JPH01243486A - 超電導素子の製造方法 - Google Patents
超電導素子の製造方法Info
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- JPH01243486A JPH01243486A JP63070269A JP7026988A JPH01243486A JP H01243486 A JPH01243486 A JP H01243486A JP 63070269 A JP63070269 A JP 63070269A JP 7026988 A JP7026988 A JP 7026988A JP H01243486 A JPH01243486 A JP H01243486A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は各種のセンサーとして利用される超電導素子の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
（ロ）従来の技術
近年、例えばＹＢｉｔＣｕｔＯｒ−８（０＜＆＜１）で
表わされる酸化物材料が液体窒素の沸点（７７Ｋ）より
高い臨界温度で超電導状態に入ることが見出され、高温
酸化物超電導体として脚光を浴びている。
表わされる酸化物材料が液体窒素の沸点（７７Ｋ）より
高い臨界温度で超電導状態に入ることが見出され、高温
酸化物超電導体として脚光を浴びている。
このＹ Ｂａ＊Ｃｕ５Ｏｔ−８は、Ｙ、０．と、ＢａＣ
０゜と、ＣｕＯの粉末を、Ｙ：Ｂａ１Ｃｕ−１：２７３
の比率で秤量後、分散混合をし、ｓ ｓ ｏ ’ｃの空
気中で９時間予備焼結を行ない、再び粉砕分散をした後
、加圧成形し、９６０℃の酸素雰囲気中で７時間、本焼
結を行なう同相反応法に依って形成されていた。
０゜と、ＣｕＯの粉末を、Ｙ：Ｂａ１Ｃｕ−１：２７３
の比率で秤量後、分散混合をし、ｓ ｓ ｏ ’ｃの空
気中で９時間予備焼結を行ない、再び粉砕分散をした後
、加圧成形し、９６０℃の酸素雰囲気中で７時間、本焼
結を行なう同相反応法に依って形成されていた。
一方、酸化物超電導体を用いた電気素子としては、超電
導細条の一部にくびれ部を作り、そのくびれ部分の超電
導臨界電流特性を利用した電流制限素子、或いはくびれ
部の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）で生じるバ
ウンダリージョセフソン効果を用いた弱結合素子、及び
その弱結合部で電磁波や光により超電導状態の不平衡を
生じさせるセンサーなどがある。
導細条の一部にくびれ部を作り、そのくびれ部分の超電
導臨界電流特性を利用した電流制限素子、或いはくびれ
部の粒界（Ｇｒａｉｎ Ｂｏｕｎｄａｒｙ）で生じるバ
ウンダリージョセフソン効果を用いた弱結合素子、及び
その弱結合部で電磁波や光により超電導状態の不平衡を
生じさせるセンサーなどがある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
斯る電気素子に上記した固相成長法に依って形成された
酸化物超電導体を用いると、次のような問題点がある。
酸化物超電導体を用いると、次のような問題点がある。
■同相成長法に依る焼結体は空孔が多く（気孔率２０〜
３０％〉、精密な加工が困難である。−般に上記した各
種の超電導素子には１０μｍ程度の加工精度が要求され
るが、同相成長法に依る焼結体の気孔自体の直径が５〜
１０μｍあり、ダイシング装置を用いたとしても所望の
精度を維持することは困難である。
３０％〉、精密な加工が困難である。−般に上記した各
種の超電導素子には１０μｍ程度の加工精度が要求され
るが、同相成長法に依る焼結体の気孔自体の直径が５〜
１０μｍあり、ダイシング装置を用いたとしても所望の
精度を維持することは困難である。
０粒界が不均一であるために、その粒界で制限される臨
界電流特性や粒界ジョセフソン電流特性が均一にならず
、超電導素子の特性の再現性が悪い。
界電流特性や粒界ジョセフソン電流特性が均一にならず
、超電導素子の特性の再現性が悪い。
■焼結体は多孔質であるためにその空孔に水分などが侵
入し、臨界電流特性などに悪影響を与え素子の寿命、信
頼性の低下を招く。
入し、臨界電流特性などに悪影響を与え素子の寿命、信
頼性の低下を招く。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明は、酸化物超電導体を構成する原材料を混合し、
該原材料を加熱溶融後、急冷して高密度の酸化物超電導
体素材を得、この素材を所定の厚みにスライスし、該ス
ライス素材に酸化雰囲気中でのアニール処理を施して超
