JPH0563247A - 超電導接合構造体およびその作製方法 - Google Patents
超電導接合構造体およびその作製方法Info
- Publication number
- JPH0563247A JPH0563247A JP3257005A JP25700591A JPH0563247A JP H0563247 A JPH0563247 A JP H0563247A JP 3257005 A JP3257005 A JP 3257005A JP 25700591 A JP25700591 A JP 25700591A JP H0563247 A JPH0563247 A JP H0563247A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- oxide
- crystal
- thin film
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims description 61
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 56
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015901 Bi-Sr-Ca-Cu-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005668 Josephson effect Effects 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/10—Junction-based devices
- H10N60/12—Josephson-effect devices
- H10N60/124—Josephson-effect devices comprising high-Tc ceramic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0912—Manufacture or treatment of Josephson-effect devices
- H10N60/0941—Manufacture or treatment of Josephson-effect devices comprising high-Tc ceramic materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 基板４上のａ軸配向の酸化物超電導体結晶で
構成された第１の超電導層１ａ上に積層されたｃ軸配向
の酸化物超電導体結晶で構成された第２の超電導層２ｃ
を具備する超電導接合構造体。またはその逆に、基板４
上のｃ軸配向の酸化物超電導体結晶で構成された第１の
超電導層１ｃ上に積層されたａ軸配向の酸化物超電導体
結晶で構成された第２の超電導層２ａを具備する超電導
接合構造体。 【効果】 結晶方向の異なる同一の酸化物超電導体から
なる２個の超電導層で構成されているので作製が容易で
あり、作製中に超電導層が劣化することがなく、特性の
優れたものが得やすい。
構成された第１の超電導層１ａ上に積層されたｃ軸配向
の酸化物超電導体結晶で構成された第２の超電導層２ｃ
を具備する超電導接合構造体。またはその逆に、基板４
上のｃ軸配向の酸化物超電導体結晶で構成された第１の
超電導層１ｃ上に積層されたａ軸配向の酸化物超電導体
結晶で構成された第２の超電導層２ａを具備する超電導
接合構造体。 【効果】 結晶方向の異なる同一の酸化物超電導体から
なる２個の超電導層で構成されているので作製が容易で
あり、作製中に超電導層が劣化することがなく、特性の
優れたものが得やすい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超電導接合構造体に関
する。より詳細には、酸化物超電導体を用いた新規な超
電導接合構造体に関する。
する。より詳細には、酸化物超電導体を用いた新規な超
電導接合構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ジョセフソン接合に代表される超電導接
合を実現する構成は各種あって、最も好ましい構造は、
一対の超電導体で薄い非超電導体をはさんだトンネル型
の接合である。しかしながら、点接触型、マイクロブリ
ッジ型等一対の超電導体を弱く結合した超電導接合も、
特性は異なるもののジョセフソン効果を発揮する。一般
に、このような超電導接合は非常に微細な構成を有し、
上記の超電導体および非超電導体は、いわゆる薄膜で構
成されている。
合を実現する構成は各種あって、最も好ましい構造は、
一対の超電導体で薄い非超電導体をはさんだトンネル型
の接合である。しかしながら、点接触型、マイクロブリ
ッジ型等一対の超電導体を弱く結合した超電導接合も、
特性は異なるもののジョセフソン効果を発揮する。一般
に、このような超電導接合は非常に微細な構成を有し、
上記の超電導体および非超電導体は、いわゆる薄膜で構
成されている。
【０００３】例えば、超電導体に酸化物超電導体を使用
してトンネル型超電導接合を実現する場合には、基板上
に第１の酸化物超電導薄膜、非超電導体薄膜および第２
の酸化物超電導薄膜を順に積層する。
してトンネル型超電導接合を実現する場合には、基板上
