論文の概要: Ferroelectric--Superconducting Interaction in Epitaxial YBa2Cu3O7-δ/BaTiO3 Films
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.11003v1
- Date: Mon, 13 Jul 2026 02:00:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-14 17:47:21.299752
- Title: Ferroelectric--Superconducting Interaction in Epitaxial YBa2Cu3O7-δ/BaTiO3 Films
- Title（参考訳）: エピタキシャルYBa2Cu3O7-δ/BaTiO3膜の強誘電-超伝導相互作用
- Abstract要約: パルスレーザー堆積(PLD)を用いたSrTiO3(001)基板上に成長したBaTiO3(BTO)/YBa2Cu3O7-(YBCO)ヘテロ構造について報告する。
ピエゾレスポンス力顕微鏡は単層膜とヘテロ構造膜の両方で強誘電体スイッチングを確認できる。
これにより、BTO/YBCOヘテロ構造は、調整可能な酸化物エレクトロニクスと再構成可能な超伝導デバイスのための有望なシステムとして確立される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.710207643362655
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Microscopic theories predict that the critical temperature of a superconducting layer can be strongly modified in proximity to a ferroelectric; however, experimental evidence is lacking. We report on BaTiO3 (BTO)/YBa2Cu3O7-δ (YBCO) heterostructures grown on SrTiO3 (001) substrates using pulsed laser deposition (PLD), with precise control of growth conditions and oxygen stoichiometry. Piezoresponse force microscopy confirms ferroelectric switching within both single-layer and heterostructured films. Neutron reflectometry measurements show low roughness parameters for the buried interfaces, which is critical for mediating the interfacial coupling between superconductivity and ferroelectric polarization. The superconducting transition temperature ($T_{\mathrm{C}}^{R}$) measured from the $R(T)$ curve of the single-layer YBCO was approximately 86 K, and a transition temperature ($T_{\mathrm{C}}^{M}$) of approximately 80-85 K was observed from the $M(T)$ curve. For the heterostructure film (YBCO/BTO/YBCO) grown under the same conditions, both resistivity and magnetization measurements indicate lower transition temperatures of approximately 75 K and approximately 55 K, respectively, as well as a lower overall susceptibility. These findings highlight the need to combine multiple techniques to characterize BTO/YBCO heterostructures and identify subtle features of the ferroelectric--superconducting coupling. This establishes BTO/YBCO heterostructures as promising systems for tunable oxide electronics and reconfigurable superconducting devices.
- Abstract（参考訳）: 微視的理論では、超伝導層の臨界温度は強誘電体に近接して強く変化できるが、実験的な証拠は乏しい。
パルスレーザー堆積法(PLD)を用いてSrTiO3基板上に成長したBaTiO3(BTO)/YBa2Cu3O7-δ(YBCO)ヘテロ構造について報告する。
ピエゾレスポンス力顕微鏡は単層膜とヘテロ構造膜の両方で強誘電体スイッチングを確認できる。
中性子反射率測定では, 埋設界面の粗さパラメータが低く, 超伝導と強誘電率の界面結合の媒介として重要である。
超伝導遷移温度(T_{\mathrm{C}}^{R}$)は単層YBCOの$R(T)$曲線から測定され、約86Kであり、約80-85Kの遷移温度(T_{\mathrm{C}}^{M}$)は$M(T)$曲線から観測された。
同じ条件下で成長したヘテロ構造膜(YBCO/BTO/YBCO)では、比抵抗および磁化測定の両方で、それぞれ約75Kと約55Kの遷移温度が低下し、全体の感受性が低下した。
これらの知見は、BTO/YBCOヘテロ構造を特徴づけ、強誘電体-超伝導結合の微妙な特徴を識別する複数の手法を組み合わせる必要性を浮き彫りにした。
これにより、BTO/YBCOヘテロ構造は、調整可能な酸化物エレクトロニクスと再構成可能な超伝導デバイスのための有望なシステムとして確立される。
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