JPH02137379A - トンネル接合素子 - Google Patents
トンネル接合素子Info
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- JPH02137379A JPH02137379A JP63290273A JP29027388A JPH02137379A JP H02137379 A JPH02137379 A JP H02137379A JP 63290273 A JP63290273 A JP 63290273A JP 29027388 A JP29027388 A JP 29027388A JP H02137379 A JPH02137379 A JP H02137379A
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
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】
（ａ業上の利用分舒〕
本発明は、高転移温度特性を有する高温酸化物超伝導体
を電極とするトンネル接合素子に関するものである。
を電極とするトンネル接合素子に関するものである。
（従来の技術）
１９８６年に発見されたＬａｌ−ｘＭ）ｌｃｕＯｙ（Ｍ
：Ｓｒ、 Ｂａ）は超伝導転移温度Ｔｃが３０〜４０に
であり、従来の金属系超伝導体に比べ著しく高いことか
ら、酸化物超伝導体の探索が進められた。転移温度’ｒ
ｃが約９０にのＬｎＢａＣｕＯｙ系（Ｌｎはイツトリウ
ムあるいはランタノイド元素）、同じ＜Ｔｃが約１１０
にのＢ １ｓｒｃａ（：ｕＯｙ系、同じくＴｃが約１２
０にのＴｌＢａＣａＣｕ０ｙ系の発見が相次ぎ、転移温
度ＴＣが液体窒素の沸点７７Ｋを越えるに至ってはその
応用の可能性が益々クローズアップされている。特に、
エレクトロニクス応用の観点から、制御性が高くかつ安
定な特性を持つトンネル接合を実現することは極めて重
要である。
：Ｓｒ、 Ｂａ）は超伝導転移温度Ｔｃが３０〜４０に
であり、従来の金属系超伝導体に比べ著しく高いことか
ら、酸化物超伝導体の探索が進められた。転移温度’ｒ
ｃが約９０にのＬｎＢａＣｕＯｙ系（Ｌｎはイツトリウ
ムあるいはランタノイド元素）、同じ＜Ｔｃが約１１０
にのＢ １ｓｒｃａ（：ｕＯｙ系、同じくＴｃが約１２
０にのＴｌＢａＣａＣｕ０ｙ系の発見が相次ぎ、転移温
度ＴＣが液体窒素の沸点７７Ｋを越えるに至ってはその
応用の可能性が益々クローズアップされている。特に、
エレクトロニクス応用の観点から、制御性が高くかつ安
定な特性を持つトンネル接合を実現することは極めて重
要である。
（発明が解決しようとする課題）
これ等高温酸化物超伝導体を電極としたトンネル接合は
開示されていないが、基本構造は第２図に示すようにな
ると考えられる。第１の高温酸化物超伝導体電極４と第
２の高温酸化物超伝導体電極５間のトンネル特性は電極
に存在する超伝導電子、あるいは準粒子がトンネルバリ
ア層６をトンネルすることによって単純に決定されるべ
きである。
開示されていないが、基本構造は第２図に示すようにな
ると考えられる。第１の高温酸化物超伝導体電極４と第
２の高温酸化物超伝導体電極５間のトンネル特性は電極
に存在する超伝導電子、あるいは準粒子がトンネルバリ
ア層６をトンネルすることによって単純に決定されるべ
きである。
ところが、第１あるいは第２の酸化物超伝導体電極が多
結晶体であると、第３図に示すように、結晶粒７同志が
接する結晶粒界８に存在する、低品質でかつ全く特性の
制御ができないジョセフソン接合か超伝導電極内に多数
存在するため、第１の電極４と第２の電極５間のトンネ
ル特性は、バリア層６のみでなくこれ等の多数のジョセ
フソン接合の影響を受けてしまうという重大な問題点を
持つ。
結晶体であると、第３図に示すように、結晶粒７同志が
接する結晶粒界８に存在する、低品質でかつ全く特性の
制御ができないジョセフソン接合か超伝導電極内に多数
存在するため、第１の電極４と第２の電極５間のトンネ
ル特性は、バリア層６のみでなくこれ等の多数のジョセ
フソン接合の影響を受けてしまうという重大な問題点を
持つ。
この問題点を解決するためには、第１および第２の電極
４および５を単結晶の酸化物超伝導体で形成する必要が
ある。
４および５を単結晶の酸化物超伝導体で形成する必要が
