DE4022309A1

DE4022309A1 - Josephson junction derivs. - formed from high crystal temp. bismuth-based superconductive material

Info

Publication number: DE4022309A1
Application number: DE4022309A
Authority: DE
Inventors: Yun-Kyung Oh; Seok-Yeol Yoon; Ju-Young Jeong; Sang-Cheol Park
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 1990-04-07
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1991-10-10
Also published as: JPH04226088A; KR910019273A; FR2660800A1

Abstract

A novel Josephson junction device consists of a high Tc superconductive phase of Bi2Sr2Ca2Cu3, a low Tc superconductive phase of Bi2Sr2CaCu3 and a secondary phase (pref. a grain boundary phase) which remains in the device as the insulating layer of the Josephson junction. Prodn. of the device involves (i) forming a stoichiometric mixt. of a high Tc Bi-based superconductor; (ii) roasting, pulverising and sintering the mixt.; (iii) filling a tube with the sintered powder and drawing to wire; (iv) cold rolling the wire to strip; and (v) sintering the strip.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement mit Josephson- Übergang sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung, indem insbesondere supraleitende Drähte auf Wismutbasis mit hoher Sprungtemperatur Tc kaltgewalzt werden.The invention relates to a component with Josephson Transition and a process for its manufacture by especially bismuth-based superconducting wires with high Crack temperature Tc are cold rolled.

Der Josephson-Effekt, der in einem Sandwichaufbau aus einem Halbleiter, einem Isolator und einem Halbleiter (SIS) beobachtet wird, besteht darin, daß ein Supraleitungsstrom von einer Seite des Aufbaus zur anderen ohne Einfluß der isolierenden Mittelschicht fließt. Das bedeutet, daß über dem Aufbau kein Spannungsabfall auftritt, bis der zunehmende Vormagnetisierungsstrom einen kritischen Wert erreicht. Ein Bauelement mit Josephson-Übergang ist von Haus aus ein ultraschnelles Schaltelement, so daß aus diesem Grunde logische Systeme mit Josephson-Übergängen als Supercomputer der nächsten Generation vielversprechend sind. Die Technik der Herstellung von Bauelementen mit Josephson-Übergang wurde unter Verwendung von sogenannten Supraleitern mit niedriger Sprungtemperatur Tc entwickelt.The Josephson effect, which is made in a sandwich construction a semiconductor, an insulator and a semiconductor (SIS) is observed is that a superconducting current from one side of the body to the other without the influence of the insulating middle class flows. That means that above the Building no voltage drop occurs until the increasing Bias current reaches a critical value. A Component with Josephson junction is inherently a ultra-fast switching element, so for this reason logical systems with Josephson transitions as supercomputers of the next generation are promising. The technology the production of components with a Josephson junction using so-called lower superconductors Jump temperature Tc developed.

Da es Unterschiede in den Materialeigenschaften zwischen Supraleitern mit hoher Sprungtemperatur Tc und niedriger Sprungtemperatur Tc gibt, kann die Technik für Supraleiter mit niedriger Sprungtemperatur Tc nicht direkt auf Supralei ter mit hoher Sprungtemperatur Tc angewandt werden. Supralei ter mit hoher Sprungtemperatur Tc sind porös und haben eine sehr kurze Kohärenz, so daß es außerordentlich schwierig ist, eine wenige Nanometer starke Isolierschicht kontrolliert herzustellen.Because there are differences in material properties between Superconductors with a high transition temperature Tc and lower Step temperature Tc there can be the technique for superconductors with low crack temperature Tc not directly on Suprali ter with a high transition temperature Tc. Suprali ter with high transition temperature Tc are porous and have one very short coherence, making it extremely difficult controls a few nanometers thick insulation layer to manufacture.

Statt eines SIS Aufbaus wurde daher mit Anordnungen in Form von Mikrobrücken, Oberflächenkontakten und Punktkontak ten versucht, einen Josephson-Effekt in Supraleitern mit hoher Sprungtemperatur Tc zu erhalten.Instead of a SIS setup, orders were placed in Form of micro bridges, surface contacts and point contact tried to use a Josephson effect in superconductors to obtain high step temperature Tc.

