DE19634463A1 - Layer sequence of superconductive and non-superconductive materials - Google Patents

Layer sequence of superconductive and non-superconductive materials

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DE19634463A1
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Abstract

In a layer sequence including a layer which is based on a high temperature superconducting material with CuO2 plane-containing unit cells and which is joined to a non-superconducting layer, the latter comprises a material selected from: (i) BaTbO3; (ii) Ba1-xSrxTbO3 (x = 0 to 1); (iii) LaCu1-xTbxO3 (x = 0 to 1); (iv) RCu1-xTbxO3 (R = Nd, Eu or Sm and x = 0 to 1); (v) R1-yNyCu1-xTbxO3 (R = La, Nd, Eu or Sm, N = Ba or Sr, x = 0-1 and y = 0-1); (vi) R2-yNyCu1-xTbxO4 (R = La, Nd, Eu or Sm, N = Ba or Sr, x = 0-1 and y = 0-2); and (vii) A'1-xA"xB'1-yB"yO3 (A' = Ba or Sr, A" = La, Nd, Eu, Sm or Sr, B' = Tb or Cu, B" = Y, Yb, Tm, Lu, In, Sc, Sn or Cu, x = 0-1 and y = 0-1). Also claimed is a layer sequence as above in which the non-superconducting layer consists of the above material (vi) or (vii). Further claimed are (a) a multilayer system with several of the above layer sequences; (b) a cryogenic component with one or more of the above layer sequences or multilayer systems; and (c) a Josephson contact as the above cryogenic component.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schichtenfolge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 2. Desweiteren be­ trifft die Erfindung ein kryogenes Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to a layer sequence according to the Preamble of claim 1 or 2. Furthermore, be the invention meets a cryogenic device according to the Preamble of claim 7.

Grundlage für Bauelemente der Supraleitungselektronik ist ein epitaktisches Multilagensystem mit wenigstens einer Schichtenfolge, in welcher das supraleitende Ma­ terial Grenzflächen zu nichtsupraleitenden Materialien bildet. Soll das Bauelement auf ein gewünschtes Substrat aufgewachsen werden, kann gegebenenfalls eine Pufferschicht erforderlich sein.Basis for components of superconducting electronics is an epitaxial multilayer system with at least a layer sequence in which the superconducting Ma material interfaces to non-superconducting materials forms. If the component is to a desired If necessary, a substrate can be grown Buffer layer may be required.

Als Stand der Technik ist folgendes bekannt:The following is known as prior art:

1. Bauelemente der Supraleitungselektronik1. Components of superconducting electronics

Epitaktische Schichtenfolgen bzw. Multilagensysteme für solche Bauelemente bestehen aus einem oder mehreren epitaktischen Dünnfilmen eines hochtemperatursupralei­ tenden Materials und einem oder mehreren epitaktischen Dünnfilmen aus nichtsupraleitenden Material. Diese nichtsupraleitenden Materialien können dabei zum Bei­ spiel die Funktion einer isolierenden Schicht, eines Barrierenmaterials in Josephson-Kontakten, einer Passi­ vierung oder einer Diffusionssperre ausüben. Aufgrund der Eigenschaften der Hochtemperatursupraleiter werden an diese nichtsupraleitenden Materialien folgende An­ forderungen gestellt:Epitaxial layer sequences or multilayer systems for such components consist of one or more  epitaxial thin films of a high temperature superpri tendency material and one or more epitaxial Thin films made of non-superconducting material. This Non-superconducting materials can help play the function of an insulating layer, one Barrier material in Josephson contacts, a passi exercise or a diffusion barrier. Because of of the properties of high temperature superconductors the following to these non-superconducting materials demands made:

Der Hochtemperatursupraleiter und das nichtsupralei­ tende Material müssen chemisch kompatibel sein. Dies bedeutet, daß es zu keiner chemischen Reaktion der Ma­ terialien kommen darf. Das nichtsupraleitende Material soll sowohl auf dem Hochtemperatursupraleiter als auch der Hochtemperatursupraleiter auf dem nichtsupraleiten­ den Material epitaktisch wachsen, und zwar in der ge­ wünschten kristallografischen Orientierung. Die so ent­ stehenden Grenzfläche sollen atomar scharf sein, es sollen sich in ihrer Umgebung keine fehlorientierten Bereiche und Fremdphasen bilden. Da aufgrund einer rela­ tiv hohen Herstellungstemperatur der Schichten eine In­ terdiffusion von Ionen nicht ausgeschlossen werden kann, muß gesichert sein, daß die Fremdionen in den Ma­ terialien die Eigenschaften dieser möglichst nur ge­ ringfügig beeinträchtigen. Es ist beispielsweise be­ kannt, daß vor allem kleine Ionen wie Al, Ga, Ti, W, Fe, Zn, oder auch Ce, Pr, die Supraleitfähigkeit des Hochtemperatursupraleiters REBa₂Cu₃O7-z mindern.The high-temperature superconductor and the non-super-conductive material must be chemically compatible. This means that there must be no chemical reaction of the materials. The non-superconducting material should grow epitaxially on both the high-temperature superconductor and the high-temperature superconductor on the non-superconducting material, specifically in the desired crystallographic orientation. The resulting interface should be atomically sharp, and no misaligned areas and foreign phases should form in its environment. Since an interdiffusion of ions cannot be ruled out due to a relatively high production temperature of the layers, it must be ensured that the foreign ions in the materials impair the properties of these as little as possible. It is known, for example, that especially small ions such as Al, Ga, Ti, W, Fe, Zn, or also Ce, Pr, reduce the superconductivity of the high-temperature superconductor REBa₂Cu₃O 7-z .

Dieses betrifft unter anderem auch den Sauerstoffgehalt und die Ordnung der Sauerstoffatome in den Hochtempera­ tursupraleitern, bei denen durch Sauerstoffverlust oder Sauerstoffunordnung die Supraleitfähigkeit geschwächt wird. Ein hohes Maß an chemischer Kompatibilität muß gefordert werden, wenn das nichtsupraleitende Material beispielsweise als dünne Barriere in Josephson-Kontak­ ten verwendet werden soll. Aufgrund der geringen Kohä­ renzlänge der Hochtemperatursupraleiter - typischer­ weise im Bereich 1 nm bis 2 nm - ist es bezüglich des Barrierenmaterials erforderlich, daß auf einem Längen­ bereich der Kohärenzlänge der Ordnungsparameter der su­ praleitenden Elektroden in der Nähe der Grenzfläche, beispielsweise durch Ionendiffusion oder Gitterverzer­ rung, nicht reduziert wird. Bisher ist kein Material bekannt, welches diese Anforderungen hinreichend er­ füllt.Among other things, this also affects the oxygen content and the order of the oxygen atoms in the high temperature superconductors in the case of loss of oxygen or Oxygen disorder weakened the superconductivity becomes. A high level of chemical compatibility is required be required if the non-superconducting material for example as a thin barrier in Josephson contact ten should be used. Due to the low cohesion limit length of high-temperature superconductors - more typical as in the range 1 nm to 2 nm - it is with respect to the Barrier material required on a length range of coherence length of the order parameters of the su electrodes in the vicinity of the interface, for example by ion diffusion or lattice distortion tion, is not reduced. So far there is no material Knows which these requirements are sufficient fills.