ある。
ここで、トンネル接合を第１の超伝導電極１上にトンネ
ルバリア層６を、次に第２の超伝導電極５を順次エピタ
キシャル成長させて形成する場合を考える。
ルバリア層６を、次に第２の超伝導電極５を順次エピタ
キシャル成長させて形成する場合を考える。
この場合、第１の超伝導電極４が単結晶で形成できたと
しても、トンネルバリアが多結晶であると、第２の電極
５の酸化物超伝導体は多結晶になってしまう。
しても、トンネルバリアが多結晶であると、第２の電極
５の酸化物超伝導体は多結晶になってしまう。
従って、第１、および第２の電極４および５を単結晶の
酸化物超伝導体として形成するためには、単結晶酸化物
超伝導体の上に、単結晶のトンネルバリア層６を形成す
ることが必須となる。つまり、酸化物超伝導体とトンネ
ルバリアとのへテロエピタキシャルが必須となる。
酸化物超伝導体として形成するためには、単結晶酸化物
超伝導体の上に、単結晶のトンネルバリア層６を形成す
ることが必須となる。つまり、酸化物超伝導体とトンネ
ルバリアとのへテロエピタキシャルが必須となる。
本発明の目的は、酸化物超伝導体とトンネルバリアとの
へテロエピタキシャルを可能にすることにより、酸化物
超伝導体内に結晶粒界ジョセフソン接合を無くシ、トン
ネルバリア層による影響のみを反映した良質のトンネル
特性を実現できるトンネル接合素子を提供することにあ
る。
へテロエピタキシャルを可能にすることにより、酸化物
超伝導体内に結晶粒界ジョセフソン接合を無くシ、トン
ネルバリア層による影響のみを反映した良質のトンネル
特性を実現できるトンネル接合素子を提供することにあ
る。
（課題を解決するための手段）
こめような目的を達成するために、本発明は、高温酸化
物超伝導体で形成された単結晶の第１および第２の電極
と、第１の電極と第２の電極との間に、ペロブスカイト
構造を有する複合酸化物で形成された単結晶のトンネル
バリア層とを含むことを特徴とする。
物超伝導体で形成された単結晶の第１および第２の電極
と、第１の電極と第２の電極との間に、ペロブスカイト
構造を有する複合酸化物で形成された単結晶のトンネル
バリア層とを含むことを特徴とする。
酸化物超伝導体電極とトンネルバリア層とのへテロエピ
タキシャルを実現するためには、トンネルバリア材料の
選択として、いくつかの条件を満足する必要がある。
タキシャルを実現するためには、トンネルバリア材料の
選択として、いくつかの条件を満足する必要がある。
第１にその格子定数が、電極を形成する酸化物超伝導体
の格子定数とほぼ等しいこと、第２に、その結晶構造が
、酸化物超伝導体と同類系であることである。さらに、
バリア材料の拡散によって引き起こされる超伝導性の劣
化が少ないことも重要である。
の格子定数とほぼ等しいこと、第２に、その結晶構造が
、酸化物超伝導体と同類系であることである。さらに、
バリア材料の拡散によって引き起こされる超伝導性の劣
化が少ないことも重要である。
（作 用）
本発明によれば、トンネルバリア材料として、酸化物超
伝導体の格子定数とほぼ合致しく格子不整合率４％以下
）、かつ酸化物超伝導体の結晶構造の基本骨格である酸
素八面体で構成されたペロブスカイト構造の複合酸化物
を選定することにより、さらに、酸化物超伝導体の構成
元素であるＹあるいはインタノイド元素を複合酸化物の
４）成元素の一つとして含むことにより、従来の技術で
は困難な酸化物超伝導電極およびトンネルバリア層を含
む全ての構造を単結晶にする酸化物超伝導体トンネル接
合を実現することができる。
伝導体の格子定数とほぼ合致しく格子不整合率４％以下
）、かつ酸化物超伝導体の結晶構造の基本骨格である酸
素八面体で構成されたペロブスカイト構造の複合酸化物
を選定することにより、さらに、酸化物超伝導体の構成
元素であるＹあるいはインタノイド元素を複合酸化物の
４）成元素の一つとして含むことにより、従来の技術で
は困難な酸化物超伝導電極およびトンネルバリア層を含
む全ての構造を単結晶にする酸化物超伝導体トンネル接
合を実現することができる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明による高温酸化物超伝導体トンネル接
合の基本構造を示す。ここで、１および２は第１および
第２の高温酸化物超伝導体電極であり、単結晶で構成さ
