JPH0232571A - 超電導制御素子 - Google Patents
超電導制御素子Info
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- JPH0232571A JPH0232571A JP63183149A JP18314988A JPH0232571A JP H0232571 A JPH0232571 A JP H0232571A JP 63183149 A JP63183149 A JP 63183149A JP 18314988 A JP18314988 A JP 18314988A JP H0232571 A JPH0232571 A JP H0232571A
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- Japan
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- superconductor
- superconducting
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- electrode pair
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- Pending
Links
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は超電導制御素子に係り、特に製造容易な超電
導制御素子に関する。
導制御素子に関する。
超電導を利用する素子としては、ジョセフソン素子や超
電導ＦＥＴ、超電導トランジスタ等が知られている。こ
のうちジョセフソン素子は２端子素子でありこれを制御
素子として用いることができない。超電導ＦＥＴや超電
導トランジスタは３端子素子であり、これは制御素子と
して利用することができる。例えば第６図に超電導トラ
ンジスタが示される。このトランジスタは、半導体５の
上に超電導体ＩＡ、絶Ｖ＆層４．超電導体ＩＢが順次積
層されて形成される。ここで超’ＷＬｉ体ＩＢは工ξ、
夕（Ｅ）、超電導体１人はペース（Ｂ）、半導体５はコ
レクタ（Ｃ）となる。
電導ＦＥＴ、超電導トランジスタ等が知られている。こ
のうちジョセフソン素子は２端子素子でありこれを制御
素子として用いることができない。超電導ＦＥＴや超電
導トランジスタは３端子素子であり、これは制御素子と
して利用することができる。例えば第６図に超電導トラ
ンジスタが示される。このトランジスタは、半導体５の
上に超電導体ＩＡ、絶Ｖ＆層４．超電導体ＩＢが順次積
層されて形成される。ここで超’ＷＬｉ体ＩＢは工ξ、
夕（Ｅ）、超電導体１人はペース（Ｂ）、半導体５はコ
レクタ（Ｃ）となる。
このような超電導トランジスタにおいては、超電導体Ｉ
Ａ、ＩＢは例えばＬｎ−Ｍ−Ｃｕ−０系の複合酸化物が
用いられる。ここでＬｎは希土類元素の少なくとも１種
類であり、Ｍは、 Ｃａ 、Ｍｇ 、 Ｂａ 等のア
ルカリ土類元素の少なくとも１種類である。しかしなが
らＬｎ−Ｍ−ＣｕＯ系の複合酸化物を用いて超電導体を
形成するとその平坦性が慾く数１００ＯＡの凹凸があり
、これに数１ＯＡ厚さの絶縁層を積層するとピンホール
ができて歩留りが悪いという問題がある。また超電導Ｆ
ＩＴにおいては図示していないが絶縁層用に１００ＯＡ
以下の微細な鍔加工を要するなどの震造加工上の問題が
ある。
Ａ、ＩＢは例えばＬｎ−Ｍ−Ｃｕ−０系の複合酸化物が
用いられる。ここでＬｎは希土類元素の少なくとも１種
類であり、Ｍは、 Ｃａ 、Ｍｇ 、 Ｂａ 等のア
ルカリ土類元素の少なくとも１種類である。しかしなが
らＬｎ−Ｍ−ＣｕＯ系の複合酸化物を用いて超電導体を
形成するとその平坦性が慾く数１００ＯＡの凹凸があり
、これに数１ＯＡ厚さの絶縁層を積層するとピンホール
ができて歩留りが悪いという問題がある。また超電導Ｆ
ＩＴにおいては図示していないが絶縁層用に１００ＯＡ
以下の微細な鍔加工を要するなどの震造加工上の問題が
ある。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は絶ＦＩ
Ｊを必要としない素子構成を用いることにより、製造容
易な超電導制御素子を提供することにある。
Ｊを必要としない素子構成を用いることにより、製造容
易な超電導制御素子を提供することにある。
上述の目的はこの発明によれば、超電導電流を可変に制
御する超電導制御素子において、超電導体６と、この超
電導体の一部に臨界電流を越える電流を流してこの部分
を常電導体化する第１の電極対７Ａ、７Ｂと、常電導体
化された部分の少なくとも１部と前記超電導体の常電導
体化されない部分とに直列に臨界値以下の電流を流す第
２の電極対８Ａ、８Ｂとを備えることにより達成される
。超電導体に流れる電流が臨界電流密度Ｊｃに相当する
ｔ惰をこえると超電導状態が破れ、電気抵抗の存在する
常電導状態に移行する。この常電導体を１電導回路に直
列に凄続して、超電導電流を制御する。