に第１の酸化物超電導薄膜、非超電導体薄膜および第２
の酸化物超電導薄膜を順に積層する。
【０００４】非超電導体には、用途により例えばMgＯ等
の絶縁体、Si等の半導体、Au等の金属が使用され、それ
ぞれ異なる特性の超電導接合を構成する。
の絶縁体、Si等の半導体、Au等の金属が使用され、それ
ぞれ異なる特性の超電導接合を構成する。
【０００５】トンネル型超電導接合における非超電導体
の厚さは、超電導体のコヒーレンス長によって決まる。
酸化物超電導体は、コヒーレンス長が非常に短いため、
酸化物超電導体を使用したトンネル型超電導接合におい
ては、非超電導体の厚さは数nm程度にしなければならな
い。
の厚さは、超電導体のコヒーレンス長によって決まる。
酸化物超電導体は、コヒーレンス長が非常に短いため、
酸化物超電導体を使用したトンネル型超電導接合におい
ては、非超電導体の厚さは数nm程度にしなければならな
い。
【０００６】また、点接触型超電導接合、マイクロブリ
ッジ型超電導接合は、いずれも一対の超電導体の弱結合
が実現するような非常に微細な加工を必要とする。
ッジ型超電導接合は、いずれも一対の超電導体の弱結合
が実現するような非常に微細な加工を必要とする。
【０００７】一方、超電導接合の動作特性を考慮する
と、超電導接合を構成する各層の超電導体および非超電
導体は結晶性がよく、単結晶または単結晶にごく近い配
向性を有する多結晶でなければならない。
と、超電導接合を構成する各層の超電導体および非超電
導体は結晶性がよく、単結晶または単結晶にごく近い配
向性を有する多結晶でなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のトンネル型超電
導接合では、それぞれ結晶性のよい第１の酸化物超電導
薄膜、非超電導体の薄膜および第２の酸化物超電導薄膜
を積層しなければならない。酸化物超電導薄膜上にごく
薄く、且つ結晶性のよい非超電導体の薄膜を積層するこ
とは困難であり、この非超電導体薄膜のさらに上に結晶
性のよい酸化物超電導薄膜を形成するのは酸化物超電導
体の特性上非常に困難である。また、上記の積層構造が
実現しても、従来は酸化物超電導体と非超電導体との界
面の状態が良好でなく所望の特性が得られなかった。
導接合では、それぞれ結晶性のよい第１の酸化物超電導
薄膜、非超電導体の薄膜および第２の酸化物超電導薄膜
を積層しなければならない。酸化物超電導薄膜上にごく
薄く、且つ結晶性のよい非超電導体の薄膜を積層するこ
とは困難であり、この非超電導体薄膜のさらに上に結晶
性のよい酸化物超電導薄膜を形成するのは酸化物超電導
体の特性上非常に困難である。また、上記の積層構造が
実現しても、従来は酸化物超電導体と非超電導体との界
面の状態が良好でなく所望の特性が得られなかった。
【０００９】一方、点接触型超電導接合、マイクロブリ
ッジ型超電導接合を実現するような、微細な加工も非常
に困難であり、安定した性能の超電導接合を再現性よく
作製することができなかった。そこで、本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解決した、酸化物超電導体
を用いた新規な構成の超電導接合構造体およびその作製
方法を提供することにある。
ッジ型超電導接合を実現するような、微細な加工も非常
に困難であり、安定した性能の超電導接合を再現性よく
作製することができなかった。そこで、本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解決した、酸化物超電導体
を用いた新規な構成の超電導接合構造体およびその作製
方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、基板上
に形成された酸化物超電導薄膜による第１の超電導層
と、該第１の超電導層上に積層された酸化物超電導薄膜
による第２の超電導層とを具備する超電導接合構造体に
おいて、前記第１および第２の超電導層を構成する酸化
物超電導薄膜が、それぞれ特定の配向性を有する酸化物
超電導体結晶で構成され、それぞれの酸化物超電導体結
晶の結晶方向が、対応する特定の結晶軸の方向が直交す
る方向であることを特徴とする超電導接合構造体が提供
される。
に形成された酸化物超電導薄膜による第１の超電導層
と、該第１の超電導層上に積層された酸化物超電導薄膜
による第２の超電導層とを具備する超電導接合構造体に
おいて、前記第１および第２の超電導層を構成する酸化
物超電導薄膜が、それぞれ特定の配向性を有する酸化物
超電導体結晶で構成され、それぞれの酸化物超電導体結
晶の結晶方向が、対応する特定の結晶軸の方向が直交す
る方向であることを特徴とする超電導接合構造体が提供
される。
【００１１】また、本発明においては、所定の温度の基
板上に酸化物超電導薄膜を成長させ、特定の結晶方向の
酸化物超電導体結晶で構成された第１の超電導層を形成
する工程と、基板温度を前記温度とは異なる温度にし、
前記第１の超電導層上に酸化物超電導薄膜を成長させ、
前記第１の超電導層を構成する酸化物超電導体結晶の特
定の結晶軸の方向と対応する結晶軸の方向とが互いに直
交する結晶方向の酸化物超電導体結晶で構成された第２
の超電導層を形成する工程とを含むことを特徴とする超
電導接合構造体の作製方法が提供される。
板上に酸化物超電導薄膜を成長させ、特定の結晶方向の
酸化物超電導体結晶で構成された第１の超電導層を形成
