JPH02183583A - 超伝導制御素子 - Google Patents

超伝導制御素子

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JPH02183583A
JPH02183583A JP1003240A JP324089A JPH02183583A JP H02183583 A JPH02183583 A JP H02183583A JP 1003240 A JP1003240 A JP 1003240A JP 324089 A JP324089 A JP 324089A JP H02183583 A JPH02183583 A JP H02183583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
superconducting
magnetostrictive
control element
high speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP1003240A
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English (en)
Inventor
Eiji Natori
栄治 名取
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH02183583A publication Critical patent/JPH02183583A/ja
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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は電流制御素子、磁気センサー スイッチング素
子、電流増幅素子等超伝導特性を制御して素子化した超
伝導制御素子に関する。
(従来の技術) 超伝導特性を制御する方法には周知の、ようにジョセフ
ソン素子や5QUIDの用に極微細加工を施すタイプと
機能材料1988年4月号p5に述べられているように
ヒーターにより超伝導薄膜の温度分布を制御することに
より微細加工と同じ効果を与え超伝導特性を制御するタ
イプが上げられる。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら従来の方法は極微細加工をする場合加工工
程が複雑になると共に加工装置も極限を要求されるため
歩留りが悪く且非常に高コストになっていた。また温度
による制御は伝導速度(熱)が遅いため設定条件が安定
するまでに時間がかかりスイッチング素子の様に高速化
を要求されるものには適していなかった。
本発明はこの様な問題を解決するものであり、極微細加
工を必要とせず、且制御時間が短く高速化の可能な超伝
導制御素子を容易に低コストで得んとするものである。
(課題を解決するための手段) 上記の問題を解決するため本発明による超伝導制御素子
は1)超伝導材料と磁歪材料を直接またはバッファー層
等中間層を介して接合したこと2)超伝導材料が層状構
造であることを特徴とする特(実施例) 以下実施例に従い本発明の詳細な説明する。
実施例1 第1図と第2図に本発明より成る超伝導制御素子を示し
た。第1図が平面図で第2図が断面図である。先ず(1
00)配向した単結晶のSiウェハー基板1上に(Y2
O2) 0.09 (Z r 02) 0.91組成の
イツトリア安定化ジルコニア膜2(以下YSZ112と
する)を2000人形成する。このYSZ膜2は(20
0)配向したエピタキシャル成長膜であり後に形成する
超伝導膜3とSiウェハー基板1との成膜や熱処理過程
に於ける反応、拡散を防止するためのものである0次に
このYS2膜2上にHo IB al、7c ao、3
c u30y、  Ho IB a2Cu30y、  
N b N組成の超伝導B’A 3.3′3“を各々3
000人、2000人、1500人形成する。超伝導膜
3.3′は一部エビタキシャル成長した多結晶膜であり
主に電流を流す層。超伝導膜3“は超伝導膜3と超伝導
膜3′に外部力)らの磁気の影響を与えないための磁気
シールドを目的とした層である。この超伝導膜3″の材
料は電流を流す超伝導膜3、超伝導膜3′に用l/Xる
材料よりコヒーレンス長さが長い方が良く、更に好まし
くは磁束の漏れの無い第1種超伝導体が良い。
次にこの超伝導膜3“上にAgを250人形成する。こ
の膜は用いた酸化物超伝導体は酸素が移動し易く不安定
であるためその防止を目的とした中間層4である。酸素
移動は超伝導体の特性を変えるだけでなく後に形成する
磁歪膜5の劣化も招く。
次に中間層4上にT b 0.3D y 0.7F e
 1.9組成の磁歪膜5を2800OA形成した。この
磁歪膜5はアモルファスである。アモルファスで大きな
磁歪定数を持つ材料は少ないがアモルファス系は本実施
例のように多層膜構造で磁歪膜5の結晶方向制御が困難
な場合や超伝導材料の劣化防止のため熱処理を極力避け
たい場合に適する。次に磁歪膜5の酸化防止膜6を形成
し超伝導制御素子を得た。
実施例2 第3図に示すように配向したT b 0.22Ho O
,78Fe1.9[111]系磁歪基板10上にptよ
り成る中間層11を700A形成する。この中間層11
の形成は基板の酸化防止を行うためである。
次にNbとE r 1.2B ao、8c u Oy組
成の超伝導膜12’  12を中間層11上に形成する
超伝導膜12は主に電流を流す層であり、超伝導膜12
′は磁気シールド層である。次に超伝導膜12上にBa
を含むため水分に弱く分解し易い超伝導膜12の保護と
して透明保護膜13を形成し超伝導制御素子を作成した
実施例3 配向したEr0.35m0.7Fe2系磁歪基板10を
用いて実施例2と同構造の超伝導制御素子を作成した。
尚ここに用いた磁歪材料は実施例2で用いた磁歪材料と
は反対の磁歪効果(膨張と収縮)を示すものである。
上記の得られた超伝導制御素子を用いて磁場を膜に対し