電導スライスを作り、この超電導スライスに弱結合部を
形成するものである。
該原材料を加熱溶融後、急冷して高密度の酸化物超電導
体素材を得、この素材を所定の厚みにスライスし、該ス
ライス素材に酸化雰囲気中でのアニール処理を施して超
電導スライスを作り、この超電導スライスに弱結合部を
形成するものである。
（ホ）作用
本発明に依れば、安定した特性の超電導素子を再現性良
く製造することができる。
く製造することができる。
（へ）実施例
本発明方法を、ＹＢａ＊Ｃｕ５Ｏｙｌ（０＜＆＜ｔ）で
表わされる酸化物超電導体の場合を例にとって説明する
。
表わされる酸化物超電導体の場合を例にとって説明する
。
Ｙ、０．と、ＢａＣ０，と、ＣｕＯの粉末を用意し、Ｙ
：Ｂａ：Ｃｕ−１ｊ２：３の比率で稈量後、約１トンん
１の圧力でプレスして原材料ペレットを形成する。この
ペレットをアルゴンアークなどに依って２０００℃以上
に加熱して２〜３時間溶融し、続いてこの溶融ペレット
を１０ ”Ｃ／ ｓｅｃ程度の速度で急冷し酸化物超電
導体素材を得る。次にこの素材を１ｍ以下、好ましくは
０．３１１１１１以下の厚みにスライスし、そのスライ
ス素材を酸素などの酸化雰囲気中で、該スライス素材の
融点以下の、例えば１０００℃、３時間のアニール処理
を施してそのスライス内に酸素を均一に取り込んでＹ
Ｂａ、Ｃｕ、Ｏ、−１；で表わされる単一相の酸化物超
電導スライスを形成する。
：Ｂａ：Ｃｕ−１ｊ２：３の比率で稈量後、約１トンん
１の圧力でプレスして原材料ペレットを形成する。この
ペレットをアルゴンアークなどに依って２０００℃以上
に加熱して２〜３時間溶融し、続いてこの溶融ペレット
を１０ ”Ｃ／ ｓｅｃ程度の速度で急冷し酸化物超電
導体素材を得る。次にこの素材を１ｍ以下、好ましくは
０．３１１１１１以下の厚みにスライスし、そのスライ
ス素材を酸素などの酸化雰囲気中で、該スライス素材の
融点以下の、例えば１０００℃、３時間のアニール処理
を施してそのスライス内に酸素を均一に取り込んでＹ
Ｂａ、Ｃｕ、Ｏ、−１；で表わされる単一相の酸化物超
電導スライスを形成する。
このようにして得たＹ Ｂ ａ ｔ Ｃｕ ｓ Ｏｖ−
８の粒界の顕微鏡写真の模式図を第１図に示す、同図に
於て、（１）はＹＢａｔＣｕｓＯｙ−＆の粒子、（２）
はこの粒子間の粒界である。第４図は従来の固相反応法
に依って得られた焼結体の模式図であり、各粒子（１）
間の粒界（２）の近傍には空孔（３）、粒界析出物（４
）の他に、同相拡散で合成するため粒子内部に層状の偏
析物（５）などが存在している。
８の粒界の顕微鏡写真の模式図を第１図に示す、同図に
於て、（１）はＹＢａｔＣｕｓＯｙ−＆の粒子、（２）
はこの粒子間の粒界である。第４図は従来の固相反応法
に依って得られた焼結体の模式図であり、各粒子（１）
間の粒界（２）の近傍には空孔（３）、粒界析出物（４
）の他に、同相拡散で合成するため粒子内部に層状の偏
析物（５）などが存在している。
この第１図並びに第４図とを対比すれば明らかなように
、本発明方法に依って得られた超電導体には、空孔（３
）、粒界析出物（４）、或いは偏析物（５）などが存在
せず、均質な構成を有しており、その結果、密度は９５
％以上の高密度を呈する。
、本発明方法に依って得られた超電導体には、空孔（３
）、粒界析出物（４）、或いは偏析物（５）などが存在
せず、均質な構成を有しており、その結果、密度は９５
％以上の高密度を呈する。
このようにして得た超電導スライスの片面を研摩し、第
２図に示す如く、このスライス＜１０）をガラス、或い
はセラミックなどの基板（１１）に接着して残る片面を
研摩して超電導素子として好ましい厚み、例えば０．０
２〜０．２ｍ程度とし、第３図に拡大して示すようにこ
のように所定の厚みに研摩されたスライス（１０）に対
してレーザービームなどを用いて１Ｘ４１１１Ｑ程度の
大きさの短冊状に素子領域（１２）に区画した後、この
素子領域（１２）に超音波加工、或いはホトリソグラフ
ィなどの手法を用いてくびれ部（１３）を形成する。こ
のくびれ部（１３）の寸法としては、例えば幅０．０３
〜Ｑ 、 ３ ｍ１ｌｌ 、長さ０．０５〜ｏ、ｓｎｍ
程度である。最後にそのくびれ部（１３）を挾む両端に
電極（図示せず）を取り付けて本発明に係る超電導素子
を完成する。
２図に示す如く、このスライス＜１０）をガラス、或い
はセラミックなどの基板（１１）に接着して残る片面を
研摩して超電導素子として好ましい厚み、例えば０．０
２〜０．２ｍ程度とし、第３図に拡大して示すようにこ
のように所定の厚みに研摩されたスライス（１０）に対
してレーザービームなどを用いて１Ｘ４１１１Ｑ程度の
大きさの短冊状に素子領域（１２）に区画した後、この
素子領域（１２）に超音波加工、或いはホトリソグラフ