Das Verfahren der Herstellung eines Bauelementes mit Josephson-Übergang wurde auf der Grundlage eines Supraleiters mit niedriger Sprungtemperatur Tc entwickelt. Als ein Beispiel wird auf den Aufsatz von J.H. Greiner et al. in I. Ames, IBM J. Res. Devolop., 24(2) (März 1980), Seiten 195-204 und Seiten 188-194 verwiesen. In der zugehörigen Zeichnung, insbesondere in Fig. 1, ist eine schematische Querschnittsan sicht des entsprechenden Bauelementes mit Josephson-Übergang dargestellt, bei dem supraleitende Schichten aus Pb-In-Au(M2) und Pb-Bi(M3) und eine Isolierschicht (PbO+In₂O₃, M4), die auf der Schicht M2 aufgewachsen ist, zur Bildung des Bauelementes mit Josephson-Übergang verwandt werden. Die M2-Schicht wird dadurch gebildet, daß der Reihe nach dünne Schichten aus Au(4,5 nm), Pb(160 nm) und In(35 nm) durch Aufdampfen niederge schlagen werden. Diese drei dünnen Schichten interdiffun dieren leicht bei Raumtemperatur zur Bildung einer Legierung. Die In₂O₃-Schicht wird auf der M2-Schicht bei 2,7 Pa O₂ zunächst bei 24°C und dann bei 75°C über 30 Minuten jeweils unter Einsatz einer Wärmebehandlung oder Hf-Oxidation ausgebildet. Die M3-Schicht wird an Ort und Stelle nach der Bildung der M2-Schicht über eine gemeinsame Aufdampfung aus einer Legierungsquelle einer Pb-Bi(29 Gew.%)-Legierung ausgebildet.The method of manufacturing a device with a Josephson junction was developed on the basis of a superconductor with a low transition temperature Tc. As an example, the article by JH Greiner et al. in I. Ames, IBM J. Res. Devolop., 24 (2) (March 1980), pages 195-204 and pages 188-194. In the accompanying drawing, in particular in Fig. 1, a schematic cross-sectional view of the corresponding component with Josephson junction is shown, in which superconducting layers of Pb-In-Au (M2) and Pb-Bi (M3) and an insulating layer (PbO + In ₂ O ₃ , M4), which grew on the layer M 2 , can be used to form the component with the Josephson junction. The M2 layer is formed by successively depositing thin layers of Au (4.5 nm), Pb (160 nm) and In (35 nm) by vapor deposition. These three thin layers easily diffuse at room temperature to form an alloy. The In ₂ O ₃ layer is formed on the M2 layer at 2.7 Pa O ₂ first at 24 ° C and then at 75 ° C for 30 minutes, each using a heat treatment or HF oxidation. The M3 layer is formed in place after the formation of the M2 layer by co-evaporation from an alloy source of a Pb-Bi (29 wt%) alloy.

Es ist jedoch sehr schwierig, das obige Verfahren bei der Herstellung eines Supraleiters mit hoher Sprungtemperatur Tc zu verwenden, da ein derartiger Supraleiter ein Oxid und daher porös ist und eine Menge Verunreinigungen hat. Es ist gleichfalls sehr schwierig, eine wenige Nanometer starke Isolierschicht gleichmäßig auszubilden.However, it is very difficult to follow the above procedure the production of a superconductor with a high transition temperature To use Tc because such a superconductor is an oxide and is therefore porous and has a lot of impurities. It is also very difficult, a few nanometers thick Form insulating layer evenly.

Weitere herkömmliche Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes mit Josephson-Übergang unter Verwendung eines Supraleiters mit hoher Sprungtemperatur Tc sind in Fig. 2 dargestellt, wobei fünf Arten von supraleitenden Schwachkopp lungsgliedern hergestellt werden.Other conventional methods of manufacturing a Josephson junction device using a high step temperature superconductor Tc are shown in FIG. 2, wherein five types of superconducting weak coupling members are fabricated.