て垂直方向く図中のC方向)に強度を変えて印加し電流
−電圧特性を測定した。結果を第4図、第5図、第6図
に示した。 (それぞれ実施例1、実施例2、実施例3
である。) 図に示されているように磁場の印加により電流−電圧特
性が変化して明確なスイッチング動作が見られる。また
磁場の印加強度により電流値が変化し電流制御作用も持
っている事が判る。この作用を逆に応用すれば磁気セン
サーにもなり、また磁気を検出して直接電流値を制御す
る素子にもなる。 (尚磁歪薄膜を形成する前の状態で
は磁場を印加してもこの様に顕著な変化は見られない、
)これらの動作°は磁歪薄膜の磁歪効果より発生した応
力を超伝導薄膜の粒界の弱結合部や格子に直接伝えるた
めに発生するものであるためスイッチング動作は高速に
行われる。
尚本実施例では磁歪層の酸化防止を主目的として超伝導
材料と磁歪材料間に中間層を形成しているが磁歪材料に
フェライトガーネット系の様に酸化物を用いると必要が
なくなるため直接接合してもよい。向上記実施例で酸素
欠損型層状ペロブスカイトと一般的に言われる層状構造
を持った超伝導材料を用いているのは等方性的材料に較
べ磁歪材料と組み合わせた時の効果が大きいためである
が層状構造でなくても差し仕えない。(この若番よコヒ
ーレント長の差、結晶の構造に起因する岡II (主力
の差によるものと思われる。) 現在話題になっているセラミック系高臨界温度超伝導物
質の中にはレーザーで励起すると発光するものが有るこ
とが発見され、超伝導体を用しまたモノリシック光電子
集積回路が実現できる可N’Q性があることが示唆され
ている。そこで実施例2の素子に於て励起源にArレー
ザーを、検出器【こフォトダイオードを用い磁歪効果に
より超伝導薄膜に応力を加えたときフォトルミネッセン
ススペクトルに変化があるか調査したところ僅かで番よ
あるが差が見られた。このことは更に磁場によるスイッ
チ効果も光電子集積回路に付与できる事を示している。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば磁歪材料のEH場によ
る変形応力を超伝導材料の粒界弱結合部や格子に直接加
えることにより超伝導特性を制御する方法であるため従
来のような極微細加工を瀉1要とせず安価に且容易に作
製出来る。またスイッチ反応も高速に行うことが出来る
尚この超伝導制御素子は電流制御素子、磁気センサー 
スイッチング素子、電流増幅素子、光電子集積回路等に
応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電流制御素子の平面図。 第2図は本発明による電流制御素子(実施例1)の平面
図におけるA−A’方向断面図。 第3図は本発明による電流制御素子(実施例2と実施例
3)の平面図に於けるA−A’方向断面図。 第4図は本発明による電流制御素子(実施例1)の電流
−電圧特性を示す図。 第5図は本発明による電流制御素子(実施例2)の電流
−電圧特性を示す図。 第6図は本発明による電流制御素子(実施例3)の電流
−電圧特性を示す図。 1・・・Siウェハー基板 2 ・ 3 ・ 3 ′ 3″ 4 ・ 5 ・ 6 ・ 10 ・ ・ 11 ・ ・ 12′ 12 ・ 13 ・ YSZ膜 超伝導膜 超伝導膜 超伝導膜(磁気シールド用) 中間層 磁歪膜 酸化防止膜 磁歪基板 中間層(pt) 超伝導膜(磁気シールド用) 超伝導膜 透明保護膜 以上 第私圓 第9図 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上柳 雅誉 他1名 某乙図 茅 の

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)超伝導材料と磁歪材料を直接またはバッファー層等
    中間層を介して接合したことを特徴とする超伝導制御素
    子。 2)超伝導材料が層状構造であることを特徴とする請求
    項1記載の超伝導制御素子。
JP1003240A 1989-01-10 1989-01-10 超伝導制御素子 Pending JPH02183583A (ja)

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JP1003240A JPH02183583A (ja) 1989-01-10 1989-01-10 超伝導制御素子

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JPH02183583A true JPH02183583A (ja) 1990-07-18

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ID=11551933

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0569781A1 (de) * 1992-05-11 1993-11-18 Siemens Aktiengesellschaft Supraleitungseinrichtung mit zwei Leiterstücken aus Hoch-Tc-Supraleitermaterial und dazwischenliegender Übergangszone

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6043884A (ja) * 1983-08-20 1985-03-08 Mitsubishi Electric Corp 超伝導素子
JPS63308975A (ja) * 1987-06-11 1988-12-16 Toshiba Corp 電流制御素子
JPH01148928A (ja) * 1987-12-04 1989-06-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 応力センサ

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