JPH02297026A - 超伝導赤外線検出器 - Google Patents
超伝導赤外線検出器Info
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- JPH02297026A JPH02297026A JP1117419A JP11741989A JPH02297026A JP H02297026 A JPH02297026 A JP H02297026A JP 1117419 A JP1117419 A JP 1117419A JP 11741989 A JP11741989 A JP 11741989A JP H02297026 A JPH02297026 A JP H02297026A
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- JP
- Japan
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- infrared
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- thin film
- infrared rays
- oxide superconducting
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- Pending
Links
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 31
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 5
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- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract 1
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Light Receiving Elements (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、基板上に酸化物超伝導薄膜を形成した超伝
導赤外線検出器に関するものである。
導赤外線検出器に関するものである。
第３図はアプライド・フィジックス・レター（＾ｐｐ１
． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、） ５３ １３３２−１３
３４頁（１９８８）に発表された従来の酸化物超伝導体
を用いた超伝導赤外線検出器の平面図であり、図におい
て（１）は５ｒＴｉＯｚからなる基板、（２）は基板（
１）上に形成したＹＢａ２Ｃｕ＝Ｏｙ−０からなる酸化
物超伝導薄膜、〈３）は酸化物超伝導薄膜（２）上に形
成した＾Ｕからなる電極である。
． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、） ５３ １３３２−１３
３４頁（１９８８）に発表された従来の酸化物超伝導体
を用いた超伝導赤外線検出器の平面図であり、図におい
て（１）は５ｒＴｉＯｚからなる基板、（２）は基板（
１）上に形成したＹＢａ２Ｃｕ＝Ｏｙ−０からなる酸化
物超伝導薄膜、〈３）は酸化物超伝導薄膜（２）上に形
成した＾Ｕからなる電極である。
次に、従来の上記超伝導赤外線検出器の作成方法及び動
作について説明する。基板（１）には酸化物超伝導薄膜
（２）との反応が小さいことと及び格子定数が一致して
いることから５ｒＴｉＯ，を用いている。この基板（１
）上にスパッタリング技術を用いてＹＢａｚＣｕ３０７
−Ｘからなる酸化物超伝導薄膜（２）を形成する。その
後、酸化物超伝導薄膜（２）上に＾Ｕからなる電極（３
）を形成する１次に、フォトリソグライー技術とイオン
エツチング技術とにより、電極（３）と酸化物超伝導薄
膜（２）とを加工し、所望の形状の超伝導赤外線検出器
を得る。第３図において、電極（３）に被われていない
酸化物超伝導薄膜（２）の部分が赤外線検出領域となる
。
作について説明する。基板（１）には酸化物超伝導薄膜
（２）との反応が小さいことと及び格子定数が一致して
いることから５ｒＴｉＯ，を用いている。この基板（１
）上にスパッタリング技術を用いてＹＢａｚＣｕ３０７
−Ｘからなる酸化物超伝導薄膜（２）を形成する。その
後、酸化物超伝導薄膜（２）上に＾Ｕからなる電極（３
）を形成する１次に、フォトリソグライー技術とイオン
エツチング技術とにより、電極（３）と酸化物超伝導薄
膜（２）とを加工し、所望の形状の超伝導赤外線検出器
を得る。第３図において、電極（３）に被われていない
酸化物超伝導薄膜（２）の部分が赤外線検出領域となる
。
次に、動作について説明する。超伝導体では状態密度に
ギャップが存在し、ギャップに相当するエネルギよりも
大きなエネルギをもつ光が超伝導体に入射すると、超伝
導電子対がこのエネルギを吸収して分解し２つの準粒子
となってエネルギギャップ上に励起 される。ギャップ
エネルギはＹＢａｚＣｕ３０ｔ−ｘからなる酸化物超伝
導薄膜（２）の場合３０〜５０輸ｅＶであり、波長１０
μｌの赤外光のフォトンエネルギ（ｈν＝１１０ｍｅＶ
）と同程度となる。したがって、１０μｍ帯赤外線は酸
化物超伝導薄膜（２）に効率よく吸収され多数の準粒子
を励起する。赤外線の吸収によって多数の準粒子が生成
され準粒子分布に変化が生じる結果、超伝導ギャップエ
ネルギや超伝導臨界電流の大きさに変化が生じる。酸化
物超伝導薄膜（２）に一定電流を流しておくとその両端
電圧が入射光の強度によって変化する０以上の応答速度
は〜ｎ５ｅｅオーダとなる。
ギャップが存在し、ギャップに相当するエネルギよりも
大きなエネルギをもつ光が超伝導体に入射すると、超伝
導電子対がこのエネルギを吸収して分解し２つの準粒子
となってエネルギギャップ上に励起 される。ギャップ
エネルギはＹＢａｚＣｕ３０ｔ−ｘからなる酸化物超伝
導薄膜（２）の場合３０〜５０輸ｅＶであり、波長１０