Fig. 2a zeigt einen Punktkontakt. Eine Niobnadel (Durchmesser etwa 2 mm), deren Spitze auf 0,1 mm oder weniger im Durchmesser zugespitzt ist, wird auf die Oberfläche der Masse des BaYCuO-Gemisches gedrückt. Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ist die Niobnadel an einer Phosphor-Bronze-Platte angebracht, die als Feder wirkt. Der Kontaktdruck des Schwachkopplungsgliedes wird unter Verwen dung der Feder eingestellt. Das obige Punktkontaktverfahren ist in Appl. Phys. Lett., 51(7) (17. August 1987), Seiten 540-541 im Aufsatz von John Moreland et al. beschrieben. Fig. 2a shows a point contact. A niobium needle (diameter about 2 mm), the tip of which is sharpened to 0.1 mm or less in diameter, is pressed onto the surface of the mass of the BaYCuO mixture. Although not shown in the drawing, the niobium needle is attached to a phosphor bronze plate that acts as a spring. The contact pressure of the weak coupling element is set using the spring. The above point contact procedure is in Appl. Phys. Lett., 51 (7) (August 17, 1987), pages 540-541 in the article by John Moreland et al. described.

Fig. 2b zeigt einen Kantenkontakt. Eine Masse eines BaYCuO-Gemisches wird in zwei Teile aufgeteilt. Die frische Kanten dieser Teile werden unter Verwendung einer speziellen Anordnung gegeneinander gedrückt. Das obige Kantenkontaktver fahren ist in Jap.J. Appl. Phys., 26(5) (15. Mai 1987), Seiten L701-703, von J.-S. Tsal et al. beschrieben. FIG. 2b shows an edge contact. A mass of a BaYCuO mixture is divided into two parts. The fresh edges of these parts are pressed against each other using a special arrangement. The above edge contact method is in Jap.J. Appl. Phys., 26 (5) (May 15, 1987), pages L701-703, by J.-S. Tsal et al. described.

Fig. 2c zeigt den Oberflächenkontakt. Zwei Massen eines BaYCuO-Gemisches werden über eine Schraubenspindel gegenein ander gedrückt, die über der Probe angeordnet ist. Der Kontaktflächenbereich beträgt etwa 5×5 mm². Das obige Oberflächenkontaktverfahren ist in Appl. Phys. Lett., 56(16) (1990), Seiten 1579-1581, im Aufsatz von Y. Zhang et al. beschrieben. Fig. 2c shows the surface contact. Two masses of a BaYCuO mixture are pressed against each other via a screw spindle, which is arranged above the sample. The contact area is approximately 5 × 5 mm ² . The above surface contact process is described in Appl. Phys. Lett., 56 (16) (1990), pages 1579-1581, in the article by Y. Zhang et al. described.

Fig. 2d zeigt den Indiumkontakt. Ein kleines Stück Indium wird auf die Oberfläche der Masse des BaYCuO-Gemisches gepreßt. Das Indium dringt in das Innere des BaYCuO-Gemisches aufgrund des Preßdruckes wegen der Weichheit des Indiums und der Porösität des pelletisierten und gesinterten BaYCuO- Gemisches ein. Der Kontaktflächenbereich liegt bei etwa 3 mm². Das obige Indiumkontaktverfahren ist in Solid State Comm., 70(11) (1989), Seiten 1055-1058, im Aufsatz von G. Briceno et al. beschrieben. Fig. 2d shows the Indiumkontakt. A small piece of indium is pressed onto the surface of the mass of the BaYCuO mixture. The indium penetrates into the interior of the BaYCuO mixture due to the pressing pressure due to the softness of the indium and the porosity of the pelletized and sintered BaYCuO mixture. The contact area is approximately 3 mm ² . The above indium contact method is described in Solid State Comm., 70 (11) (1989), pages 1055-1058, in the article by G. Briceno et al. described.