する工程と、基板温度を前記温度とは異なる温度にし、
前記第１の超電導層上に酸化物超電導薄膜を成長させ、
前記第１の超電導層を構成する酸化物超電導体結晶の特
定の結晶軸の方向と対応する結晶軸の方向とが互いに直
交する結晶方向の酸化物超電導体結晶で構成された第２
の超電導層を形成する工程とを含むことを特徴とする超
電導接合構造体の作製方法が提供される。
【００１２】
【作 用】本発明の超電導接合構造体は、基板上に形成
されており、互いに対応する結晶軸の方向が直交する第
１および第２の酸化物超電導体結晶層が積層されて構成
されているところにその主要な特徴がある。本発明の超
電導接合構造体は、例えば、ａ軸配向の酸化物超電導体
結晶で構成された超電導層と、ｃ軸配向の酸化物超電導
体結晶で構成された超電導層とで構成することができ
る。両者の界面は、結晶粒界であり、この界面により両
方の超電導体が弱く結合されている。即ち、酸化物超電
導体は、超電導特性に異方性があり、結晶のｃ軸に垂直
な方向の臨界電流密度、コヒーレンス長は、ｃ軸に平行
な方向のそれらに比較して大きい。従って、ｃ軸配向の
酸化物超電導体結晶とａ軸配向の酸化物超電導結晶との
界面（結晶粒界）では、超電導特性が大きく変化するの
で、両方の酸化物超電導体結晶は、界面で弱く結合され
る。
されており、互いに対応する結晶軸の方向が直交する第
１および第２の酸化物超電導体結晶層が積層されて構成
されているところにその主要な特徴がある。本発明の超
電導接合構造体は、例えば、ａ軸配向の酸化物超電導体
結晶で構成された超電導層と、ｃ軸配向の酸化物超電導
体結晶で構成された超電導層とで構成することができ
る。両者の界面は、結晶粒界であり、この界面により両
方の超電導体が弱く結合されている。即ち、酸化物超電
導体は、超電導特性に異方性があり、結晶のｃ軸に垂直
な方向の臨界電流密度、コヒーレンス長は、ｃ軸に平行
な方向のそれらに比較して大きい。従って、ｃ軸配向の
酸化物超電導体結晶とａ軸配向の酸化物超電導結晶との
界面（結晶粒界）では、超電導特性が大きく変化するの
で、両方の酸化物超電導体結晶は、界面で弱く結合され
る。
【００１３】本発明の超電導接合構造体では、ａ軸配向
の酸化物超電導体結晶層上にｃ軸配向の酸化物超電導体
結晶層が積層されている構成であっても、逆にｃ軸配向
の酸化物超電導体結晶層上にａ軸配向の酸化物超電導体
結晶層が積層されている構成であっても、どちらの構成
も可能である。ただし、ｃ軸配向の酸化物超電導薄膜上
にａ軸配向の酸化物超電導薄膜を積層する場合、成膜条
件を非常に厳密に設定しないとｃ軸配向の酸化物超電導
薄膜上にａ軸配向の酸化物超電導薄膜が成長しないの
で、作製プロセスの制御に配慮を要する。
の酸化物超電導体結晶層上にｃ軸配向の酸化物超電導体
結晶層が積層されている構成であっても、逆にｃ軸配向
の酸化物超電導体結晶層上にａ軸配向の酸化物超電導体
結晶層が積層されている構成であっても、どちらの構成
も可能である。ただし、ｃ軸配向の酸化物超電導薄膜上
にａ軸配向の酸化物超電導薄膜を積層する場合、成膜条
件を非常に厳密に設定しないとｃ軸配向の酸化物超電導
薄膜上にａ軸配向の酸化物超電導薄膜が成長しないの
で、作製プロセスの制御に配慮を要する。
【００１４】上記本発明の超電導接合構造体は、スパッ
タリング法、ＭＢＥ法、真空蒸着法またはレーザビーム
アブレーション法で作製することができる。即ち、本発
明の超電導接合構造体を作製するには、例えば、以下の
手順による。
タリング法、ＭＢＥ法、真空蒸着法またはレーザビーム
アブレーション法で作製することができる。即ち、本発
明の超電導接合構造体を作製するには、例えば、以下の
手順による。
【００１５】ａ軸配向の酸化物超電導体結晶層上にｃ軸
配向の酸化物超電導体結晶層が積層されている構成の本
発明の超電導接合構造体を作製する場合には、まず、56
0 〜580 ℃に加熱した基板上に、酸化物超電導体の薄膜
を成膜する。この基板温度で薄膜を作製すると、ａ軸配
向の酸化物超電導体結晶で構成された酸化物超電導薄膜
が得られる。次に、基板温度を590 〜650 ℃にして、酸
化物超電導体の薄膜を成膜する。この基板温度で薄膜を
作製すると、ｃ軸配向の酸化物超電導体結晶で構成され
た酸化物超電導薄膜が形成され、これで本発明の超電導
接合構造体が完成する。
配向の酸化物超電導体結晶層が積層されている構成の本
発明の超電導接合構造体を作製する場合には、まず、56
0 〜580 ℃に加熱した基板上に、酸化物超電導体の薄膜
を成膜する。この基板温度で薄膜を作製すると、ａ軸配
向の酸化物超電導体結晶で構成された酸化物超電導薄膜
が得られる。次に、基板温度を590 〜650 ℃にして、酸
化物超電導体の薄膜を成膜する。この基板温度で薄膜を
作製すると、ｃ軸配向の酸化物超電導体結晶で構成され
た酸化物超電導薄膜が形成され、これで本発明の超電導
接合構造体が完成する。
【００１６】一方、ｃ軸配向の酸化物超電導体結晶層上
にａ軸配向の酸化物超電導体結晶層が積層されている構
成の本発明の超電導接合構造体を作製する場合には、ま
ず、590 〜650 ℃に加熱した基板上に、酸化物超電導体
の薄膜を成膜する。この基板温度で薄膜を作製すると、
ｃ軸配向の酸化物超電導体結晶で構成された酸化物超電
導薄膜が得られる。次に、基板温度を560 〜580 ℃にし
て、酸化物超電導体の薄膜を成膜する。この基板温度で