Die Materialuntersuchungen konzentrieren sich auf zwei Materialklassen. Die eine Klasse orientiert sich an der Struktur von REBa₂Cu₃O7-z. Man versucht durch gezielte Ersetzung und Dotierung einer oder mehrerer Ionensorten die supraleitenden Eigenschaften dieser Verbindung zu reduzieren oder sogar ganz zu unterdrücken. Die zweite Klasse umfaßt Perovskite bzw. perovskitähnliche Verbin­ dungen. Aus jeder Klasse wird stellvertretend ein Mate­ rial näher diskutiert werden.The material investigations focus on two material classes. One class is based on the structure of REBa₂Cu₃O 7-z . One tries to reduce or even to suppress the superconducting properties of this compound by targeted replacement and doping of one or more types of ions. The second class includes perovskite or perovskite-like compounds. A representative material from each class will be discussed.

Das nicht-supraleitende Material PrBa₂Cu₃O7-z unter­ scheidet sich chemisch vom YBa₂Cu₃O7-z nur durch die Er­ setzung des Y durch Pr was den Verlust der Supraleitung bewirkt. Die Gitterfehlpassung mit YBa₂Cu₃O7-z beträgt nur 1%. Im Vergleich zu den meisten anderen bisher un­ tersuchten nichtsupraleitenden Materialien zeigt PrBa₂Cu₃O7-z den höchsten Grad chemischer und struktu­ reller Kompatibilität mit YBa₂Cu₃O7-z. Beispielsweise hat eine Monolage aus YBa₂Cu₃O7-z, welche sich als Zwi­ schenschicht in einer PrBa₂Cu₃O7-z-Matrix befindet, eine Sprungtemperatur von 30K (T. Terashima et al., Phys. Rev. Lett. 67, 1362 (1991)).The non-superconducting material PrBa₂Cu₃O 7-z differs chemically from the YBa₂Cu₃O 7-z only by replacing the Y with Pr which causes the loss of superconductivity. The lattice mismatch with YBa₂Cu₃O 7-z is only 1%. Compared to most other non-superconducting materials previously investigated, PrBa₂Cu₃O 7-z shows the highest degree of chemical and structural compatibility with YBa₂Cu₃O 7-z . For example, a monolayer of YBa₂Cu₃O 7-z , which is located as an intermediate layer in a PrBa₂Cu₃O 7-z matrix, has a transition temperature of 30K (T. Terashima et al., Phys. Rev. Lett. 67, 1362 (1991)) .

Ähnliche Experimente mit anderen nichtsupraleitenden Materialien zeigen, daß dieser Wert von keinem anderen Material bisher erreicht wurde. Wesentliche Nachteile von PrBa₂Cu₃O7-z sind jedoch zum einen sein relativ ge­ ringer spezifischer Widerstand, wodurch es für Isolati­ onszwecke nur bedingt geeignet ist, und zum anderen die durch eine Diffusion des Pr-Ions in das YBa₂Cu₃O-z her­ vorgerufene Absenkung des Ordnungsparameters an der Grenzfläche. Ersetzt man beispielsweise lediglich 5% der Y-Atome in YBa₂Cu₃O7-z durch Pr-Atome, wird bereits die Sprungtemperatur von 92K auf 85K reduziert (M.S. Hedge et al., Phys. Rev. B 48, 6465 (1993)). Similar experiments with other non-superconducting materials show that no other material has ever achieved this value. Significant disadvantages of PrBa₂Cu₃O 7-z are, on the one hand, its relatively low ge specific resistance, which makes it suitable for isolation purposes only to a limited extent, and, on the other hand, the reduction in the order parameter caused by a diffusion of the Pr ion into the YBa₂Cu₃O -z the interface. If, for example, only 5% of the Y atoms in YBa₂Cu₃O 7-z are replaced by Pr atoms, the transition temperature is already reduced from 92K to 85K (MS Hedge et al., Phys. Rev. B 48, 6465 (1993)).

Ein typischer Vertreter aus der zweiten Klasse der perovskitartigen Verbindungen ist SrTiO₃. Dieses Mate­ rial hat eine kubische Kristallstruktur, dessen Gitter­ fehlpassung zu YBa₂Cu₃O7-z 1,2% beträgt. Der spezifi­ sche Widerstand ist mit 200MΩcm deutlich größer als für PrBa₂Cu₃O7-z. Es zeigte sich bei diesem Material, daß eine Heteroepitaxie mit YBa₂Cu₃O7-z möglich ist. Die chemische Kompatibilität des Materials ist allerdings eingeschränkt. Die Diffusion von Ti-Ionen, sowie deren Einbau auf die Cu-Plätze von YBa₂Cu₃O7-z führt zu einer Reduktion des Ordnungsparameters in der Nähe der Grenz­ fläche. Des weiteren reduziert die Gitterverspannung in YBa₂Cu₃O7-z, entstanden durch die Grenzfläche zu SrTiO₃, den Ordnungsparameter in beträchtlicher Weise.A typical representative of the second class of perovskite-like compounds is SrTiO₃. This material has a cubic crystal structure, the lattice mismatch to YBa₂Cu₃O 7-z is 1.2%. The speci cal resistance is significantly larger with 200MΩcm than for PrBa₂Cu₃O 7-z . It was shown with this material that a heteroepitaxy with YBa₂Cu₃O 7-z is possible. However, the chemical compatibility of the material is limited. The diffusion of Ti ions, as well as their installation on the Cu sites of YBa₂Cu₃O 7-z leads to a reduction of the order parameter in the vicinity of the interface. Furthermore, the lattice strain in YBa₂Cu₃O 7-z , created by the interface with SrTiO₃, significantly reduces the ordering parameter.