れている。第１および第２の電極ｌおよび２における酸
化物超伝導体の組み合わせとしては、ＬｎＢａＣｕＯｙ
系、 Ｂ１５ｒＣａＣｕＯｙ系。
合の基本構造を示す。ここで、１および２は第１および
第２の高温酸化物超伝導体電極であり、単結晶で構成さ
れている。第１および第２の電極ｌおよび２における酸
化物超伝導体の組み合わせとしては、ＬｎＢａＣｕＯｙ
系、 Ｂ１５ｒＣａＣｕＯｙ系。
およびＴｌＢａＣａＣｕ０ｙ系の中から任意の２つを選
択する。トンネルバリア層３は、第１あるいは第２の酸
化物単結晶超伝導体電極１あるいは２の上にエピタキシ
ャルに形成されている。
択する。トンネルバリア層３は、第１あるいは第２の酸
化物単結晶超伝導体電極１あるいは２の上にエピタキシ
ャルに形成されている。
このような構成を形成するにおいて、上述したようにト
ンネルバリア層３の材料として酸化物超伝導電極１およ
び２と同類型の結晶構造を持つ結晶材料を選定するのが
最も基本的条件である。
ンネルバリア層３の材料として酸化物超伝導電極１およ
び２と同類型の結晶構造を持つ結晶材料を選定するのが
最も基本的条件である。
良く知られているように、約９０にの超伝導転移温度Ｔ
Ｃを持つＬｎＢａ２Ｃｕ、ＯｙはＣｕ原子を中心にした
酸素八面体が規則的に配列したペロブスカイト構造が基
本となっている。
Ｃを持つＬｎＢａ２Ｃｕ、ＯｙはＣｕ原子を中心にした
酸素八面体が規則的に配列したペロブスカイト構造が基
本となっている。
また、約８０におよび約１１０にの転移温度を持つＢ
１ｓｒＣａｃｕＯｙ系超伝導体（約８０にの転移温度を
持つのはＢ１２５ｒ２ＣａＣｕ２０ｙであり、約１１０
にの転移温度を持つのはＢｉ、Ｓｒ、ｌｌ：ａ２Ｃｕ、
Ｏｙと言われている。）、あるいは約１２０にの転移温
度を持つＴｌＢａＣａＣｕ０ｙ系超伝導体もペロブスカ
イト構造と同様な構造とみなすことができる。従って、
トンネルバリア層としてはペロブスカイト構造の物質に
限定することができる。
１ｓｒＣａｃｕＯｙ系超伝導体（約８０にの転移温度を
持つのはＢ１２５ｒ２ＣａＣｕ２０ｙであり、約１１０
にの転移温度を持つのはＢｉ、Ｓｒ、ｌｌ：ａ２Ｃｕ、
Ｏｙと言われている。）、あるいは約１２０にの転移温
度を持つＴｌＢａＣａＣｕ０ｙ系超伝導体もペロブスカ
イト構造と同様な構造とみなすことができる。従って、
トンネルバリア層としてはペロブスカイト構造の物質に
限定することができる。
次に、格子定数の整合の観点から、トンネルバリア材料
に適するペロブスカイト構造を持つ物質に対する限定を
行なった。すなわち、ＬｎＢ８２Ｃ１１３０ｙ系酸化物
超伝導体は基本的には斜方晶系であり、格子定数はａ〜
３．８２人、ｂ〜３．８８人であるが、１ａ−ｂｌ／ｂ
〜１．５％のときは、この結晶構造は格子定数ａｏ
（工（ａ ＋ ｂ ） ／ ２ ）の擬正方晶として扱
ってもよい。従って、ａｏ〜３．８５人の擬正方晶と考
えてよい。
に適するペロブスカイト構造を持つ物質に対する限定を
行なった。すなわち、ＬｎＢ８２Ｃ１１３０ｙ系酸化物
超伝導体は基本的には斜方晶系であり、格子定数はａ〜
３．８２人、ｂ〜３．８８人であるが、１ａ−ｂｌ／ｂ
〜１．５％のときは、この結晶構造は格子定数ａｏ
（工（ａ ＋ ｂ ） ／ ２ ）の擬正方晶として扱
ってもよい。従って、ａｏ〜３．８５人の擬正方晶と考
えてよい。
また、Ｂ１５ｒＣａＣｕＯｙ系はＴＣが８０にである相
もＴｃが１１０にである相もほぼ正方晶であり、ａｏ〜
５．４人である。一般に格子構造を考える上で対角線を
副格子とみなすことができるのは結晶学上よく行なわれ
ている。
もＴｃが１１０にである相もほぼ正方晶であり、ａｏ〜
５．４人である。一般に格子構造を考える上で対角線を
副格子とみなすことができるのは結晶学上よく行なわれ
ている。
従フて、対角線副格子としてａ。／ＪＴ〜３．８２人を
取ることができる。ＴｌＢａＣａＣｕ０ｙ系は、ａｏ〜
３．８６人の正方晶系である。
取ることができる。ＴｌＢａＣａＣｕ０ｙ系は、ａｏ〜
３．８６人の正方晶系である。
次に、単結晶を実現するための格子の不整合の程度につ
いて議論する。技術的に最も進んでる半導体の分野では
、その不整合率は１％以下が許容されている。さらには
ヘテロエピタキシャルの代表であるＳｔ上ＧａＡｓ単結
晶成長においては、４％以下の格子不整合が許容されて