薄膜を作製すると、ａ軸配向の酸化物超電導体結晶で構
成された酸化物超電導薄膜が形成され、これで本発明の
超電導接合構造体が完成する。
にａ軸配向の酸化物超電導体結晶層が積層されている構
成の本発明の超電導接合構造体を作製する場合には、ま
ず、590 〜650 ℃に加熱した基板上に、酸化物超電導体
の薄膜を成膜する。この基板温度で薄膜を作製すると、
ｃ軸配向の酸化物超電導体結晶で構成された酸化物超電
導薄膜が得られる。次に、基板温度を560 〜580 ℃にし
て、酸化物超電導体の薄膜を成膜する。この基板温度で
薄膜を作製すると、ａ軸配向の酸化物超電導体結晶で構
成された酸化物超電導薄膜が形成され、これで本発明の
超電導接合構造体が完成する。
【００１７】本発明の超電導接合構造体の各層は、同一
の原料から作製され、作製方法も基本的に等しい。ま
た、同一の装置により、連続的に各層が形成されるの
で、作製中の各段階で露出している各層間の界面が劣化
することがない。さらに、本発明の超電導接合構造体
は、互いの超電導層の結晶方向が異なるだけで、基本的
には同一の酸化物で構成されているので、成分元素が拡
散しても互いに悪影響を及ぼすことがない。
の原料から作製され、作製方法も基本的に等しい。ま
た、同一の装置により、連続的に各層が形成されるの
で、作製中の各段階で露出している各層間の界面が劣化
することがない。さらに、本発明の超電導接合構造体
は、互いの超電導層の結晶方向が異なるだけで、基本的
には同一の酸化物で構成されているので、成分元素が拡
散しても互いに悪影響を及ぼすことがない。
【００１８】本発明の超電導接合構造体では、酸化物超
電導体には、任意のものが使用できるが、Ｙ−Ba−Cu−
Ｏ系酸化物超電導体は安定的に高品質の結晶性のよい薄
膜が得られるので好ましい。また、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ
系酸化物超電導体は、特にその超電導臨界温度Ｔc が高
いので好ましい。
電導体には、任意のものが使用できるが、Ｙ−Ba−Cu−
Ｏ系酸化物超電導体は安定的に高品質の結晶性のよい薄
膜が得られるので好ましい。また、Bi−Sr−Ca−Cu−Ｏ
系酸化物超電導体は、特にその超電導臨界温度Ｔc が高
いので好ましい。
【００１９】また、本発明の超電導接合構造体は、Mg
Ｏ、SrTiＯ3 、ＹＳＺ等の酸化物基板上に作製すること
も好ましい。これらの基板の特定の面上には、酸化物超
電導体のｃ軸配向の薄膜を形成し易いからである。以
下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが、
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲をなんら制限するものではない。
Ｏ、SrTiＯ3 、ＹＳＺ等の酸化物基板上に作製すること
も好ましい。これらの基板の特定の面上には、酸化物超
電導体のｃ軸配向の薄膜を形成し易いからである。以
下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが、
以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲をなんら制限するものではない。
【００２０】
【実施例】図１(a)および(b)に、本発明の超電導接合構
造体のそれぞれ異なる例の断面図を示す。図１(a)の超
電導接合構造体は、基板４上に形成されたａ軸配向の酸
化物超電導体結晶からなる第１の超電導層１ａと、超電
導層１ａ上に形成されたｃ軸配向の酸化物超電導体結晶
からなる第２の超電導層２ｃとを具備する。
造体のそれぞれ異なる例の断面図を示す。図１(a)の超
電導接合構造体は、基板４上に形成されたａ軸配向の酸
化物超電導体結晶からなる第１の超電導層１ａと、超電
導層１ａ上に形成されたｃ軸配向の酸化物超電導体結晶
からなる第２の超電導層２ｃとを具備する。
【００２１】超電導層１ａおよび２ｃは、同一酸化物超
電導体で構成された厚さ約200〜300nmの薄膜である。超
電導層１ａおよび２ｃの間の界面３は、結晶粒界であ
り、超電導層１ａおよび２ｃは、界面３により弱く結合
されている。
電導体で構成された厚さ約200〜300nmの薄膜である。超
電導層１ａおよび２ｃの間の界面３は、結晶粒界であ
り、超電導層１ａおよび２ｃは、界面３により弱く結合
されている。
【００２２】一方、図１(b)の超電導接合構造体は、基
板４上に形成されたｃ軸配向の酸化物超電導体結晶から
なる第１の超電導層１ｃと、超電導層１ｃ上に形成され
たａ軸配向の酸化物超電導体結晶からなる第２の超電導
層２ａを具備する。
板４上に形成されたｃ軸配向の酸化物超電導体結晶から
なる第１の超電導層１ｃと、超電導層１ｃ上に形成され
たａ軸配向の酸化物超電導体結晶からなる第２の超電導
層２ａを具備する。
【００２３】図１(a)の超電導接合構造体と同様に、超
電導層１ｃおよび２ａは、同一酸化物超電導体で構成さ
れた厚さ約200 〜300 nmの薄膜である。超電導層１ｃお
よび２ａの間の界面３は、結晶粒界であり、超電導層１
ｃおよび２ａは、界面３により弱く結合されている。
電導層１ｃおよび２ａは、同一酸化物超電導体で構成さ
れた厚さ約200 〜300 nmの薄膜である。超電導層１ｃお
よび２ａの間の界面３は、結晶粒界であり、超電導層１