2. Pufferschichten2. Buffer layers

Anwendungsorientierte Anforderungen können es erforderlich machen, die Hochtemperatursupraleiter-Dünnschicht oder das eine solche Schicht enthaltende Bauelement auf ein Substrat wachsen zu lassen, welches z. B. unter dem Aspekt der chemischen Kompatibilität nicht geeignet ist. Beispiele hierfür sind die Materialien Silizium oder Saphir. Beide reagieren in unerwünschter Weise chemisch mit dem Hochtemperatursupraleiter YBa₂Cu₃O7-z.Application-oriented requirements may make it necessary to grow the high-temperature superconductor thin layer or the component containing such a layer on a substrate which, for. B. is not suitable from the aspect of chemical compatibility. Examples of this are the materials silicon or sapphire. Both react undesirably chemically with the high-temperature superconductor YBa₂Cu₃O 7-z .

Zur Bildung einer Epitaxie auf diesen Substraten werden eine oder mehrere sogenannte Pufferschichten einge­ setzt, die zwischen Substrat und Dünnschicht/Dünn­ schichtsystem angeordnet sind. Pufferschichten werden ebenfalls eingesetzt zur Erzielung glätterer Oberflä­ chen der Hochtemperatursupraleiter-Dünnschicht auf be­ stimmten Substraten.To form an epitaxy on these substrates one or more so-called buffer layers inserted sets that between substrate and thin film / thin  Layer system are arranged. Will be buffer layers also used to achieve smoother surfaces the high-temperature superconductor thin film on be agreed substrates.

Für SrTiO₃-Pufferschichten ist eine sogenannte ausglei­ chende Wirkung beobachtet worden. D. h. wird SrTiO₃ auf eine atomare Stufen enthaltende YBa₂Cu₃O7-z-Oberfläche aufgewachsen, überdeckt es diese Oberfläche und bildet nach wenigen nm Dicke eine glatte [100]-Oberfläche. Diese Oberfläche ist sodann zum c-Achsen-orientierten Wachstum des YBa₂Cu₃O7-z geeignet. Eine Pufferschicht dient damit im allgemeinen dem Zweck, bestimmte Eigen­ schaften der Dünnschicht auf einem gegebenem Substrat zu verbessern.A so-called compensating effect has been observed for SrTiO₃ buffer layers. That is, SrTiO₃ is grown on an atomic step containing YBa₂Cu₃O 7-z surface, it covers this surface and forms a smooth [100] surface after a few nm thickness. This surface is then suitable for the c-axis-oriented growth of the YBa₂Cu₃O 7-z . A buffer layer thus generally serves the purpose of improving certain properties of the thin layer on a given substrate.

Die Anforderungen an die Qualität von Pufferschichten sind denen der nichtsupraleitenden Schichten für Bau­ elemente vergleichbar. Es ist vorstellbar, bestimmte Nachteile einer Pufferschicht in Kauf zu nehmen. Bei­ spielsweise ist eine lokale Absenkung des Ordnungspara­ meters an der Grenzfläche zwischen Substrat und Hochtemperatursupraleiter in einem gewissen Umfang hin­ nehmbar, wenn die Schichtdicke des Supraleiters größer als beispielsweise 30nm ist.The requirements for the quality of buffer layers are those of the non-superconducting layers for construction comparable elements. It is conceivable certain To accept the disadvantages of a buffer layer. At for example, a local lowering of the order para meters at the interface between substrate and High temperature superconductors to a certain extent acceptable if the layer thickness of the superconductor is greater than, for example, 30nm.

Für Silizium wird beispielsweise Yttrium-stabilisiertes Zyrkon (YSZ) als Pufferschicht verwendet. Die Gitter­ fehlpassung von YSZ ist mit bis zu 6% relativ groß. Die chemische Kompatibilität ist nur eingeschränkt gegeben. Es wurde beobachtet, daß auf diese Weise an der Grenz­ fläche BaZrO₃ entsteht, welches als Fremdphase den Ord­ nungsparameter das YBa₂Cu₃O7-z herabsetzt. Auch ist eine Diffusion von Zr auf Cu-Plätze mit der Folge eines re­ duzierten Ordnungsparameters im Supraleiter nachgewie­ sen worden.For silicon, for example, yttrium-stabilized zircon (YSZ) is used as the buffer layer. YSZ's lattice mismatch is relatively large at up to 6%. There is only limited chemical compatibility. It has been observed that BaZrO₃ is formed at the interface in this way, which reduces the order parameter as a foreign phase, the YBa₂Cu₃O 7-z . Diffusion of Zr on Cu sites has also been demonstrated, resulting in a reduced order parameter in the superconductor.

Wird YBa₂Cu₃O7-z direkt auf ein Saphir-Substrat aufge­ sputtert, kann an der Grenzfläche BaAl₂O₄ entstehen, was die Epitaxie des darauf aufwachsenen YBa₂Cu₃O7-z stark beeinträchtigt (K. Dovidenko, S. Oktyabrsky and A. Ivanov, Mater. Sci. Eng. B 15, 25 (1992)). Für Sa­ phir-Substrate wird unter anderem CeO₂ als Puffer ver­ wendet. Dabei kann der Fall eintreten, daß CeO₂ in zwei verschiedenen Orientierungen aufwächst (A. G. Zaitsev, R. Kutzner, R. Wördenweber, Appl. Phys. Lett. 67, 1 (1995)), so daß demzufolge sich die Epitaxie der auf CeO₂ abgeschiedenen YBa₂Cu₃O7-z-Schichten deutlich ver­ schlechtert.If YBa₂Cu₃O 7-z is sputtered directly onto a sapphire substrate, BaAl₂O₄ can form at the interface, which greatly affects the epitaxy of the YBa₂Cu₃O 7-z growing on it (K. Dovidenko, S. Oktyabrsky and A. Ivanov, Mater. Sci. Eng. B 15, 25 (1992)). For Sa phir substrates, CeO₂ is used as a buffer, among others. The case may occur that CeO₂ grows in two different orientations (AG Zaitsev, R. Kutzner, R. Wördenweber, Appl. Phys. Lett. 67, 1 (1995)), so that the epitaxy of the YBa₂Cu₃O deposited on CeO₂ increases 7-z layers deteriorated significantly.