Fig. 2e zeigt einen Rißkontakt. Eine Masse eines BaYCuO- Gemisches wird zerteilt und in zwei Teile in der Umgebungs luft getrennt. Die zwei Teile werden wieder miteinander so vereinigt, daß sie von außen so aussehen wie das ursprüngli che einteilige Stück der Probe vor der Teilung. Das gesamte Stück der Probe wird von beiden Seiten durch eine Schrauben spindel zusammengepreßt. Der Kontaktbereich liegt bei etwa 1×4 mm². Das obige Rißkontaktverfahren ist in Jap. J. Appl. Phys. 27(7) (Juli 1988), Seiten L1204-1205, im Aufsatz von A.Z. Lin et al. beschrieben. Fig. 2e shows a crack contact. A mass of a BaYCuO mixture is divided and separated into two parts in the ambient air. The two parts are reunited with each other so that they look from the outside like the original one-piece piece of the sample before division. The entire piece of the sample is pressed together from both sides by a screw spindle. The contact area is approximately 1 × 4 mm ² . The above crack contact method is in Jap. J. Appl. Phys. 27 (7) (July 1988), pages L1204-1205, in the article by AZ Lin et al. described.

Fig. 2f zeigt einen Brückenkontakt. Das Schwachkopp lungsglied ist dadurch gebildet, daß eine Brücke mit dem Patterning-Verfahren ausgebildet wird. Dieses Verfahren wird im weitesten Umfang verwandt und ist in Bull. Electrotech. Lab., 51(9) (1987), Seiten 671-679, im Aufsatz von T. Endo et al. beschrieben. Fig. 2f shows a bridge contact. The weak coupling element is formed in that a bridge is formed using the patterning method. This method is used to the fullest extent and is in Bull. Electrotech. Lab., 51 (9) (1987), pages 671-679, in the article by T. Endo et al. described.

Die bekannten Verfahren, die in Fig. 2 dargestellt sind, sind jedoch experimentelle Arbeitsprozesse. Alle liefern eine Josephson-Charakteristik nur bei 4,2°K. Es ist weiterhin nicht ohne weiteres möglich, Bauelemente mit Josephson- Übergang und gleichmäßigen Charakteristiken zu bilden, da diese Verfahren keine hohe Reproduzierbarkeit haben.However, the known methods shown in Fig. 2 are experimental work processes. All provide a Josephson characteristic only at 4.2 ° K. Furthermore, it is not readily possible to form components with a Josephson junction and uniform characteristics, since these processes are not very reproducible.

Durch die Erfindung soll daher ein Bauelement mit Josephson-Übergang geschaffen werden, das mechanisch einfacher ist und eine höhere Reproduzierbarkeit und eine höhere kritische Stromdichte hat. Durch die Erfindung soll weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bauelementes mit Josephson-Übergang geschaffen werden.The invention is therefore intended to include a component Josephson transition can be created mechanically is easier and higher reproducibility and one has higher critical current density. The invention is intended further a method for producing such Component with Josephson transition can be created.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigenThe following are based on the associated drawing particularly preferred embodiments of the invention described. Show it

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen Bauelementes mit Josephson-Übergang, das aus einem Supraleiter mit niederiger Sprungtemperatur Tc besteht, Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional device having a Josephson junction, which consists of a superconductor having niederiger Tc,

Fig. 2a in einer schematischen Ansicht ein herkömmliches Punktkontaktverfahren, Fig. 2a shows a schematic view of a conventional point-contact method,

Fig. 2b in einer schematischen Ansicht ein herkömmliches Kantenkontaktverfahren, FIG. 2b shows a schematic view of a conventional edge contact method,

Fig. 2c in einer schematischen Ansicht ein herkömmliches Oberflächenkontaktverfahren, Fig. 2c is a schematic view of a conventional surface contact method,

Fig. 2d in einer schematischen Ansicht ein herkömmliches Indiumkontaktverfahren, Fig. 2d is a schematic view of a conventional Indiumkontaktverfahren,

Fig. 2e in einer schematischen Ansicht ein herkömmliches Rißkontaktverfahren, Fig. 2e is a schematic view of a conventional Rißkontaktverfahren,