いる。いずれも現在良質な単結晶が実現され実用化され
ている。
いて議論する。技術的に最も進んでる半導体の分野では
、その不整合率は１％以下が許容されている。さらには
ヘテロエピタキシャルの代表であるＳｔ上ＧａＡｓ単結
晶成長においては、４％以下の格子不整合が許容されて
いる。いずれも現在良質な単結晶が実現され実用化され
ている。
本発明では、このような科学技術上の一般観念から格子
定数の不整合条件を４％以下とする。上述の酸素八面体
ペロブスカイト構造を持つ複合酸化物材料は極めて数多
く報告されているが、酸化物超伝導体との格子の不整合
が４％以下のものは限られてくる。
定数の不整合条件を４％以下とする。上述の酸素八面体
ペロブスカイト構造を持つ複合酸化物材料は極めて数多
く報告されているが、酸化物超伝導体との格子の不整合
が４％以下のものは限られてくる。
以上が本発明の基本であるが、酸化物超伝導体と熱的お
よび化学的に反応しにくい材料系の方がさらにトンネル
バリア層として適していλと考えられる（従って、でき
るだけ高融点材料が望ましい。）。この酸化物超伝導体
にはＹあるいはランタノイド元素が含まれている。ある
いは、Ｙあるいはランタノイド元素が混合しても超伝導
特性が劣化しないという特徴があることに着目し、トン
ネルバリア材料となるペロブスカイト複合酸化物として
Ｙあるいはランタノイド元素を構成元素の一つとして含
む化合物系が適していると考えられる。
よび化学的に反応しにくい材料系の方がさらにトンネル
バリア層として適していλと考えられる（従って、でき
るだけ高融点材料が望ましい。）。この酸化物超伝導体
にはＹあるいはランタノイド元素が含まれている。ある
いは、Ｙあるいはランタノイド元素が混合しても超伝導
特性が劣化しないという特徴があることに着目し、トン
ネルバリア材料となるペロブスカイト複合酸化物として
Ｙあるいはランタノイド元素を構成元素の一つとして含
む化合物系が適していると考えられる。
格子定数の整合、ペロブスカイト構造およびＬｎ酸化物
系という条件を満足するものとして、ＬｎＸ０３（Ｘ：
Ｆｅ、Ｇｏ、Ｎｉ）、ＬｎＡｌＯ３，ＬａＧａ０．など
がある。
系という条件を満足するものとして、ＬｎＸ０３（Ｘ：
Ｆｅ、Ｇｏ、Ｎｉ）、ＬｎＡｌＯ３，ＬａＧａ０．など
がある。
しかしながら、ＬｎＸ０３において鉄族元素のＦｅ。
ＣｏおよびＮｉはこの超伝導体と反応、混合すると超伝
導特性が劣化することが危惧される。従って、トンネル
バリア材料として、ＬｎＡｌＯ，、ＬｎＧａ０３が最も
最適となると考えられる。
導特性が劣化することが危惧される。従って、トンネル
バリア材料として、ＬｎＡｌＯ，、ＬｎＧａ０３が最も
最適となると考えられる。
表１に、上記条件を満足する代表的なペロブスカイト酸
化物を擬正方晶としたときの格子定数を、表２（Ａ）な
いし表２（Ｋ）に、第１および第２の酸化物超伝導電極
材料の組み合わせとトンネルバリアの′！Ｊ１および第
２の超伝導電極に対する格子の不整合度を示す。いずれ
の組み合わせでも、一般的ヘテロエピタキシャルの格子
整合条件（不整合度４％以下） の範囲内である。
化物を擬正方晶としたときの格子定数を、表２（Ａ）な
いし表２（Ｋ）に、第１および第２の酸化物超伝導電極
材料の組み合わせとトンネルバリアの′！Ｊ１および第
２の超伝導電極に対する格子の不整合度を示す。いずれ
の組み合わせでも、一般的ヘテロエピタキシャルの格子
整合条件（不整合度４％以下） の範囲内である。
従って、
表２
（Ａ）
超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１および
第２の電極に対する格子不整合率（Ｙ Ａ Ｉｔ Ｏｓ
の場合）表２（Ａ） ないし表２（Ｋ） に示す組み合わせのトン ネル接合が可能である。
第２の電極に対する格子不整合率（Ｙ Ａ Ｉｔ Ｏｓ
の場合）表２（Ａ） ないし表２（Ｋ） に示す組み合わせのトン ネル接合が可能である。
トンネルバリア層材料の格子定数
上段：第１の電極に対する格子不整合率下段：第２の電
極に対する格子不整合率以下、表２（Ｂ）ないし表２（
に）においても同様表２ （Ｂ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＧｄＡｌＯ３