ィなどの手法を用いてくびれ部（１３）を形成する。こ
のくびれ部（１３）の寸法としては、例えば幅０．０３
〜Ｑ 、 ３ ｍ１ｌｌ 、長さ０．０５〜ｏ、ｓｎｍ
程度である。最後にそのくびれ部（１３）を挾む両端に
電極（図示せず）を取り付けて本発明に係る超電導素子
を完成する。
尚、本発明は、上記した実施例に限ることなく、Ｙの酸
化物に代わってＥｕ、 Ｇｙ、 Ｙｂなど他の希土類元
素の酸化物にも適用できることは言を待たない。
化物に代わってＥｕ、 Ｇｙ、 Ｙｂなど他の希土類元
素の酸化物にも適用できることは言を待たない。
（ト）発明の効果
本発明は以上の説明から明らかな如く、酸化物超電導体
を構成する原材料を混合し、その原材料を加熱溶融して
高密度の酸化物超電導体素材を得た後、この素材を所定
の厚みにスライスし、該スライス素材に酸化雰囲気中で
のアニール処理を施して超電導スライスを作り、この超
電導スライスに弱結合部を形成しているので、超電導体
が高密度となり、１０μｍオーダの精密加工が可能とな
ると共に、粒界が均一になっているのでその粒界で制限
される臨界電流特性や粒界ジョセフソン電流特性が均一
になり、更に水分などの影響を受けにくく、寿命並びに
信頼性の向上が期待される。
を構成する原材料を混合し、その原材料を加熱溶融して
高密度の酸化物超電導体素材を得た後、この素材を所定
の厚みにスライスし、該スライス素材に酸化雰囲気中で
のアニール処理を施して超電導スライスを作り、この超
電導スライスに弱結合部を形成しているので、超電導体
が高密度となり、１０μｍオーダの精密加工が可能とな
ると共に、粒界が均一になっているのでその粒界で制限
される臨界電流特性や粒界ジョセフソン電流特性が均一
になり、更に水分などの影響を受けにくく、寿命並びに
信頼性の向上が期待される。
第１図は本発明方法に依る酸化物超電導体の顕微鏡写真
の模式図、第２図、第３図は本発明素子の製造工程を示
す斜視図、第４図は従来方法に依る酸化物超電導体の顕
微鏡写真の模式図である。 （１）・・・・粒子、（２）・・・・粒界、（３）・・
・・空孔、く４）・・・・粒界析出物、（５）・・・・
偏析物、（１０）・・・・超電導スライス、（１１）・
・・・基板、（１３）・・・・くびれ部。
の模式図、第２図、第３図は本発明素子の製造工程を示
す斜視図、第４図は従来方法に依る酸化物超電導体の顕
微鏡写真の模式図である。 （１）・・・・粒子、（２）・・・・粒界、（３）・・
・・空孔、く４）・・・・粒界析出物、（５）・・・・
偏析物、（１０）・・・・超電導スライス、（１１）・
・・・基板、（１３）・・・・くびれ部。
Claims (1)
- （１）酸化物超電導体を構成する原材料を混合し、該原
材料を加熱溶融して高密度の酸化物超電導体素材を得、
この素材を所定の厚みにスライスし、該スライス素材に
酸化雰囲気中でのアニール処理を施して超電導スライス
を作り、この超電導スライスに弱結合部を形成すること
を特徴とした超電導素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070269A JPH01243486A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 超電導素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63070269A JPH01243486A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 超電導素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01243486A true JPH01243486A (ja) | 1989-09-28 |
Family
ID=13426637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63070269A Pending JPH01243486A (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 超電導素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01243486A (ja) |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP63070269A patent/JPH01243486A/ja active Pending
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