ｃおよび２ａは、界面３により弱く結合されている。
【００２４】実施例１ 図１(a)に示した構成の本発明の超電導接合構造体を作
製した。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタ
リング法により、第１の超電導層１ａとなるａ軸配向の
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を
以下に示す。 基板温度 570℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
製した。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタ
リング法により、第１の超電導層１ａとなるａ軸配向の
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を
以下に示す。 基板温度 570℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
【００２５】次に、この超電導薄膜上に第２の超電導層
２ｃとなるｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜をスパッタリ
ング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 630℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
２ｃとなるｃ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜をスパッタリ
ング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 630℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
【００２６】上記のように作製した本発明の超電導接合
構造体に端子を設けて特性を測定した。85Ｋに冷却し、
周波数15ＧHz、出力0.2 ｍＷのマイクロ波を印加したと
ころ、31μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
構造体に端子を設けて特性を測定した。85Ｋに冷却し、
周波数15ＧHz、出力0.2 ｍＷのマイクロ波を印加したと
ころ、31μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
【００２７】実施例２ 図１(a)に示した構成の本発明の超電導接合構造体をBi
−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体を使用して作製し
た。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタリン
グ法により、第１の超電導層１ａとなるａ軸配向のBi2S
r2Ca2Cu3Ｏx 超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を以
下に示す。 基板温度 580℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体を使用して作製し
た。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタリン
グ法により、第１の超電導層１ａとなるａ軸配向のBi2S
r2Ca2Cu3Ｏx 超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を以
下に示す。 基板温度 580℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
【００２８】次に、この超電導薄膜上に第２の超電導層
２ｃとなるｃ軸配向のBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 薄膜をスパッタ
リング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 610℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
２ｃとなるｃ軸配向のBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 薄膜をスパッタ
リング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 610℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
【００２９】上記のように作製した本発明の超電導接合
構造体に端子を設けて特性を測定した。90Ｋに冷却し、
周波数11ＧHz、出力0.1 Ｗのマイクロ波を印加したとこ
ろ、22.7μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
構造体に端子を設けて特性を測定した。90Ｋに冷却し、
周波数11ＧHz、出力0.1 Ｗのマイクロ波を印加したとこ
ろ、22.7μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