の場合）表２ （Ｃ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＥｕＡｊ２０
２の場合）表２ （Ｄ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＮｄＡＪ２０
．の場合）第２の電極に対する格子不整合率（ＰｒＡｕ
０３の場合）表２ （Ｇ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＬａＡｎＯ，
の場合）表２ （Ｉ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＰｒＧａＯ８
の場合）表２ （Ｈ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（Ｎ ｄ Ｇ
ａ Ｏｓの場合）表２ （Ｊ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＬａＧａＯ５
の場合）表２ （Ｋ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＣｅＧａＯ３
の場合）他の実施例としては、トンネルバリア層３を上
述の選定材料を２つ以上混合したＬｎ （ＡＩ＋−、Ｇ
ａ、） ０３（０＜ｘ＜１）とするものである、上述の
選定材料はペロブスカイト構造であるからＯ＜ｘ＜１を
満たすＸのすべての値において均一混合し、従２て、そ
の時の格子定数は上述の２つの選定材料の中間をとるこ
とになり、より精密な格子整合が可能になる。
極に対する格子不整合率以下、表２（Ｂ）ないし表２（
に）においても同様表２ （Ｂ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＧｄＡｌＯ３
の場合）表２ （Ｃ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＥｕＡｊ２０
２の場合）表２ （Ｄ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＮｄＡＪ２０
．の場合）第２の電極に対する格子不整合率（ＰｒＡｕ
０３の場合）表２ （Ｇ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＬａＡｎＯ，
の場合）表２ （Ｉ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＰｒＧａＯ８
の場合）表２ （Ｈ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（Ｎ ｄ Ｇ
ａ Ｏｓの場合）表２ （Ｊ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＬａＧａＯ５
の場合）表２ （Ｋ）超伝導電極の組み合せと、トンネルバリアの第１
および第２の電極に対する格子不整合率（ＣｅＧａＯ３
の場合）他の実施例としては、トンネルバリア層３を上
述の選定材料を２つ以上混合したＬｎ （ＡＩ＋−、Ｇ
ａ、） ０３（０＜ｘ＜１）とするものである、上述の
選定材料はペロブスカイト構造であるからＯ＜ｘ＜１を
満たすＸのすべての値において均一混合し、従２て、そ
の時の格子定数は上述の２つの選定材料の中間をとるこ
とになり、より精密な格子整合が可能になる。
例えば、第１および第２の酸化物超伝導電極１および２
をＢ１５ｒＣａＣｕＯｙ、 トンネルバリアＮ３をＮ
ｄ（＾ｌｏ、 ６Ｇａｏ、 ｚ）Ｏｓとすれば、格子定
数は３．８２人となりＢ１５ｒＣａＣｕＯｙ系の副格子
と完全な格子整合（不整合率０％）となり、いわゆるエ
ピタキシャル成長として最適になる。２者の組み合わせ
は表１に示した材料の中で任意にすることができること
は言うまでもない。
をＢ１５ｒＣａＣｕＯｙ、 トンネルバリアＮ３をＮ
ｄ（＾ｌｏ、 ６Ｇａｏ、 ｚ）Ｏｓとすれば、格子定
数は３．８２人となりＢ１５ｒＣａＣｕＯｙ系の副格子
と完全な格子整合（不整合率０％）となり、いわゆるエ
ピタキシャル成長として最適になる。２者の組み合わせ
は表１に示した材料の中で任意にすることができること
は言うまでもない。
また、第１の酸化物超伝導電極材料と第２の酸化物超伝
導電極材料が異なる場合は、両者共に完全な格子整合が