μｌの赤外光のフォトンエネルギ（ｈν＝１１０ｍｅＶ
）と同程度となる。したがって、１０μｍ帯赤外線は酸
化物超伝導薄膜（２）に効率よく吸収され多数の準粒子
を励起する。赤外線の吸収によって多数の準粒子が生成
され準粒子分布に変化が生じる結果、超伝導ギャップエ
ネルギや超伝導臨界電流の大きさに変化が生じる。酸化
物超伝導薄膜（２）に一定電流を流しておくとその両端
電圧が入射光の強度によって変化する０以上の応答速度
は〜ｎ５ｅｅオーダとなる。
上記のように構成された従来の超伝導赤外線検出器では
、基板（１）の材料である５ｒＴｉＯ＝が赤外線域での
吸収率が大きいため、赤外線検出領域以外の基板（１）
の部分に入射した光が基板（１）に吸収されてしまい、
基板（１）の温度上昇をもたらし、結果的には赤外線検
出領域両端の電圧を変化させてしまい、この応答が熱的
な応答で応答速度が〜ｍ５ｅｃのオーダであり、検出器
の応答速度に支障になるという問題点があった。
、基板（１）の材料である５ｒＴｉＯ＝が赤外線域での
吸収率が大きいため、赤外線検出領域以外の基板（１）
の部分に入射した光が基板（１）に吸収されてしまい、
基板（１）の温度上昇をもたらし、結果的には赤外線検
出領域両端の電圧を変化させてしまい、この応答が熱的
な応答で応答速度が〜ｍ５ｅｃのオーダであり、検出器
の応答速度に支障になるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、基板に対する入射光の吸収を低減させ、応
答速度が向上する超伝導赤外線検出器を得ることを目的
とする。
れたもので、基板に対する入射光の吸収を低減させ、応
答速度が向上する超伝導赤外線検出器を得ることを目的
とする。
この発明の超伝導赤外線検出器は、赤外線検出領域およ
び電極以外の基板上を赤外線の反射率の高い反射体で覆
ったものである。
び電極以外の基板上を赤外線の反射率の高い反射体で覆
ったものである。
この発明においては、赤外線検出領域以外の部分に入射
した赤外線は反射体で反射され、基板には吸収されない
。
した赤外線は反射体で反射され、基板には吸収されない
。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例と示す平面図であり、第３
図と同一または相当部分は同一符号を付し、その説明は
省略する。
図と同一または相当部分は同一符号を付し、その説明は
省略する。
図において、（４）は赤外線検出領域である酸化物超伝
導薄膜（２）および電極（３）以外の基板（１）上に覆
われた＾Ｕからなる反射体としての金属薄膜である。
導薄膜（２）および電極（３）以外の基板（１）上に覆
われた＾Ｕからなる反射体としての金属薄膜である。
第２Ａ図ないし第２Ｄ図は第１図の超伝導赤外線検出器
の各製造工程を示す断面図であり、まず、ＨｇＯ，５ｒ
Ｔｉ０３からなる基板（１）上にスパッタリング法、分
子線エピタキシャル成長法等によってＹＢａ２Ｃｕ−Ｏ
ｒ〜８からなる酸化物超伝導薄膜（２）を形成する（第
２Ａ図参照）０次に、フォトリソグラフィ技術によりフ
ォトレジスト（５）を用いて酸化物超伝導薄１１１（２
）の上にパターンを形成する。このフォトレジスト（５
）をマスクとしてイオンミリング、ウェットエツチング
法により酸化物超伝導薄膜（２）をエツチングする。さ
らに、基板（１）もエツチングする（第２Ｂ図参照）、
その後、このフォトレジスト（５）をマスクとしてセル
ファラインでＡｍからなる赤外線域で反射率の高い金属
薄膜（４）を基板（１）上に形成する（第２Ｃ図参照）
。
の各製造工程を示す断面図であり、まず、ＨｇＯ，５ｒ
Ｔｉ０３からなる基板（１）上にスパッタリング法、分
子線エピタキシャル成長法等によってＹＢａ２Ｃｕ−Ｏ
ｒ〜８からなる酸化物超伝導薄膜（２）を形成する（第
２Ａ図参照）０次に、フォトリソグラフィ技術によりフ
ォトレジスト（５）を用いて酸化物超伝導薄１１１（２
）の上にパターンを形成する。このフォトレジスト（５
）をマスクとしてイオンミリング、ウェットエツチング
法により酸化物超伝導薄膜（２）をエツチングする。さ
らに、基板（１）もエツチングする（第２Ｂ図参照）、
その後、このフォトレジスト（５）をマスクとしてセル
ファラインでＡｍからなる赤外線域で反射率の高い金属
薄膜（４）を基板（１）上に形成する（第２Ｃ図参照）
。
フォトレジスト（５）をアセトンで除去した後＾Ｕから
なる電極（３）を赤外線検出領域外の酸化物超伝導薄膜
（２）上に形成する（第２Ｄ図参照）。
なる電極（３）を赤外線検出領域外の酸化物超伝導薄膜
（２）上に形成する（第２Ｄ図参照）。
次に、動作について説明する。この実施例では赤外線検
出領域は基板（１）中央部の酸化物超伝導薄膜（２）が
ジグザグパターンとなっている部分であり、この部分に
赤外線を入射させると赤外線検出領域以外に入射した赤
外線は、＾Ｕからなる金属薄膜（４）で反射されるため
、基板（１）には吸収されない、そのため、赤外線検出
領域内にのみ入射した赤外線だけが酸化物超伝導薄膜（
２）内の準粒子を励起することにより赤外線の強度が検
出され、熱的な応答は低減される。
出領域は基板（１）中央部の酸化物超伝導薄膜（２）が
ジグザグパターンとなっている部分であり、この部分に
赤外線を入射させると赤外線検出領域以外に入射した赤
外線は、＾Ｕからなる金属薄膜（４）で反射されるため
、基板（１）には吸収されない、そのため、赤外線検出
領域内にのみ入射した赤外線だけが酸化物超伝導薄膜（
２）内の準粒子を励起することにより赤外線の強度が検
出され、熱的な応答は低減される。
なお、上記実施例では、基板（１）にＭｇ０３または５
ｒＴｉＯを用いたが、赤外線領域で吸収が大きい基板で
、かつその上に酸化物超伝導薄膜（２）を形成したもの
であれば、その・他の材料を用いてもよい。
ｒＴｉＯを用いたが、赤外線領域で吸収が大きい基板で
、かつその上に酸化物超伝導薄膜（２）を形成したもの
であれば、その・他の材料を用いてもよい。
また、酸化物超伝導薄膜（２）にはＹＢａ２Ｃｕ＝Ｏｔ
−、を用いたが、酸化物超伝導材料であれば他の材料て
も良い、さらに、赤外線検出領域外の基板（１）の表面