【００３０】実施例３ 図１(b)に示した構成の本発明の超電導接合構造体を作
製した。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタ
リング法により、第１の超電導層１ｃとなるｃ軸配向の
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を
以下に示す。 基板温度 630℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
製した。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタ
リング法により、第１の超電導層１ｃとなるｃ軸配向の
Ｙ1Ba2Cu3Ｏ7-X超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を
以下に示す。 基板温度 630℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
【００３１】次に、この超電導薄膜上に第２の超電導層
２ａとなるａ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜をスパッタリ
ング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 570℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
２ａとなるａ軸配向のＹ1Ba2Cu3Ｏ7-X薄膜をスパッタリ
ング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 570℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
【００３２】上記のように作製した本発明の超電導接合
構造体に端子を設けて特性を測定した。85Ｋに冷却し、
周波数15ＧHz、出力0.2 ｍＷのマイクロ波を印加したと
ころ、31μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
構造体に端子を設けて特性を測定した。85Ｋに冷却し、
周波数15ＧHz、出力0.2 ｍＷのマイクロ波を印加したと
ころ、31μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
【００３３】実施例４ 図１(b)に示した構成の本発明の超電導接合構造体をBi
−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体を使用して作製し
た。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタリン
グ法により、第１の超電導層１ｃとなるｃ軸配向のBi2S
r2Ca2Cu3Ｏx 超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を以
下に示す。 基板温度 610℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
−Sr−Ca−Cu−Ｏ系酸化物超電導体を使用して作製し
た。まず、MgＯ基板の（１００）面上に、スパッタリン
グ法により、第１の超電導層１ｃとなるｃ軸配向のBi2S
r2Ca2Cu3Ｏx 超電導薄膜を形成した。主な成膜条件を以
下に示す。 基板温度 610℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 300nm
【００３４】次に、この超電導薄膜上に第２の超電導層
２ａとなるａ軸配向のBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 薄膜をスパッタ
リング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 580℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
２ａとなるａ軸配向のBi2Sr2Ca2Cu3Ｏx 薄膜をスパッタ
リング法で形成した。主な成膜条件を以下に示す。 基板温度 580℃ スパッタリングガス Ar ８SCCM Ｏ2 ４SCCM 圧力 ５×10-2Torr 膜厚 200nm
【００３５】上記のように作製した本発明の超電導接合
構造体に端子を設けて特性を測定した。90Ｋに冷却し、
周波数11ＧHz、出力0.1 Ｗのマイクロ波を印加したとこ
ろ、22.7μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
構造体に端子を設けて特性を測定した。90Ｋに冷却し、
周波数11ＧHz、出力0.1 Ｗのマイクロ波を印加したとこ
ろ、22.7μＶの倍数の電圧点でシャピロステップが観測
され、ジョセフソン結合が実現していることが確認され
た。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従うと、
新規な構成の超電導接合構造体を酸化物超電導体により
実現できる。本発明の超電導接合構造体は、結晶方向の
異なる酸化物超電導体からなる２個の超電導層で構成さ
れているので作製が容易であり、特性の優れたものが得
やすい。本発明により、超電導技術の電子デバイスへの