御する超電導制御素子において、超電導体６と、この超
電導体の一部に臨界電流を越える電流を流してこの部分
を常電導体化する第１の電極対７Ａ、７Ｂと、常電導体
化された部分の少なくとも１部と前記超電導体の常電導
体化されない部分とに直列に臨界値以下の電流を流す第
２の電極対８Ａ、８Ｂとを備えることにより達成される
。超電導体に流れる電流が臨界電流密度Ｊｃに相当する
ｔ惰をこえると超電導状態が破れ、電気抵抗の存在する
常電導状態に移行する。この常電導体を１電導回路に直
列に凄続して、超電導電流を制御する。
超電導体に第１と第２の電極対を設けて素子が形成され
るので製造容易である。
るので製造容易である。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１図はこの発明の実施例に係る超電導制御素子を電気
的な結線と共に示す平面図である。この素子は基板９の
上に超電導体６が十字型に形成され。
的な結線と共に示す平面図である。この素子は基板９の
上に超電導体６が十字型に形成され。
この超電導体６には第１の電極対７Ａ、７Ｂ、第２の電
極対ｓＡ、８Ｉ３が積ＰＪされる。このような素子は次
のようにして調製される。基板９としてシリコン単結晶
の基板が用いられる。超電導体としてはＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−０系複合酸化物あるいはＢｉ −ｓｒ −Ｃａ −Ｃ
ｕ−０系複合酸化物がスバ、りにより多結晶薄膜状態に
積層される。電極としては銀が蒸着により積層される。
極対ｓＡ、８Ｉ３が積ＰＪされる。このような素子は次
のようにして調製される。基板９としてシリコン単結晶
の基板が用いられる。超電導体としてはＹ−Ｂａ−Ｃｕ
−０系複合酸化物あるいはＢｉ −ｓｒ −Ｃａ −Ｃ
ｕ−０系複合酸化物がスバ、りにより多結晶薄膜状態に
積層される。電極としては銀が蒸着により積層される。
第１図の素子においてｍｌの電極対７Ａ、７Ｂ間には臨
界電流密度Ｊｃをこえる電流ＩＡが予め流される。第３
図に電流密度と電気抵抗の関係が示される。第２の電極
対８Ａ、８Ｂには臨界電流密度を下まわる電流よりが流
される。
界電流密度Ｊｃをこえる電流ＩＡが予め流される。第３
図に電流密度と電気抵抗の関係が示される。第２の電極
対８Ａ、８Ｂには臨界電流密度を下まわる電流よりが流
される。
このとき第２の電極対８Ａ、８Ｂには定電圧■Ｋが印加
される。第２の電極対８Ａ、８Ｂを流れる電流Ｉ、は第
１のＮ、ｆ対７Ａ、７Ｂを流れる電流工人の大きさｌこ
よって制御される。この関係が第５図に示される。定電
圧ＶＫを印加したときの電流ＩＢは直線ｖ＝ ■ｘとパ
ラメータ１人を示す直線との交点として示される。第１
の電極対７に、７Ｂを流れる電流工人が増加すると第２
の電極対８Ａ、８Ｂを流れる電流ＩＢは減少する。第５
図において電流工人はＩ入ｒ ＜ Ｌｉ２ ＜ 工人３
の関係にある。このようにして第１の電極対間の電流に
よって、第２電極対間の電流を無段階に制御することが
できる。
される。第２の電極対８Ａ、８Ｂを流れる電流Ｉ、は第
１のＮ、ｆ対７Ａ、７Ｂを流れる電流工人の大きさｌこ
よって制御される。この関係が第５図に示される。定電
圧ＶＫを印加したときの電流ＩＢは直線ｖ＝ ■ｘとパ
ラメータ１人を示す直線との交点として示される。第１
の電極対７に、７Ｂを流れる電流工人が増加すると第２
の電極対８Ａ、８Ｂを流れる電流ＩＢは減少する。第５
図において電流工人はＩ入ｒ ＜ Ｌｉ２ ＜ 工人３
の関係にある。このようにして第１の電極対間の電流に
よって、第２電極対間の電流を無段階に制御することが
できる。
以上の実施例では第２の電極対８Ａ、８Ｂの間には定電
圧を印加しているが、これにかえて定電流を印加するこ
ともできる。このときは、を流１人の大きさによって第
２の電極対８Ａ、８Ｂ間の電圧が変化する。まγ：￥！
流ＩＢは超電導体６の臨界値よりも小さい電流としてい
るが、臨界値をこえるものであっ′Ｃも良い。この場合
は制御の程度が小さくなる。
圧を印加しているが、これにかえて定電流を印加するこ
ともできる。このときは、を流１人の大きさによって第
２の電極対８Ａ、８Ｂ間の電圧が変化する。まγ：￥！
流ＩＢは超電導体６の臨界値よりも小さい電流としてい
るが、臨界値をこえるものであっ′Ｃも良い。この場合
は制御の程度が小さくなる。
第４図に臨界電流密度Ｊｃと温度との関係が示される。
Ｊｃは温度の低下とともに増加するので温度を低下させ
ることにより比較的大きな電流の制御を行うことができ
る。
ることにより比較的大きな電流の制御を行うことができ
る。
電流工人と■Ｂがともに臨界値より小さいときは第２の
電極対８Ａ、８Ｂの間は抵抗ゼロとなり電圧は発生しな
い。
電極対８Ａ、８Ｂの間は抵抗ゼロとなり電圧は発生しな
い。
第２図にこの発明の他の実用例が示される。この場合は
超電導体６として焼結体が用いられる。
超電導体６として焼結体が用いられる。
この発明によれば超電導電流を可変に制御する超電導制