を覆う金属薄膜に＾Ｕを用いたが、赤外線域で反射率が
高ければ他の材料でもよい。
−、を用いたが、酸化物超伝導材料であれば他の材料て
も良い、さらに、赤外線検出領域外の基板（１）の表面
を覆う金属薄膜に＾Ｕを用いたが、赤外線域で反射率が
高ければ他の材料でもよい。
以」二説明したように、この発明の超伝導赤外線検出器
は、赤外線検出領域および電極以外の基板上を赤外線の
反射率の高い反射体で覆ったことにより、基板に吸収さ
れる赤外線は低減され、応答速度が速くなるという効果
がある。
は、赤外線検出領域および電極以外の基板上を赤外線の
反射率の高い反射体で覆ったことにより、基板に吸収さ
れる赤外線は低減され、応答速度が速くなるという効果
がある。
第１図はこの発明の一実施例による超伝導赤外線検出器
を示す平面図、第２Ａ図ないし第２Ｄ図は第１図の超伝
導赤外線検出器の各製造工程を示す断面図、第３図は従
来の超伝導赤外線検出器の一例を示す平面図である。 図において、（１）は基板、（２）は酸化物超伝導薄膜
（赤外線検出領域） 、（３）は電極、（４）は金属薄
膜（反射体）である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 １：↓苓に ４：金島連欣
を示す平面図、第２Ａ図ないし第２Ｄ図は第１図の超伝
導赤外線検出器の各製造工程を示す断面図、第３図は従
来の超伝導赤外線検出器の一例を示す平面図である。 図において、（１）は基板、（２）は酸化物超伝導薄膜
（赤外線検出領域） 、（３）は電極、（４）は金属薄
膜（反射体）である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 １：↓苓に ４：金島連欣
Claims (1)
- 基板上に酸化物超伝導材料からなる酸化物超伝導薄膜の
形成された赤外線検出領域および電極が形成された超伝
導赤外線検出器において、前記赤外線検出領域および前
記電極以外の前記基板上を赤外線の反射率の高い反射体
で覆ったことを特徴とする超伝導赤外線検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117419A JPH02297026A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 超伝導赤外線検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1117419A JPH02297026A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 超伝導赤外線検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02297026A true JPH02297026A (ja) | 1990-12-07 |
Family
ID=14711181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1117419A Pending JPH02297026A (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 超伝導赤外線検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02297026A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002094133A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-03-29 | Schlumberger Technol Inc | 超伝導単光子検出器 |
| US7815860B2 (en) * | 2005-01-11 | 2010-10-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Biosensor, biosensor system and method of using thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146936U (ja) * | 1979-04-09 | 1980-10-22 | ||
| JPS63163722A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | Takashima Shoji Kk | 自然換気方式のウインドレス畜舎構造およびウインドレス畜舎の換気方法 |
-
1989
- 1989-05-12 JP JP1117419A patent/JPH02297026A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55146936U (ja) * | 1979-04-09 | 1980-10-22 | ||
| JPS63163722A (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | Takashima Shoji Kk | 自然換気方式のウインドレス畜舎構造およびウインドレス畜舎の換気方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002094133A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-03-29 | Schlumberger Technol Inc | 超伝導単光子検出器 |
| US7815860B2 (en) * | 2005-01-11 | 2010-10-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Biosensor, biosensor system and method of using thereof |
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