応用がさらに促進される。
新規な構成の超電導接合構造体を酸化物超電導体により
実現できる。本発明の超電導接合構造体は、結晶方向の
異なる酸化物超電導体からなる２個の超電導層で構成さ
れているので作製が容易であり、特性の優れたものが得
やすい。本発明により、超電導技術の電子デバイスへの
応用がさらに促進される。
【図１】(a)および(b)は、それぞれ本発明の超電導接合
構造体の異なる実施例の断面図である。
構造体の異なる実施例の断面図である。
１ａ、１ｃ、２ａ、２ｃ 超電導層 ４ 基板
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に形成された酸化物超電導薄膜に
よる第１の超電導層と、該第１の超電導層上に積層され
た酸化物超電導薄膜による第２の超電導層とを具備する
超電導接合構造体において、前記第１および第２の超電
導層を構成する酸化物超電導薄膜が、それぞれ特定の配
向性を有する酸化物超電導体結晶で構成され、それぞれ
の酸化物超電導体結晶の結晶方向が、対応する特定の結
晶軸の方向が直交する方向であることを特徴とする超電
導接合構造体。 - 【請求項２】 所定の温度の基板上に酸化物超電導薄膜
を成長させ、特定の結晶方向の酸化物超電導体結晶で構
成された第１の超電導層を形成する工程と、基板温度を
前記温度とは異なる温度にし、前記第１の超電導層上に
酸化物超電導薄膜を成長させ、前記第１の超電導層を構
成する酸化物超電導体結晶の特定の結晶軸の方向と対応
する結晶軸の方向とが互いに直交する結晶方向の酸化物
超電導体結晶で構成された第２の超電導層を形成する工
程とを含むことを特徴とする超電導接合構造体の作製方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257005A JPH0563247A (ja) | 1990-09-18 | 1991-09-09 | 超電導接合構造体およびその作製方法 |
| EP91115847A EP0476617B1 (en) | 1990-09-18 | 1991-09-18 | Superconductor junction structure and process for fabricating the same |
| DE69129140T DE69129140T2 (de) | 1990-09-18 | 1991-09-18 | Supraleitende Übergangsstruktur und Verfahren zu deren Herstellung |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24834090 | 1990-09-18 | ||
| JP2-251618 | 1990-09-20 | ||
| JP25161890 | 1990-09-20 | ||
| JP2-248340 | 1990-09-20 | ||
| JP3257005A JPH0563247A (ja) | 1990-09-18 | 1991-09-09 | 超電導接合構造体およびその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563247A true JPH0563247A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=27333703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257005A Withdrawn JPH0563247A (ja) | 1990-09-18 | 1991-09-09 | 超電導接合構造体およびその作製方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0476617B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0563247A (ja) |
| DE (1) | DE69129140T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019212715A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 富士通株式会社 | 超電導デバイス及び超電導デバイスの製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69212670T2 (de) * | 1991-03-04 | 1997-03-06 | Sumitomo Electric Industries | Supraleitende oxydische Dünnschicht mit lokal unterschiedlichen Kristallorientierungen und ein Verfahren zu deren Herstellung |