3. Substratmaterialien3. Substrate materials

Der Einsatz eines Materials als Substrat für epitakti­ sche Hochtemperatursupraleiter-Dünnfilme setzt die Her­ stellbarkeit als makroskopischer Einkristall voraus. Ferner ist zu folgenden spezifischen Anforderungen eine hinreichende Qualität an das in Frage kommende Substratmaterial erforderlich:The use of a material as a substrate for epitakti high-temperature superconductor thin films adjustability as a macroscopic single crystal ahead. There is also a requirement for the following sufficient quality to that in question Substrate material required:

  • - chemische Kompatibilität mit dem auf zuwachsenden Dünnschichtmaterial- chemical compatibility with the growing Thin film material
  • - Qualität der Oberfläche- surface quality
  • - Reinheit des Materials- purity of the material
  • - Homogenität des Substrats- Homogeneity of the substrate
  • - thermodynamische Stabilität- thermodynamic stability
  • - geringe Gitterfehlpassung zum Dünnschichtmaterial- slight lattice mismatch to the thin-film material
  • - geringe Differenz in den thermischen Ausdehnungs­ koeffizienten.- small difference in thermal expansion coefficients.

Diesbezüglich hat die Anforderung der chemischen Kompa­ tibilität eine erhöhte Priorität, denn die meisten Substratmaterialien enthalten Ionen, die bei einer In­ terdiffusion in den Hochtemperatursupraleiter diesen schädigen. Eine Interdiffusion kann aber aufgrund einer relativ hohen Herstellungstemperatur der Hochtempera­ tursupraleiter nicht ausgeschlossen werden. So enthal­ ten bekannte Substratmaterialien wie SrTiO₃, LaAlO₃ und MgO mit Ti+4, Al+3 und Mg+2 Ionen, die im Supraleiter, insbesondere in der Verbindung YBa₂Cu₃O-z, die Sprung­ temperatur erheblich reduzieren.In this regard, the requirement of chemical compatibility has an increased priority, because most substrate materials contain ions that damage the high-temperature superconductor if they are interdiffused. However, interdiffusion cannot be ruled out due to the relatively high manufacturing temperature of the high-temperature superconductor. So contain known substrate materials such as SrTiO₃, LaAlO₃ and MgO with Ti +4 , Al +3 and Mg +2 ions, which significantly reduce the crack temperature in the superconductor, especially in the compound YBa₂Cu₃O -z .

Zusammenfassend lassen sich folgende Problemfelder er­ kennen, welche mehr oder weniger in jedem der drei dis­ kutierten Anwendungsgebiete - supraleitende Bauelemen­ te, Pufferschichten, Substrate - auftreten: The following problem areas can be summarized know which more or less in each of the three dis cut application areas - superconducting components te, buffer layers, substrates - occur:  

Alle bisher als Barriere in Josephson-Kontakten einge­ setzten Materialien, zeigen nur ein eingeschränktes Maß an chemischer Kompatilität mit den Hochtemperatursupra­ leitern, wodurch die erzielten Eigenschaften der Jo­ sephson-Kontakte hinter den theoretisch möglichen Er­ wartungen zurückbleiben.All previously used as a barrier in Josephson contacts set materials, show only a limited extent of chemical compatibility with the high temperature supra conductors, whereby the achieved properties of the Jo sephson contacts behind the theoretically possible Er maintenance is left behind.

Ferner sind keine Puffermaterialien bekannt, auf denen eine ultradünne YBa₂Cu₃O7-z-Schicht supraleitend aus­ bildbar ist, und wobei die Pufferschicht gleichzeitig eine atomare Stufen ausgleichende Wirkung zeigt.Furthermore, no buffer materials are known on which an ultra-thin YBa₂Cu₃O 7-z layer can be formed from superconductors, and the buffer layer also has an atomic step-balancing effect.

Für die genannten drei Anwendungsgebiete werden häufig Materialien eingesetzt, die nur begrenzt chemisch kom­ patibel zu den Hochtemperatursupraleitern sind. Dieses wirkt sich nachteilig auf die daraufwachsenden supra­ leitenden Schichten aus, deren supraleitenden Eigen­ schaften, insbesondere bei geringen Schichtdicken der supraleitenden Schicht, degradieren.For the three areas of application mentioned are common Materials used that have only limited chemical com are compatible with the high temperature superconductors. This adversely affects the growing supra conductive layers, their superconducting properties shafts, especially with thin layers of superconducting layer, degrade.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung eine Schichtenfol­ ge bzw. ein Bauelement mit einer solchen Schichtenfolge zu schaffen, bei dem eine verbesserte chemische Kompa­ tibilität an der Grenzfläche zwischen der supra­ leitenden und nicht-supraleitenden Schicht erreicht wird. Insbesondere soll der Ordnungsparameter der su­ praleitenden Schicht durch Verbinden beider Schichten nicht nachteilig beeinträchtigt werden. It is therefore an object of the invention to have a layered film ge or a component with such a sequence of layers to create an improved chemical compa tibility at the interface between the supra conductive and non-superconducting layer achieved becomes. In particular, the order parameter of the su layer by connecting both layers not be adversely affected.  

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schichtenfolge gemäß der Gesamtheit der Merkmale nach Anspruch 1 oder 2. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Bauelement gemäß der Gesamtheit der Merkmale nach Anspruch 7. Weitere zweckmäßige oder vorteilhafte Ausführungsformen oder Varianten finden sich in den auf jeweils einen dieser Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen.The task is solved by a layer sequence according to the entirety of the features of claim 1 or 2. Die The object is further achieved by a component according to the entirety of the features according to claim 7. Further expedient or advantageous embodiments or Variants can be found on each of these Claims related subclaims.

Die erfindungsgemäße Schichtenfolge ist zur Bildung ei­ ner Barriere in Josephson-Kontakten einsetzbar, ohne daß dabei der Ordnungsparameter der supraleitenden Elektroden an den Grenzflächen des Josephson-Kontakts reduziert ist.The layer sequence according to the invention is to form egg Barrier can be used in Josephson contacts without that the order parameter of the superconducting Electrodes at the interfaces of the Josephson contact is reduced.

Die erfindungsgemäße Schichtenfolge ist zudem geeignet, auf einer nicht-supraleitenden Schicht eine ultradünne Hochtemperatursupraleiter- bzw. REBa₂Cu₃O7-z-Schicht oh­ ne Reduktion des Ordnungsparameters zu bilden.The layer sequence according to the invention is also suitable for forming an ultra-thin high-temperature superconductor or REBa₂Cu₃O 7-z layer on a non-superconducting layer without reducing the order parameter.

Zudem ist die erfindungsgemäße Schichtenfolge zur Bil­ dung eines epitaktischen, supraleitenden Bauelement einsetzbar, vorteilhaft unter Vermeidung der Reduktion des Ordnungsparameters des Supraleiters in der Nähe der Grenzschicht zwischen diesem nichtsupraleitenden Mate­ rial und der supraleitenden Schicht.In addition, the layer sequence according to the invention is bil an epitaxial, superconducting component applicable, advantageous while avoiding the reduction the order parameter of the superconductor near the Boundary layer between this non-superconducting mate rial and the superconducting layer.

Schließlich enthält die erfindungsgemäße Schichtenfolge eine nicht-supraleitende Schicht, welche eine verbesser­ te planarisierende Wirkung auf einer darauf aufwachsen­ senden Hochtemperatursupraleiter- bzw. REBa₂Cu₃O7-z- Schicht ausübt, ohne den Ordnungsparameter zu schädi­ gen.Finally, the layer sequence according to the invention contains a non-superconducting layer which exerts an improved te planarizing effect on a high-temperature superconductor or REBa₂Cu₃O 7-z layer growing thereon without damaging the ordering parameter.

Im Sinne der Erfindung soll ein Ion oder Komponente dann chemisch kompatibel sein, wenn es folgende Bedin­ gung erfüllt: werden 10% eines Elements im Hochtempera­ tursupraleiter in der Schichtenfolge durch diese Ionen­ sorte/Komponente ersetzt, darf eine Verringerung der Sprungtemperatur des supraleitenden Materials einen Wert von 5K nicht überschreiten.For the purposes of the invention, an ion or component then be chemically compatible if it has the following conditions fulfilled: 10% of an element is exposed to high temperatures superconductor in the layer sequence through these ions variety / component replaced, a reduction in Jump temperature of the superconducting material Do not exceed 5K.

Der Patentvorschlag erstreckt sich auf das Bauelement im Sinne eines epitaktischen Multilagensystems, auf die Pufferschicht und auf das Substrat, falls epitaktische Dünnfilme aus Hochtemperatursupraleiter oder Materia­ lien ähnlicher kristallografischer Struktur verwendet werden. Stellvertretend für die Klasse der Hochtempera­ tursupraleiter wird diesbezüglich das Material YBa₂Cu₃O7-z bzw. REBa₂Cu₃O7-z mit RE= Y, Ca, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu genannt.The patent proposal extends to the component in the sense of an epitaxial multilayer system, to the buffer layer and to the substrate if epitaxial thin films made of high-temperature superconductor or materials of similar crystallographic structure are used. Representing the class of high-temperature superconductors, the material YBa₂Cu₃O 7-z or REBa₂Cu₃O 7-z with RE = Y, Ca, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, called Lu.

Es wurde erkannt, daß zur Lösung der Aufgabe die chemi­ sche Kompatibilität des Materials ein Hauptkriterium bildet. Dabei sollen oxidische nichtsupraleitende Mate­ rialien Verwendung finden, deren Atomsorten zum Supra­ leiter, insbesondere zu REBa₂Cu₃O7-z, chemisch kompati­ bel sind. Diesbezüglich können als chemisch kompatibele Elemente Cu, Ba, Sr, Ca, Cu, O, sowie Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb oder Lu Beachtung fin­ den.It was recognized that the chemical compatibility of the material is a main criterion for solving the task. Oxidic non-superconducting materials should be used whose atomic types are super-conductor, especially REBa₂Cu₃O 7-z , chemically compatible. In this regard, as chemically compatible elements, Cu, Ba, Sr, Ca, Cu, O, as well as Y, La, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb or Lu can be considered.

Die Erfindung ist im weiteren an Hand von Figuren und Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:The invention is further based on figures and Embodiment explained in more detail. It shows:

Fig. 1 Röntgendiffraktogram einer erfindungsgemäßen Schichtenfolge; Fig. 1 Röntgendiffraktogram a layer sequence according to the invention;

Fig. 2 Rocking-Kurve im Bereich der nicht-supralei­ tenden Schicht einer erfindungsgemäßen Schich­ tenfolge; Fig. 2 rocking curve in the region of the non-supralei tend layer of a layer sequence according to the invention;

Fig. 3 Rutherford-Backscattering-Spektrum (RBS) im Bereich der nicht-supraleitenden Schicht einer erfindungsgemäßen Schichtenfolge; Fig. 3 Rutherford Backscattering-spectrum (RBS) in the area of the non-superconducting layer of a multilayer of the invention;

Fig. 4 Random- (oben) und Channeling- (unten) Messung der RBS-Analyse im Bereich der nicht-supralei­ tenden Schicht einer erfindungsgemäßen Schich­ tenfolge; Fig. 4 Random (top) and channeling (bottom) measurement of the RBS analysis in the area of the non-supralei tend layer of a layer sequence according to the invention;

Fig. 5a TEM-Aufnahme einer erfindungsgemäßen Schich­ tenfolge; Fig. 5a TEM image of a layer sequence according to the invention;

Fig. 5b TEM-Aufnahme einer erfindungsgemäßen Schich­ tenfolge. Fig. 5b TEM image of a layer sequence according to the invention.

AusführungsbeispielEmbodiment

In der Fig. 1 ist das Röntgendiffraktogram einer 120 nm dicken BaTbO₃-Schicht auf einem (100)-orientierten SrTiO₃-Substrat gezeigt. Es wurde bei der Messung die sogenannte Bragg-Bretano-Geometrie verwendet. Neben den mit einem "S" gekennzeichneten Substratreflexen sind deutlich der (100)- und der (200)-Reflex des BaTbO₃ zu erkennen. Im gemessenen Winkelbereich von 2Θ=5° bis 2Θ=60° wurden keine weiteren Reflexe, die u. a. auf Fremdphasen hinweisen könnten, beobachtet.In Fig. 1 the X-ray diffractogram of a 120 nm thick BaTbO₃ layer is shown on a (100) -oriented SrTiO₃ substrate. The so-called Bragg-Bretano geometry was used for the measurement. In addition to the substrate reflections marked with an "S", the (100) and (200) reflections of BaTbO₃ can be clearly seen. In the measured angle range from 2Θ = 5 ° to 2Θ = 60 °, no further reflections, which could indicate foreign phases, were observed.

Die Halbwertsbreite der Rocking-Kurve in Fig. 2, ein sogenannter ω-scan, beträgt nur 0,1°, gemessen am (200)-Reflex, was auf eine geringe Winkelverkippung der Netzebenen schließen läßt.The half-width of the rocking curve in FIG. 2, a so-called ω-scan, is only 0.1 °, measured at the (200) reflex, which suggests a slight angular tilt of the network planes.

Das Ergebnis der RBS-Untersuchung ist in Fig. 3 ge­ zeigt. Aufgrund des Übereinanderliegens von Meßkurve und Simulation (durchgezogene Linie) konnte auf das richtige Kationenverhältnis geschlossen werden. Die Channeling-Messung, dargelegt in Fig. 4, ergibt ein günstigen Minimum-Yield-Wert von nur 7%.The result of the RBS examination is shown in Fig. 3 ge. Due to the overlapping of the measurement curve and the simulation (solid line), the correct cation ratio could be inferred. The channeling measurement, set out in FIG. 4, gives a favorable minimum yield value of only 7%.

In der Fig. 5a ist eine TEM-Aufnahme zur Verdeutli­ chung der Heterostruktur gezeigt. Zur Untersuchung mit­ tels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) wurde ei­ ne solche erfindungsgemäße Heterostruktur-Dünnschich­ tenfolge auf einem SrTiO₃-Substrat hergestellt, beste­ hend aus folgenden Schichten:In FIG. 5a is a TEM image of the heterostructure to Verdeutli chung shown. For examination by means of transmission electron microscopy (TEM), such a heterostructure thin-layer sequence according to the invention was produced on a SrTiO₃ substrate, consisting of the following layers:

  • 1. Schicht 35nm YBa₂Cu₃O7-z 1st layer 35nm YBa₂Cu₃O 7-z
  • 2. Schicht 12nm BaTbO₃2nd layer 12nm BaTbO₃
  • 3. Schicht 35nm YBa₂Cu₃O7-z.3rd layer 35nm YBa₂Cu₃O 7-z .

Bei den TEM-Untersuchungen an einer solchen erfindungs­ gemäßen Schichtenfolge ergaben sich folgende Feststel­ lungen:In the TEM studies on such a fiction according to the sequence of layers, the following were found lungs:

Es wurde ein epitaktisches Wachstum aller Schichten festgestellt, wobei das YBa₂Cu₃O7-z vorteilhafterweise ausschließlich c-Achsen-orientiert und das BaTbO₃ nur [100]-orientiert gewachsen ist. Damit wurde eine he­ teroepitaktische Schichtenfolge von BaTbO₃ mit YBa₂Cu₃O7-z experimentell gezeigt. Die Grenzflächen wa­ ren frei von Fremdphasen oder fehlorientierten Berei­ chen, insbesondere unterblieb ein a-Achsen-Wachstum.There was an epitaxial growth of all layers, the YBa₂Cu₃O 7-z advantageously only c-axis oriented and the BaTbO₃ only [100] oriented. A he teroepitaxial layer sequence of BaTbO₃ with YBa₂Cu₃O 7-z was shown experimentally. The interfaces were free from foreign phases or misaligned areas, in particular there was no a-axis growth.

Typische Grenzflächen einer solchen Struktur sind in Fig. 5b gezeigt. Ähnlich wie SrTiO₃ besitzt BaTbO₃ ebenfalls die Fähigkeit, Unregelmäßigkeiten einer YBa₂Cu₃O7-z-Oberfläche auszugleichen. D.h. wird BaTbO₃ auf eine YBa₂Cu₃O7-z-Oberfläche, welche Stufen enthält, aufgewachsen, überdeckt es diese und bildet nach weni­ gen nm Dicke vorteilhaft eine glatte [100]-Oberfläche, auf welcher das YBa₂Cu₃O7-z c-Achsen-orientiert auf­ wächst. Es wird diesbezüglich angenommen, daß niedrig indizierte Flächen der BaTbO₃-Gitterstruktur eine ge­ ringe Oberflächenenergie aufweisen und daher bevorzugte Grenzflächen darstellen.Typical interfaces of such a structure are shown in Fig. 5b. Similar to SrTiO₃, BaTbO₃ also has the ability to compensate for irregularities in a YBa₂Cu₃O 7-z surface. Ie BaTbO₃ is grown on a YBa₂Cu₃O 7-z surface that contains steps, covers it and forms a smooth [100] surface after a few nm thickness on which the YBa₂Cu₃O 7-z is c-axis-oriented grows. In this regard, it is assumed that low-indexed areas of the BaTbO₃ lattice structure have a low surface energy and are therefore preferred interfaces.

Somit hat insbesondere BaTbO₃ eine planarisierende Wir­ kung in Bezug auf rauhe epitaktische Unterlagen und bietet dem darauf zu deponierendem YBa₂Cu₃O7-x eine vor­ teilhaft glatte Oberfläche.Thus, BaTbO₃ in particular has a planarizing effect in relation to rough epitaxial documents and offers the YBa₂Cu₃O 7-x to be deposited on it, which has a smooth surface.

Als Material für die nicht-supraleitenden Schicht in der Schichtenfolge wird insbesondere die sehr geeig­ nete, perovskitische Verbindung Ba1-xSrxTbO₃ vorgeschla­ gen, wobei der Werte x im Bereich von 0 bis 1 gewählt werden kann. Die rhomboedrische Kristallstruktur dieser Verbindung kann auf Grund einer geringen Abweichung von einer kubischen Struktur als pseudo-kubische Perovskit- Struktur aufgefaßt werden. Zwar ist dieses Material be­ kannt (E. Paletta, R. Hoppe, Naturwissenschaften 53, 611 (1966) und A. J. Jacobson, B.C. Tofield, B.E.F. Fender, Acta, Cryst. B28, 956 (1972)). Bisher ist in der Literatur allerdings nur über die Herstellung von Pulverproben berichtet worden. Dünnschichten und makro­ skopische Einkristalle sind jedoch nicht bekannt. Diese Verbindung weist vorteilhafterweise thermodynamisch ei­ ne vergleichsweise hohe Stabilität auf.The material for the non-superconducting layer in the layer sequence is in particular the very suitable, perovskite compound Ba 1-x Sr x TbO₃, where the value x can be chosen in the range from 0 to 1. The rhombohedral crystal structure of this compound can be understood as a pseudo-cubic perovskite structure due to a slight deviation from a cubic structure. This material is known (E. Paletta, R. Hoppe, Naturwissenschaften 53, 611 (1966) and AJ Jacobson, BC Tofield, BEF Fender, Acta, Cryst. B28, 956 (1972)). So far, however, only the production of powder samples has been reported in the literature. However, thin films and macro-scopic single crystals are not known. This connection advantageously has thermodynamically egg ne comparatively high stability.

Die chemische Kompatibilität mit den Hochtemperatursu­ praleitern ist unter dem Gesichtspunkt der in der Ver­ bindung enthaltenen Elemente gegeben, da einerseits Ba und O in den REBa₂Cu₃O7-z-Verbindungen enthalten ist, andererseits Tb bis zu 40% zu den REBa₂Cu₃O7-z-Verbin­ dungen dotiert werden kann, ohne das die Sprungtempera­ tur merklich (weniger als 1K) abfällt. Schließlich kann Sr zu den REBa₂Cu₃O7-z dotiert werden, ohne daß die Sprungtemperatur merklich reduziert wird; sogar wenn 60% der Ba-Atome durch Sr-Atome ersetzt werden, verrin­ gert sich das Tc nur um 8K.The chemical compatibility with the high-temperature su praleiters is given from the point of view of the elements contained in the compound, since on the one hand Ba and O are contained in the REBa₂Cu₃O 7-z compounds, on the other hand Tb up to 40% to the REBa₂Cu₃O 7-z compound doping can be doped without the jump temperature dropping noticeably (less than 1K). Finally, Sr can be doped to the REBa₂Cu₃O 7-z without the jump temperature being noticeably reduced; even if 60% of the Ba atoms are replaced by Sr atoms, the T c is only reduced by 8K.

Innerhalb der Reihe der Seltenen Erden (RE) nimmt Tb eine Ausnahmestellung ein, da es in oktaedrischer Sau­ erstoffumgebung im Perovskiten auch als vierwertiges, relativ kleines Ion eingebaut werden kann, ohne wie im Falle des Pr oder Ce auch paarbrechende Eigenschaften bzw. dotierende Wirkung zu besitzen, welche die Supra­ leitung nachteilig mindern.Within the Rare Earth (RE) series, Tb an exceptional position because it is in octahedral sow material environment in the Perovskite also as a tetravalent, relatively small ion can be installed without as in The case of Pr or Ce also has pair-breaking properties or to have a doping effect which the Supra disadvantageously reduce the cable.

Es wurden epitaktische BaTbO₃-Dünnschichten auf SrTiO₃- und MgO-Substraten durch RF-Sputtern in reinem Sauer­ stoff (U. Poppe et al., Solid State Comm. 66, 661 (1988)) bei einem Druck im Bereich 2-4 mbar herge­ stellt, deren Struktur mittels Röntgendiffraktometrie, RBS/Channeling mit He-Ionen und Transmissionselektro­ nenmikroskopie untersucht wurden.Epitaxial BaTbO₃ thin layers on SrTiO₃- and MgO substrates by RF sputtering in pure acid fabric (U. Poppe et al., Solid State Comm. 66, 661 (1988)) at a pressure in the range of 2-4 mbar provides, whose structure by means of X-ray diffractometry,  RBS / channeling with He ions and transmission electro were examined.

Außerdem wurden folgende für Anwendungen günstige Ei­ genschaften der erfindungsgemäßen Schichtenfolge und des erfindungsgemäßen Bauelements beobachtet: Gitter­ spannungen werden lokal an der Grenzfläche ohne Einfüh­ rung von ausgedehnten Misfit-Versetzungen abgebaut. Zu­ dem werden Fremdphasen und fehlorientierte Bereiche an der Grenzfläche nicht beobachtet. Für YBa₂Cu₃O7-x wurde kein a-Achsen-Wachstum beobachtet.In addition, the following properties of the layer sequence according to the invention and of the component according to the invention which are advantageous for applications were observed: lattice stresses are locally reduced at the interface without introducing extensive misfit dislocations. In addition, foreign phases and misoriented areas at the interface are not observed. No Y-axis growth was observed for YBa₂Cu₃O 7-x .

Aus der Literatur ist bekannt, daß polykristalline Mas­ sivproben aus BaTbO₃ elektrisch isolierend sind. Die erfindungsgemäß hergestellten epitaktischen BaTbO₃- Schichten erwiesen sich ebenfalls als isolierend.It is known from the literature that polycrystalline mas siv samples from BaTbO₃ are electrically insulating. The Epitaxial BaTbO₃- produced according to the invention Layers also proved to be insulating.

Aufgrund der Vielzahl von Materialien, die mit BaTbO₃ unter dem Gesichtspunkt der chemischen Kompatibilität zu den Hochtemperatursupraleitern eng verwandt sind und der Vielzahl von Materialien der Hochtemperatursupra­ leiter bzw. Materialien mit ähnlicher kristallografi­ scher Struktur, ertreckt sich die Erfindung auch auf folgende Materialien:Due to the variety of materials used with BaTbO₃ from the point of view of chemical compatibility are closely related to high temperature superconductors and the variety of materials of high temperature super ladder or materials with a similar crystallography structure, the invention also extends following materials:

  • (i) BaTbO₃(i) BaTbO₃
  • (ii) Ba1-xSrxTbO₃ mit 0x1 (ii) Ba 1-x Sr x TbO₃ with 0x1
  • (iii) LaCu1-xTbxO₃ mit 0x1;(iii) LaCu 1-x Tb x O₃ with 0x1;
  • (iv) RCu11-xTbxO₃
    mit R = Nd, Eu, Sm und 01;
    (iv) RCu 11-x Tb x O₃
    with R = Nd, Eu, Sm and 01;
  • (v) R1-yNyCu1-xTbxO₃
    mit R= La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr und 0x1, 0y1;
    (v) R 1-y N y Cu 1-x Tb x O₃
    with R = La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr and 0x1, 0y1;
  • (vi) R2-yNyCu1-xTbxO₄
    mit R = La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr und 0x↔v1, 0y2;
    (vi) R 2-y N y Cu 1-x Tb x O₄
    with R = La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr and 0x↔v1, 0y2;
  • (vii) A¹1-xx1-yyO₃ mit 0x1, 0y1
    mit A¹ = Ba, Sr;
    A² = La, Nd, Eu, Sm, Sr
    B¹ = Tb, Cu; B² = Y, Yb, Tm, Lu, In, Sc, Sn, Cu.
    (vii) A¹ 1-xx1-yy O₃ with 0x1, 0y1
    with A¹ = Ba, Sr;
    A² = La, Nd, Eu, Sm, Sr
    B¹ = Tb, Cu; B² = Y, Yb, Tm, Lu, In, Sc, Sn, Cu.

Als mit den Hochtemperatursupraleitern chemisch kompa­ tible Materialien sollen insbesondere die genannten Ma­ terialien und Materialklassen mit perovskitähnlicher Struktur verstanden werden.As chemically compatible with the high-temperature superconductors tible materials should in particular meet the stated Ma materials and material classes with perovskite-like Structure to be understood.

