JP2005294782A - 半導体超伝導素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不純物を含まない半導体の基板と金属層との間に薄い絶縁層を接触挟持させ、更に半導体と金属層の間に金属層を負になるように電圧をかけ、絶縁層と半導体の境界面に於いて、半導体の境界面直下の薄い層内にホールを誘起させ、ホール誘起によるホール伝導で超伝導を出現させる。ホール誘起により共有結合している半導体の格子点(原子)に一つおきにホールを配列させ、ホール伝導により超伝導を実現する。図1に於いて、ホールが格子点(原子)を一つだけ移動した後と移動する前を比べてみると、ホールが格子点(原子)の左右どちらにあるかの違いだけです。格子偏極もエネルギー準位も何も変わらず、エネルギーレベルの変化なしで電気伝導が可能になり、超伝導が実現する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、不純物を含まない半導体基板と金属層との間に薄い絶縁層を接触挟持させた電界効果型超伝導素子を作製する。電界効果型超伝導素子を高温(300℃以上)にし、ゲートに負の電圧を加える事により、半導体の結晶構造を乱すことなく、電界効果型超伝導素子の絶縁層と半導体基板の境界面に於いて、半導体基板の境界面直下の薄い層内にホールを誘起させ、且つ電子とホールを半導体基板の絶縁層との境界面直下の薄い層内の格子に一つ置き、交互に規則正しく配列させる。ホールを誘起した後は、低温にしてよい。半導体基板の境界面直下の薄い層内にホールが高濃度に誘起されると、ホールとホールの反発力により、ホールは格子に一つおきに配列される。ホールが半導体基板の境界面直下の薄い層内の格子に一つ置きに配列された時、超伝導になる。
図2は本発明の一形態例の構造を示す平面図である。
図3は本発明の一形態例の構造を示す断面図である。
図中1は半導体基板で、2は半導体基板1の表面酸化あるいは半導体基板1の上に絶縁物の蒸着等により形成した絶縁層で、3は絶縁層2の上に蒸着等で形成されたゲート電極である。4、5は半導体基板に蒸着等により埋め込まれた抵抗値測定用のソース、ドレイン電極である。6は半導体基板1の絶縁層2が形成された面の反対面に蒸着等で形成されたプラス電極です。
上記のように形成した電界効果型超伝導素子に於いて、プラス電極6をプラス電源にゲート電極3をマイナス電源に接続し、且つ半導体基板1を高温(300℃以上)にし、電界効果型超伝導素子の絶縁層2と半導体基板1の境界面に於いて、半導体基板1の境界面直下の薄い層内にホールを誘起させる。この時、ホールが誘起された半導体基板1の境界面直下が超伝導になり、ソース電極とドレイン電極間の抵抗値が零になる。
1… 半導体基板
2… 絶縁層
3… ゲート電極(マイナス電極)
4… ソース電極
5… ドレイン電極
6… プラス電極
Claims (1)
- 不純物を含まない半導体基板と金属層との間に薄い絶縁層を接触挟持させ、更に前記半導体基板と金属層の間に金属層を負になるように電圧をかけ、前記半導体基板を高温(300℃以上)にし、絶縁層と前記半導体基板の境界面に於いて、前記半導体基板の境界面直下の薄い層内にホールを誘起させ、このホールの伝導により超伝導を出現させることを特徴とする半導体素子。
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