Fig. 2f in einer schematischen Ansicht ein herkömmliches Brückenkontaktverfahren, Fig. 2f a conventional bridge contact method in a schematic view,

Fig. 3 in einer graphischen Darstellung die Temperatur gegenüber dem Widerstand bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauelementes mit Josephson-Übergang, Fig. 3 is a graph showing the temperature versus resistance in one embodiment of the device according to the invention with a Josephson junction,

Fig. 4 in einer graphischen Darstellung den Strom gegenüber der Spannung bei dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauelementes mit Josephson-Übergang, und Fig. 4 is a graphical representation of the current versus voltage in the embodiment of the device according to the invention with Josephson junction, and

Fig. 5 eine rasterelektronenmikroskopische Mikrophoto graphie (Vergrößerung 20 000), die die zweite Phase eines Schwarzkörpers darstellt. Fig. 5 is a scanning electron microscopic microphotograph (magnification 20,000), which represents the second phase of a black body.

Gemäß der Erfindung wird die isolierende Phase, die im Supraleiter besteht, als Isolierschicht verwandt, die für den Josephson-Übergang benötigt wird. Die isolierende Phase wird während der Wärmebehandlung von keramischen Supraleitern gebildet. Durch Anlegen einer mechanischen Kraft wird das Isoliermaterial sandwichartig zwischen den supraleitenden Phasen gebildet. Dieser sandwichartige Aufbau kann als Josephson-Übergang arbeiten.According to the invention, the insulating phase, which in Superconductor exists, used as an insulating layer, for the Josephson transition is needed. The isolating phase will during the heat treatment of ceramic superconductors educated. By applying a mechanical force that will Insulating material sandwiched between the superconducting Phases formed. This sandwich structure can be used as Josephson transition work.

Gemäß der Erfindung wird die polykristalline Struktur von keramischen Supraleitern mit hoher Sprungtemperatur Tc ausgenutzt, die im allgemeinen eine große Anzahl von Korngrenzen enthalten. Wenn eine mechanische Kraft an dem Material liegt, werden die Korngrenzen zunächst aufgebrochen und nimmt die Trennung zwischen den Körnern zu. Diese Struktur, die durch die anliegende Kraft modifiziert wurde, verhält sich wie ein Josephson-Übergang.According to the invention, the polycrystalline structure of ceramic superconductors with high transition temperature Tc exploited, which is generally a large number of Grain boundaries included. If a mechanical force on the The grain boundaries are first broken open and increases the separation between the grains. These Structure that has been modified by the applied force behaves like a Josephson transition.

Supraleiter mit hoher Sprungtemperatur Tc sind kerami sche Materialien, die leicht brechen, wenn eine mechanische Kraft anliegt. Gemäß der Erfindung wird daher ein herkömm liches Drahtverfahren zum Anlegen der Kraft an den Supralei ter verwandt. Es wird beispielsweise ein Silberrohr, das mit supraleitendem Pulver gefüllt ist, zu einem Draht gezogen und es wird anschließend der Draht zur Bildung eines flexiblen, dünnen Bandes kaltgewalzt. Das Band enthält den Josephson-Übergang.Superconductors with a high transition temperature Tc are kerami materials that break easily when mechanical Force is present. According to the invention, therefore, a convention wire process to apply the force to the supralea ter related. For example, it will be a silver tube with superconducting powder is filled, drawn into a wire and then it becomes the wire to form a flexible, thin strip cold-rolled. The tape contains the Josephson transition.

Das erfindungsgemäße Bauelement mit Josephson-Übergang aus einem Supraleiter auf Wismutbasis mit hoher Sprungtempe ratur Tc umfaßt eine supraleitende Phase von Bi2Sr2Ca2Cu3 mit hoher Sprungtemperatur Tc, eine supraleitende Phase von Bi2Sr2Ca1Cu3 mit niedriger Sprungtemperatur Tc und eine zweite Phase, wobei die zweite Phase eine Phase ist, die neben der supraleitenden Phase mit hoher Sprungtemperatur Tc und der supraleitenden Phase mit niedriger Sprungtemperatur Tc im Bauelement bleibt und als Isolierschicht eines Josephson-Übergangs wirkt. Diese zweite Phase kann als eine Korngrenze im engeren Sinne angesehen werden, die sich wie eine Isolierschicht eines Josephson-Übergangs verhält.The component according to the invention with a Josephson junction made of a bismuth-based superconductor with high jump temp rature Tc includes a superconducting phase of Bi2Sr2Ca2Cu3 high transition temperature Tc, a superconducting phase of Bi2Sr2Ca1Cu3 with low transition temperature Tc and one second phase, the second phase being a phase that in addition to the superconducting phase with a high transition temperature Tc and the superconducting phase with a low transition temperature Tc remains in the component and as an insulating layer Josephson transition works. This second phase can act as one Grain boundary can be viewed in the narrower sense, which looks like an insulating layer of a Josephson junction behaves.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauelementes mit Josephson-Übergang aus einem Supraleiter auf Wismutbasis mit hoher Sprungtemperatur Tc wird ein stöchiome trisches Gemisch eines Supraleiters auf Wismutbasis mit hoher Sprungtemperatur Tc gebildet, wird das Gemisch geröstet, wird das geröstete Gemisch pulverisiert, wird das pulverisierte Pulver gesintert, wird ein mit dem gesinterten Pulver gefülltes Rohr zur Bildung eines Drahtes gezogen, wird der Draht zur Bildung eines Bandes kaltgewalzt und wird das Band gesintert.In the inventive method for producing a Component with Josephson junction from a superconductor Bismuth base with high crack temperature Tc becomes a stoichiometric one tric mixture of a bismuth-based superconductor high jump temperature Tc is formed, the mixture roasted, the roasted mixture is pulverized, that is powdered powder sintered, one with the sintered Powder filled tube is pulled to form a wire the wire is cold rolled to form a strip and will Band sintered.

Im folgenden wird ein besonders bevorzugtes Ausführungs beispiel der Erfindung beschrieben, das in vieler Hinsicht abgewandelt werden kann.The following is a particularly preferred embodiment example of the invention described in many ways can be modified.

Ein stöchiometrisches Gemisch (Bi 21, 6Pb0, 4Sr2Ca2Cu3Oy) aus Bi₂O₃, PbO, SrCO₃, CaCO₃ und CuO wird geröstet und bei 800°C 20 Stunden lang in Luft gesintert. Das gesinterte Material wird auf ein Pulver mit einer Korngröße von unter 1 µm pulverisiert, mit dem ein Silberrohr (6 mm Innen durchmesser, 8 mm Außendurchmesser, 300 mm Länge) gefüllt wird. Das Silberrohr wird zu einem Draht mit einem Außen durchmesser von 4 mm gezogen. Der Draht mit dem supraleiten den Pulver wird bei 845°C 80 Stunden lang wärmebehandelt. Der Draht wird dann zu einem 0,1-0,2 mm Band kaltgewalzt. Dieses Band wird bei 845°C 50 Stunden lang wärmebehandelt, was zur Bildung eines Josephson-Überganges führt. Der bandförmige Supraleiter enthält eine Menge an isolierenden Phasen, die als Isolierschichten im Josephson-Übergang wirken. Die Charakteristik der gesamten Probe ist durch den Übergang bestimmt, der die kleinste kritische Stromdichte hat.A stoichiometric mixture (Bi 21, 6Pb0, 4Sr2Ca2Cu3Oy) of Bi ₂ O ₃ , PbO, SrCO ₃ , CaCO ₃ and CuO is roasted and sintered in air at 800 ° C for 20 hours. The sintered material is pulverized to a powder with a grain size of less than 1 µm, with which a silver tube (6 mm inside diameter, 8 mm outside diameter, 300 mm length) is filled. The silver tube is drawn into a wire with an outer diameter of 4 mm. The wire with the superconducting powder is heat treated at 845 ° C for 80 hours. The wire is then cold rolled into a 0.1-0.2 mm strip. This tape is heat treated at 845 ° C for 50 hours, resulting in the formation of a Josephson junction. The ribbon-shaped superconductor contains a large number of insulating phases, which act as insulating layers in the Josephson junction. The characteristic of the entire sample is determined by the transition that has the lowest critical current density.