Mit "Hochtemperatursupraleiter und Materialien ähnli­ cher kristallografischer Struktur" sind gemeint, Sub­ stanzen mit mindestens drei verschiedenen Elementen in der Einheitszelle, von denen zwei Sauerstoff und Kupfer sind. Ferner soll in der Einheitszelle mindestens eine CuO₂-Ebene - das Charakteristikum der Hochtemperatursu­ praleiter- vorhanden sein.With "high temperature superconductors and materials similar cher crystallographic structure "are meant, Sub punch in with at least three different elements  the unit cell, two of which are oxygen and copper are. Furthermore, at least one should be in the unit cell CuO₂ level - the characteristic of high temperature su praleiter- to be present.

Das Schutzbegehren soll sich auch auf REBa₂Cu₃O7-z-Ver­ bindungen erstrecken, mit RE=Y, Ca, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.The request for protection should also extend to REBa₂Cu₃O 7-z connections, with RE = Y, Ca, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu.

Claims (9)

1. Schichtenfolge, enthaltend wenigstens eine Schicht auf der Basis eines hochtemperatursupraleitenden Materials mit wenigstens eine CuO₂-Ebene aufwei­ sender Einheitszelle, wobei diese Schicht mit einer nicht-supraleitenden Schicht verbunden ist, gekennzeichnet durch eines der Materialien aus einem der Klassen (i) bis (vii) mit
  • (i) BaTbO₃
  • (ii) Ba1-xSrxTbO₃ mit 0x1
  • (iii) LaCu1-xTbxO₃ mit 0x1;
  • (iv) RCu11-xTbxO₃
    mit R = Nd, Eu, Sm und 01;
  • (v) R1-yNyCu1-xTbxO₃
    mit R= La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr und 0x1, 0y1;
  • (vi) R2-yNyCu1-xTbxO₄
    mit R = La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr und 0x1, 0y2;
  • (vii) A¹1-xx1-yyO₃ mit 0x1, 0y1
    mit A¹ = Ba, Sr;
    A² = La, Nd, Eu, Sm, Sr
    B¹ = Tb, Cu;
    B² = Y, Yb, Tm, Lu, In, Sc, Sn, Cu
    als Material für die nicht-supraleitende Schicht.
1. Layer sequence, comprising at least one layer based on a high-temperature superconducting material with at least one CuO₂ plane having a unit cell, this layer being connected to a non-superconducting layer, characterized by one of the materials from one of classes (i) to ( vii) with
  • (i) BaTbO₃
  • (ii) Ba 1-x Sr x TbO₃ with 0x1
  • (iii) LaCu 1-x Tb x O₃ with 0x1;
  • (iv) RCu 11-x Tb x O₃
    with R = Nd, Eu, Sm and 01;
  • (v) R 1-y N y Cu 1-x Tb x O₃
    with R = La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr and 0x1, 0y1;
  • (vi) R 2-y N y Cu 1-x Tb x O₄
    with R = La, Nd, Eu, Sm;
    N = Ba, Sr and 0x1, 0y2;
  • (vii) A¹ 1-xx1-yy O₃ with 0x1, 0y1
    with A¹ = Ba, Sr;
    A² = La, Nd, Eu, Sm, Sr
    B¹ = Tb, Cu;
    B² = Y, Yb, Tm, Lu, In, Sc, Sn, Cu
    as material for the non-superconducting layer.
2. Schichtenfolge, enthaltend wenigstens eine Schicht auf der Basis eines hochtemperatursupraleitenden Materials mit wenigstens eine CuO₂-Ebene aufwei­ sender Einheitszelle, wobei diese Schicht mit einer nicht-supraleitenden Schicht verbunden ist, gekennzeichnet durch eines der Materialien aus einem der Klassen
R2-yNyCu1-xTbxO₄
mit R= La, Nd, Eu, Sm;
N Ba, Sr und 0x1, 0y2;
oder
1-xx1-yyO₃ mit 0x1, 0y1
mit A¹ = Ba, Sr;
A² = La, Nd, Eu, Sm, Sr
B¹ = Tb, Cu;
B² = Y, Yb, Tm, Lu, In, Sc, Sn, Cu
als Material für die nicht-supraleitende Schicht.
2. Layer sequence containing at least one layer based on a high-temperature superconducting material with at least one CuO₂ plane having a unit cell, this layer being connected to a non-superconducting layer, characterized by one of the materials from one of the classes
R 2-y N y Cu 1-x Tb x O₄
with R = La, Nd, Eu, Sm;
N Ba, Sr and 0x1, 0y2;
or
1-xx1-yy O₃ with 0x1, 0y1
with A¹ = Ba, Sr;
A² = La, Nd, Eu, Sm, Sr
B¹ = Tb, Cu;
B² = Y, Yb, Tm, Lu, In, Sc, Sn, Cu
as material for the non-superconducting layer.
3. Schichtenfolge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-su­ praleitende Schicht eine Pufferschicht zwischen der hochtemperatursupraleitenden Schicht und der Oberfläche eines Substrats bildet.3. Layer sequence according to claim 1 or 2, characterized characterized that the non-su layer a buffer layer between the high temperature superconducting layer and the Forms surface of a substrate. 4. Schichtenfolge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-su­ praleitende Schicht als Substrat ausgebildet ist.4. Layer sequence according to claim 1 or 2, characterized characterized that the non-su is formed as a substrate. 5. Schichtenfolge nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, gekennzeichnet durch Ba1-xSrxTbO₃ mit Werte für x im Bereich 0x1 als Material für die nicht-supraleitende Schicht.5. Layer sequence according to one of the preceding claims, characterized by Ba 1-x Sr x TbO₃ with values for x in the range 0x1 as material for the non-superconducting layer. 6. Multilagensystem mit mehreren Schichtenfolgen nach einem der vorhergehenden Ansprüche.6. Multi-layer system with several layer sequences any of the preceding claims. 7. Kryogenes Bauelement mit wenigstens einer Schich­ tenfolge nach einem der Ansprüche 1 bis 5. 7. Cryogenic component with at least one layer sequence according to one of claims 1 to 5.   8. Kryogenes Bauelement mit wenigstens einem Multila­ gensystem nach Anspruch 6.8. Cryogenic component with at least one Multila gene system according to claim 6. 9. Josephsonkontakt als kryogenes Bauelement nach An­ spruch 7 oder 8.9. Josephson contact as a cryogenic component according to An say 7 or 8.
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