| DE69216138T2 (de) * | 1991-04-09 | 1997-06-19 | Sumitomo Electric Industries | Verfahren zum Strukturieren mehrlagiger Dünnschichten mit einer supraleitenden Lage |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2626715B1 (fr) * | 1988-02-02 | 1990-05-18 | Thomson Csf | Dispositif en couches minces de materiau supraconducteur et procede de realisation |
| CA2037795C (en) * | 1990-03-09 | 1998-10-06 | Saburo Tanaka | Process for preparing high-temperature superconducting thin films |
| US5215960A (en) * | 1990-07-02 | 1993-06-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing oxide superconducting devices |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP3257005A patent/JPH0563247A/ja not_active Withdrawn
- 1991-09-18 EP EP91115847A patent/EP0476617B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-18 DE DE69129140T patent/DE69129140T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019212715A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 富士通株式会社 | 超電導デバイス及び超電導デバイスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69129140T2 (de) | 1998-08-20 |
| EP0476617A3 (en) | 1992-07-22 |
| DE69129140D1 (de) | 1998-04-30 |
| EP0476617A2 (en) | 1992-03-25 |
| EP0476617B1 (en) | 1998-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5449659A (en) | Method of bonding multilayer structures of crystalline materials | |
| US5750474A (en) | Method for manufacturing a superconductor-insulator-superconductor Josephson tunnel junction | |
| JPH05335638A (ja) | ジョセフソン接合構造体およびその作製方法 | |
| US5354734A (en) | Method for manufacturing an artificial grain boundary type Josephson junction device | |
| JPH03259576A (ja) | ジョセフソン接合 | |
| JP3189403B2 (ja) | 超電導接合を有する素子およびその作製方法 | |
| JPH05335637A (ja) | ジョセフソン接合構造体 | |
| JPH0563247A (ja) | 超電導接合構造体およびその作製方法 | |
| JPH04268774A (ja) | ジョセフソン接合 | |
| JPH02107597A (ja) | 酸化物超伝導体を基板に付着させる方法 | |
| JPH04127484A (ja) | 超電導接合 | |
| US5362709A (en) | Superconducting device | |
| JP2819871B2 (ja) | 超電導装置の作製方法 | |
| JPH05267735A (ja) | 超電導接合、超電導素子およびそれらの作製方法 | |
| JPH05267736A (ja) | 超電導接合を有する素子およびその作製方法 | |
| JPH05291632A (ja) | 超電導接合構造体 | |
| JPH04155875A (ja) | 超電導素子および作製方法 | |
| JPH04152683A (ja) | 超電導素子 | |
| JPH04130678A (ja) | 超電導接合 | |
| JP2663856B2 (ja) | エッジ型ジョセフソン接合を用いる超伝導回路およびその製造方法 | |
| JPH0473976A (ja) | 超電導装置の作製方法 | |
| JPH04318984A (ja) | ジョセフソン接合素子およびその製造方法 | |
| JPH04151883A (ja) | 超電導素子 | |
| JPH05243631A (ja) | 人工粒界型ジョセフソン接合素子の作製方法 | |
| JPH09331084A (ja) | 酸化物超伝導体ジョセフソン接合素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |