÷ &% 3 `  ¦  â Ä º, PVDF ü < YBCO_  > €  \  & ñ / B N _

   € 9 8 £ x s  + þ A$ í ÷ &# Q G V , `  ¦ : Ÿ xô  Ç & ñ / B N[ þ t_  â ì2 £ § s  y Œ ™

™

è÷ &€   $ † ½ Ós  7 £ x  # Œ G V , _  $ † ½ Ós  7 £ x † < Ê`  ¦ \ V © œ

½ +

É Ã º e ”  . s   H „  > ´ òõ \  _ K  YBCO G V ,  ? /\ " f

”

> r F    H & ñ / B N[ þ t`  ¦ › ¸] X ½ + É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ 7 £ x" î   H  כ s  .

Ñ ü

t P :  H, YBCO G V ,  ? /\  ” > r F    H weak link s  .  à º _  weak link ” > r F    H    & ñ ~ à Ì} Œ •“ É r „  > \  _ ô  Ç g Ë >

È

Ò 6   x s  Ù ¼– Ð, é ß –  & ñ ~ à Ì} Œ •\  q K   H „  > ´ òõ \  ¦ Ä »

•

¸½ + É Ã º e ”   [14]. ‘ : r z  ´+ « >\ " f  6   xô  Ç YBCO ~ à Ì} Œ •_ 

¿

ºa (90 nm)ü < ± ú “ É r e ” > „  À Óx 9 • ¸ ° ú כ`  ¦ “ ¦ 9 % i `  ¦ M :,

~ Ã

Ì} Œ • ? /\  ” > r F    H weak link_  ´ òõ \  ¦ Á ºr ½ + É Ã º \ O  .

Õ

ª QÙ ¼– Ð PVDF\  _ K  + þ A$ í  ) a „  >  weak link\  _  K

 YBCO G V , \  ¸ ú ˜ g Ë >È Ò H † d Ü ¼– Ð+ ‹, & ñ / B N[ þ t_  â ì2 £ §`  ¦   

 or (  6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

IV. + s Ç Â ] Ø

y

© œÄ »„  $ í “ ¦ì  r   Ó ü t| 9 “   PVDF\  ¦ œ í„  • ¸ à Ô ½ ™t Û ¼'  _  > s à Ô Ó ü t| 9 – Ð  6   x l  0 AK , PVDF/YBCO ™ è 

\

 ¦ ] j Œ • # Œ y Œ •y Œ •_  ~ à Ì} Œ •: £ ¤$ í x 9  „  > ´ òõ \  _ ô  Ç œ í„  

•

¸ : £ ¤$ í _     o\  › ' aô  Ç z  ´+ « >`  ¦ à º' Ÿ  % i  . YBCO ~ à Ì} Œ • _

  â Ä º ` O Û ¼Y Us $  7 £ x‚ à ÌZ O Ü ¼– Ð 7 £ x‚ Ã Ì % i “ ¦, ~ à Ì} Œ • ¿ ºa 



 H „  > ´ òõ \  ¦ “ ¦ 9K " f €  • 90 nm_  ¿ ºa – Ð ] j Œ • % i 



. 90 nm ¿ ºa – Ð 7 £ x‚ à ̝ ) a YBCO ~ à Ì} Œ •“ É r Ÿ íž Ðo ™ èÕ ªA  x

 Z O `  ¦ s 6   x K " f 10 µm_   -q \  ¦ ”   G V , `  ¦ ] j Œ • 

%

i “ ¦, e ” > “ : r • ¸  H @ /| Ä Ì 80 K% i  . PVDF ~ à Ì} Œ •“ É r Û ¼— 2 ;  ï h AZ O Ü ¼– Ð 7 £ x‚ Ã Ì % i “ ¦, ¾ º[ O „  À Ó Ä »Á º # ŒÂ Ò\  ¦ “ ¦ 9K " f 1 mmol_  0 l x • ¸– Ð ] j Œ • % i  . PVDF_  „  > ´ òõ  # ŒÂ Ò\  ¦ S X

‰ “   l 0 AK  ] j Œ • ) a PVDF/YBCO ™ è \  €  • 10 V_ 

„ 

· ú š`  ¦ “  K  Å Ò% 3 `  ¦ M : €  • 0.44 K_  e ” > “ : r • ¸_     o

\

 ¦ S X ‰ “   % i “ ¦, 20 V\ " f  H þ j@ / 1.3 K_     o\  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã

º e ” % 3  . s   H > s à Ô „  F G \  _ K  + þ A$ í  ) a „  > ü < G  V ,

 ? /\  ” > r F    H weak link \  _ K  & ñ / B N[ þ t`  ¦ › ¸] X ½ + É Ã º

$ í

~ ½ ÓZ O  x 9  G V , õ _  > h€  ë  H ] j 1 p x`  ¦ > h‚  ô  Ç €    8
“ É r

 