行なえるよう２者の組み合わせおよびＸの値をトンネル
バリア層３の厚み方向に連続的に変化させる。
導電極材料が異なる場合は、両者共に完全な格子整合が
行なえるよう２者の組み合わせおよびＸの値をトンネル
バリア層３の厚み方向に連続的に変化させる。
例えば、第１の酸化物超伝導電極１をＴＩＢａＣａＣｕ
ｏｙ、第２の酸化物超伝導体２をＹＢａ、Ｇｕ、Ｏｙ系
、トンネルバリア層３をＬａ（Ａｌｌ−ｘＧａ、）Ｏ，
とする。
ｏｙ、第２の酸化物超伝導体２をＹＢａ、Ｇｕ、Ｏｙ系
、トンネルバリア層３をＬａ（Ａｌｌ−ｘＧａ、）Ｏ，
とする。
（＾１ｓ−ｘａａｘ）ａｓにおいて、第１の電極１と接
触する側のＸの値を０．２３に第２の電極２と接触する
側のＸを０．８５にし、トンネルバリア層３の厚み方向
に沿ってＸを０．２３から０．８５まで連続的に変化さ
せればよい。２者の組み合わせおよびＸの値は表１のデ
ータを参考に決めることができることは言うまでもない
。
触する側のＸの値を０．２３に第２の電極２と接触する
側のＸを０．８５にし、トンネルバリア層３の厚み方向
に沿ってＸを０．２３から０．８５まで連続的に変化さ
せればよい。２者の組み合わせおよびＸの値は表１のデ
ータを参考に決めることができることは言うまでもない
。
（発明の効果〕
以上説明したように、本発明においては、酸化物超伝導
体トンネル接合素子のトンネルバリアとして、超伝導酸
化物と格子整合（不整合率４％以下）し、かつこの酸化
物超伝導体と同類型の結晶構造を持つ材料としてＬｉＡ
ｌＯ２，Ｌｎ（ｉａＯｓを選定するようにしたためへテ
ロエピタキシャル成長が可能となり、酸化物超伝導電極
を単結晶で成長させることができる。
体トンネル接合素子のトンネルバリアとして、超伝導酸
化物と格子整合（不整合率４％以下）し、かつこの酸化
物超伝導体と同類型の結晶構造を持つ材料としてＬｉＡ
ｌＯ２，Ｌｎ（ｉａＯｓを選定するようにしたためへテ
ロエピタキシャル成長が可能となり、酸化物超伝導電極
を単結晶で成長させることができる。
従って、結晶粒界に生じるジョセフソン接合を完全に無
くすことができ、トンネルバリアのみで決定される安定
なトンネル特性を制御性良く得ることができるので、将
来のエレクトロニクス応用に極めて有効かつ有望である
。
くすことができ、トンネルバリアのみで決定される安定
なトンネル特性を制御性良く得ることができるので、将
来のエレクトロニクス応用に極めて有効かつ有望である
。
第２図は高温酸化物超伝導体トンネル接合素子の基本構
造図、 第３図は酸化物超伝導電極が多結晶体である場合のトン
ネル接合の概略図である。
造図、 第３図は酸化物超伝導電極が多結晶体である場合のトン
ネル接合の概略図である。
１・・・第１の酸化物超伝導電極、
２・・・第２の酸化物超伝導電極、
３・・・トンネルバリア層。
Claims (1)
- （１）高温酸化物超伝導体で形成された単結晶の第１お
よび第２の電極と、 該第１の電極と該第２の電極との間に、ペロブスカイト
構造を有する複合酸化物で形成された単結晶のトンネル
バリア層と を含むことを特徴とするトンネル接合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290273A JPH0824200B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | トンネル接合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290273A JPH0824200B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | トンネル接合素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02137379A true JPH02137379A (ja) | 1990-05-25 |