Der Josephson-Übergang, der durch das obige Verfahren gebildet wird, enthält viele Korngrenzen, die sich wie Josephson-Übergänge verhalten, und die sich ergebende Charakteristik der Proben ist durch den Übergang begrenzt, der die kleinste kritische Stromdichte hat.The Josephson transition, through the above procedure is formed contains many grain boundaries that look like Josephson transitions behave, and the resulting Characteristic of the samples is limited by the transition, that has the lowest critical current density.

Fig. 3 und 4 zeigen die Charakteristik des Josephson- Überganges, der durch das obige Verfahren gebildet wird. Fig. 3 zeigt den Widerstand des Übergangs als Funktion der Temperatur. Es sei darauf hingewiesen, daß der Widerstand bei 87°K gleich Null wird. Fig. 4 zeigt die Stromspannungskenn linie des Überganges, die deutlich den Gleichstrom-Josephson- Effekt zeigt. Die rasterelektronenmikroskopische Mikrophoto graphie (Verstärkungsfaktor 20 000) in Fig. 5 zeigt das Bestehen der zweiten Phase in dem erfindungsgemäßen Bauele ment. Die schwarzen Teile der rasterelektronenmikroskopischen Mikrophotographie sind die zweite Phase oder die Korngrenzen, die als Isolierschichten im Josephson-Übergang wirken. FIGS. 3 and 4 show the characteristics of the Josephson junction, which is formed by the above method. Fig. 3 shows the resistance of the junction as a function of temperature. It should be noted that the resistance becomes zero at 87 ° K. Fig. 4 shows the current-voltage characteristic line of the transition, which clearly shows the direct current Josephson effect. The scanning electron microscopic micrography (gain factor 20,000) in Fig. 5 shows the existence of the second phase in the component according to the invention. The black parts of scanning electron microscopic microphotography are the second phase or the grain boundaries, which act as insulating layers in the Josephson junction.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat Vorteile wie beispielsweise eines einfachen Arbeitsablaufes, einer höheren Reproduzierbarkeit und einer höhere kritischen Stromdichte gegenüber den anderen herkömmlichen Verfahren. Das erfin dungsgemäße Verfahren ist daher für die Anwendung in der Praxis vielversprechend.The method according to the invention has advantages such as for example a simple workflow, a higher one Reproducibility and a higher critical current density compared to the other conventional methods. That invented The method according to the invention is therefore for use in the Promising in practice.

Claims

1. Component with a Josephson junction made of a bismuth-based superconductor with a high transition temperature Tc, characterized by a superconducting phase made of Bi2Sr2Ca2Cu3 with a high transition temperature Tc, a superconducting phase made of Bi2Sr2Ca1Cu3 with a low transition temperature Tc and a second phase, the second phase being a Phase is that which remains in the component in addition to the superconducting phase with a high transition temperature and the superconducting phase with a low transition temperature and behaves like an insulating layer of a Josephson junction.

2. Component according to claim 1, characterized in that the second phase is a grain boundary that looks like a Insulating layer of a Josephson junction behaves.

3. Method for producing a component with Josephson junction with a bismuth-based superconductor high jump temperature Tc, characterized in that a stoichiometric mixture of a bismuth-based superconductor is formed with a high transition temperature Tc, the mixture is roasted, the roasted mixture is pulverized powdered powder is sintered, one with the sintered Powder filled tube is pulled to form a wire the wire is cold rolled to form a strip and that Band is sintered.

4. The method according to claim 3, characterized in that the tube is a silver tube (Ag).

5. The method according to claim 3, characterized in that the stoichiometric mixture of the superconductor Bismuth base with high crack temperature Tc the composition Bi 21, 6Pb0, 4SR2Ca2Cu3Oy has.