御素子において、超電導体と、この超電導体の１部に臨
界電流を越える電流を流してこの部分を常電導体化する
第１の電極対と、常電導体化された部分の少なくとも１
部と前記超電導体の常電導体化されない部分とに直列に
臨界値以下の電流を流す第２の電極対とを備えるので、
超電導体に２つの電極対を設けるのみで素子が形成され
その結果第１の電極対間の常電導体が示す電気抵抗によ
って、第２の電極対間を流れる電流を可変に制御し得る
素子を容易に製造することが可能となる。
御素子において、超電導体と、この超電導体の１部に臨
界電流を越える電流を流してこの部分を常電導体化する
第１の電極対と、常電導体化された部分の少なくとも１
部と前記超電導体の常電導体化されない部分とに直列に
臨界値以下の電流を流す第２の電極対とを備えるので、
超電導体に２つの電極対を設けるのみで素子が形成され
その結果第１の電極対間の常電導体が示す電気抵抗によ
って、第２の電極対間を流れる電流を可変に制御し得る
素子を容易に製造することが可能となる。
第１図はこの発明の実施例に係る超電導制御素子を示す
平面図、第２図はこの発明の他の実施例に係る超電導制
御素子を示す斜視図、第３図は電流密度と電気抵抗の関
係を示す線図、第４図は温度と臨界電流密度との関係を
示す線図、第５図は超電導制御素子の特性を説明する線
図、第６図は従来の超電導トランジスタの模式断面図で
ある。 ６・・・超電導体、７Ａ、７Ｂ・・・第１の電極対、８
Ａ、８Ｌｌ・・・第２の電極対。 西 閃 電ン気Ｚ／！ Ｊ （Ａ／ｃ、’ン 弔３ 区 ン；手Ｔ、 ３ Ｔ イＫ） 不４図
平面図、第２図はこの発明の他の実施例に係る超電導制
御素子を示す斜視図、第３図は電流密度と電気抵抗の関
係を示す線図、第４図は温度と臨界電流密度との関係を
示す線図、第５図は超電導制御素子の特性を説明する線
図、第６図は従来の超電導トランジスタの模式断面図で
ある。 ６・・・超電導体、７Ａ、７Ｂ・・・第１の電極対、８
Ａ、８Ｌｌ・・・第２の電極対。 西 閃 電ン気Ｚ／！ Ｊ （Ａ／ｃ、’ン 弔３ 区 ン；手Ｔ、 ３ Ｔ イＫ） 不４図
Claims (1)
- １）超電導電流を可変に制御する超電導制御素子におい
て、超電導体と、この超電導体の一部に臨界電流を越え
る電流を流してこの部分を常電導体化する第１の電極対
と、常電導体化された部分の少なくとも１部と前記超電
導体の常電導体化されない部分とに直列に臨界値以下の
電流を流す第２の電極対とを備えることを特徴とする超
電導制御素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63183149A JPH0232571A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 超電導制御素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63183149A JPH0232571A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 超電導制御素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0232571A true JPH0232571A (ja) | 1990-02-02 |
Family
ID=16130657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63183149A Pending JPH0232571A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 超電導制御素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0232571A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5442195A (en) * | 1991-01-11 | 1995-08-15 | Hitachi, Ltd. | Superconducting device including plural superconducting electrodes formed on a normal conductor |
-
1988
- 1988-07-22 JP JP63183149A patent/JPH0232571A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5442195A (en) * | 1991-01-11 | 1995-08-15 | Hitachi, Ltd. | Superconducting device including plural superconducting electrodes formed on a normal conductor |
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