| JPH0824200B2 JPH0824200B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=17754004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63290273A Expired - Fee Related JPH0824200B2 (ja) | 1988-11-18 | 1988-11-18 | トンネル接合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824200B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5241191A (en) * | 1990-06-04 | 1993-08-31 | Eastman Kodak Company | Cubic perovskite crystal structure, a process of preparing the crystal structure, and articles constructed from the crystal structure |
| US5256636A (en) * | 1990-09-21 | 1993-10-26 | The Regents Of The University Of Calif. | Microelectronic superconducting device with multi-layer contact |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274190A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超電導薄膜 |
| JPS6435972A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-07 | Mitsubishi Electric Corp | Superconductor device |
| JPH01320224A (ja) * | 1988-06-08 | 1989-12-26 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 超伝導体構造体 |
| JPH0291982A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-03-30 | Trw Inc | 積層ペロブスカイト超電導体の薄膜のための高周波サブストレート材料 |
| JPH02275685A (ja) * | 1988-03-04 | 1990-11-09 | Litton Syst Inc | 格子整合単結晶ランタンオルソガレート上の薄膜超伝導材料 |
-
1988
- 1988-11-18 JP JP63290273A patent/JPH0824200B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63274190A (ja) * | 1987-05-06 | 1988-11-11 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 超電導薄膜 |
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| JPH0291982A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-03-30 | Trw Inc | 積層ペロブスカイト超電導体の薄膜のための高周波サブストレート材料 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5256636A (en) * | 1990-09-21 | 1993-10-26 | The Regents Of The University Of Calif. | Microelectronic superconducting device with multi-layer contact |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0824200B2 (ja) | 1996-03-06 |
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|---|---|---|---|
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