õ \  ¦ % 3 `  ¦  כ s   Ò q ty Œ • ) a  . Õ ªo “ ¦ › ¸! s s’  H ] X ½ + Ë`  ¦ s  6

 

xô  Ç JOFET\ • ¸ ] X 3 l q # Œ e ” > „  À Óü <  © œ$ † ½ Ó 1 p x`  ¦ › ¸ ] X

½ + É Ã º e ”  €  , › ¸! s s’  H ] X ½ + Ë`  ¦ s 6   xô  Ç # Œ Q ì  r  \  Ä » 6

 

x >   6   x ÷ &o   Ò q ty Œ • ) a  .

P c

p 8 ý ò k >

‘

: r ƒ  ½ ¨  H 2002¸  • ¸ " fy © œ@ /† < Ɠ § “ §? / ƒ  ½ ¨q  t " é ¶ \  _  # Œ à º' Ÿ ÷ &% 3 _ þ v m  .

Y c

p w Š à U Ø ”  ô

[1] J. Mannhart, Supercond. Sci. Technol. 9, 49 (1996).

[2] A. Levy, J. P. Falck, M. A. Kastner, R. J. Birgeneau, A. T. Fiory, A. F. Hebard, W. J. Gallagher, A. W.

Kleinsasser and A. C. Anderson, Phys. Rev. B 46, 520 (1992).

[3] J. Mannhart, Mod. Phys. Lett. 6, 555 (1992).

[4] S. Sakai, Phys. Rev. B 47, 9042 (1993).

[5] H. M. Christen, J. Mannhart, E. J. Williams and Ch. Gerber, Phys. Rev. B 49, 12095 (1994).

[6] E. H. Taheri, J. W. Cochrane and G. J. Russell, Appl. Phys. 77, 761 (1995).

[7] Ahn, C. H. et al., Science 284, 1152 (1999).

[8] R. Auer and R. Schneider, J. Appl. Phys. 81, 3237 (1997).

[9] J. Mannhart, D. G. Schlom, J. G. Bednorz and K.

A. Muller, Phys. Rev. Lett. 67, 2099 (1991).

[10] X. X. Xi, Q. Li, C. Doughty, C. Kwon, A. T. Find- ikoglu and T. Venkatesan, Appl. Phys. Lett. 59, 3470 (1991).

[11] I. Song, K. Kang and G. Park, Supercond. Sci. Tech- nol. 11, 189 (1998).

[12] Yuhuan Xu, Ferroelectric Materials and Their Ap- plications (University of California, Los Angeles, 1991).

[13] D. K. Das - Gupta and K. Doughty, J. Appl. Phys.

49, 4601 (1978).

[14] J. Mannhart, J. Strobel, J. G. Bednorz and Ch. Ger- ber, Appl. Phys. Lett. 62, 630 (1993).

-280-

 ƒ  ½ ¨ 7 Hë  H  Polyvinylidene Fluoride/YBa

²

Cu

3

O

7−δ

 Œ ™é ß –  ™ è _  „  > ´ òõ  – î  r6   x Å Ò 1 p x -281-

Electric Field Effect of a Polyvinylidene Fluoride /YBa ₂ Cu ₃ O _{7 −δ} Three - Terminal Device

Yongju Yun, Hyungmin Kim, Jaemoon Pak and Gwangseo Park

^∗

Department of Physics, Sogang University, Seoul 121-742

Jin-Tae Kim

Korea Research Institute of Standards and Science, Daejeon 305-600 (Received 19 July 2004)

As an application of the High-T

C

superconducting YBa

2

Cu

3

O

7−δ

(YBCO) thin film, a three- terminal device of PVDF (polyvinylidene fluoride)/YBCO was successfully fabricated and its electric field effect investigated. The 90-nm YBCO thin film was deposited by using pulsed laser deposition and the PVDF film was spin-coated on top of the superconductor. After fabrication, the super- conductor’s critical temperature was degraded to 81 K. The β phase of the PVDF film, which has a larger dielectric constant than the other phases, was selectively formed and was characterized by using X-ray diffraction. Leakage current measurement show that submicron PVDF films had leakage currents at a few volts and that the PVDF film’s proper thickness was ∼ 1 µm. As the gate voltage was increased, the critical temperature of YBCO decreased, indicating that the holes in the YBCO channel could be controlled by the electrical field effect of the PVDF gate. This is the first demonstration of a field effect device of PVDF/YBCO.

PACS numbers: 72.80.Le, 74.72.Bk, 74.76.Bz, 85.25.Am

Keywords: PVDF/YBCO device, YBCO thin film, Critical temperature, Leakage current

∗

E-mail: [email protected]