JPH0282586A - 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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- JPH0282586A JPH0282586A JP63232712A JP23271288A JPH0282586A JP H0282586 A JPH0282586 A JP H0282586A JP 63232712 A JP63232712 A JP 63232712A JP 23271288 A JP23271288 A JP 23271288A JP H0282586 A JPH0282586 A JP H0282586A
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Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
超伝導体を利用した超伝導素子の製造方法に関し、
液体窒素温度で動作可能な素子を容易に製造可能とする
ことを目的とし、 酸化物高温超伝導体薄膜を部分的に水または水蒸気と接
触させることにより、前記超伝導体薄膜の一部に絶縁体
部分を形成せしめることにより構成する。
ことを目的とし、 酸化物高温超伝導体薄膜を部分的に水または水蒸気と接
触させることにより、前記超伝導体薄膜の一部に絶縁体
部分を形成せしめることにより構成する。
Ｃ産業上の利用分野〕
本発明は、超伝導体を利用した素子の製造方法に関する
。セラミック系高温超伝導体が発明されて以来、それを
応用した超伝導素子の開発が強く望まれている。超伝導
素子の中でも、スイッチング素子や磁気センサーとして
利用するためには、超伝導材料中に絶縁体が混在するＳ
Ｉ Ｓ （Ｓｕｐｅｒ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ−１ｎ
ｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）構
造をとることが必要である。
。セラミック系高温超伝導体が発明されて以来、それを
応用した超伝導素子の開発が強く望まれている。超伝導
素子の中でも、スイッチング素子や磁気センサーとして
利用するためには、超伝導材料中に絶縁体が混在するＳ
Ｉ Ｓ （Ｓｕｐｅｒ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ−１ｎ
ｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）構
造をとることが必要である。
従来、弱結合を利用した超伝導素子としてはジョセフソ
ン素子、５ＱＵＩＤ素子などが挙げられるが、これらは
いずれも製造プロセスが複雑であり、安定した製品を得
られ難いという問題があった。また、液体ヘリウム温度
で動作するものしか安定して得られていない。
ン素子、５ＱＵＩＤ素子などが挙げられるが、これらは
いずれも製造プロセスが複雑であり、安定した製品を得
られ難いという問題があった。また、液体ヘリウム温度
で動作するものしか安定して得られていない。
例えば、第５図に示す如き、２枚のニオブからなる超伝
導体膜９の間にアルミナ（Ａ１２０３）からなる絶縁体
１０を挟んだサンドインチ構造を有するトンネル接合型
ジョセフソン素子において、前記超伝導膜をニオブの代
わりに酸化物からなる高温超伝導体を用いて製造しよう
とすると、絶縁体（例えば、Ａ１２０３）の上に酸化物
からなる高温超伝導体を形成させることが必要であるが
、アニールによる結晶化の際に、Ａｌ２Ｏ３と高温超伝
導体を構成する酸化物とが反応して相互拡散を生じ、酸
化物が超伝導特性を失ってしまうという問題がある。
導体膜９の間にアルミナ（Ａ１２０３）からなる絶縁体
１０を挟んだサンドインチ構造を有するトンネル接合型
ジョセフソン素子において、前記超伝導膜をニオブの代
わりに酸化物からなる高温超伝導体を用いて製造しよう
とすると、絶縁体（例えば、Ａ１２０３）の上に酸化物
からなる高温超伝導体を形成させることが必要であるが
、アニールによる結晶化の際に、Ａｌ２Ｏ３と高温超伝
導体を構成する酸化物とが反応して相互拡散を生じ、酸
化物が超伝導特性を失ってしまうという問題がある。
液体ヘリウム温度で動作するジョセフソン素子は、これ
までにも、作られている。しかし、これは、利用範囲が
非常に限定されており、また作成プロセスが複雑である
。本発明では、この点に鑑み、高温超伝導体を利用して
、液体窒素温度で動作可能なＳＩＳ構造を生成させるこ
とのできる方法を提供することを目的とする。
までにも、作られている。しかし、これは、利用範囲が
非常に限定されており、また作成プロセスが複雑である
。本発明では、この点に鑑み、高温超伝導体を利用して
、液体窒素温度で動作可能なＳＩＳ構造を生成させるこ
とのできる方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記の課題を解決するために、酸化物高温
超伝導体を用い、この物質が水と反応することを利用し
てＳＩＳ構造を生成させることを可能にしたものである
。
超伝導体を用い、この物質が水と反応することを利用し
てＳＩＳ構造を生成させることを可能にしたものである
。
本発明は、酸化物高温超伝導体薄膜を部分的に水または
水蒸気と接触させることにより、前記超伝導体薄膜の一
部に絶縁体部分を形成せしめることを特徴とする超伝導
素子の製造方法を提供する。
水蒸気と接触させることにより、前記超伝導体薄膜の一
部に絶縁体部分を形成せしめることを特徴とする超伝導
素子の製造方法を提供する。
即ち、例えば、Ｙ−Ｂａ−Ｃｕ−０系の超伝導体では水
とＢａが反応し、またＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の
超伝導体では水とＳｒおよびＣａが反応して絶縁体とな
る。同様に、Ｌａ−３ｒＣｕ−０系およびＬａ−Ｂａ−
Ｃａ−０系の超伝導体も水と反応して絶縁体となる。本
発明では、この現象を利用し、これらの超伝導体の一部
を水と反応させ、ＳＩＳ素子を作成するものである。
とＢａが反応し、またＢ１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０系の
超伝導体では水とＳｒおよびＣａが反応して絶縁体とな
る。同様に、Ｌａ−３ｒＣｕ−０系およびＬａ−Ｂａ−
Ｃａ−０系の超伝導体も水と反応して絶縁体となる。本
発明では、この現象を利用し、これらの超伝導体の一部
を水と反応させ、ＳＩＳ素子を作成するものである。
例えば、酸化物超伝導体の上にフォトレジスト等でマス
キングすることにより、部分的に水と反応させる領域を
作り、超伝導体領域と絶縁体領域とを簡便に作成する。
キングすることにより、部分的に水と反応させる領域を
作り、超伝導体領域と絶縁体領域とを簡便に作成する。
このため、５ｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｉｎｓｕｌ
ａｔｏｒ−５ｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒの形を容易に
作成できる。ここで、超伝導体の間に電流を注入し、こ
の間に生じる電圧を測定するとジョセフソン接合の電流
−電圧特性を示し、スイッチング素子としてまたは５Ｑ
ＵＩＤのようなセンサとして使用し得る。
ａｔｏｒ−５ｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒの形を容易に
作成できる。ここで、超伝導体の間に電流を注入し、こ
の間に生じる電圧を測定するとジョセフソン接合の電流
−電圧特性を示し、スイッチング素子としてまたは５Ｑ
ＵＩＤのようなセンサとして使用し得る。
第１図に示す如く、酸化物高温超伝導体薄膜１としてＢ
１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０（１： １．Ｌ ：０．６：
１．５）薄膜をＥＢ蒸着法により、ＭｇＯ基板２上に、
５０００人の厚さをもって成膜する。
１−３ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０（１： １．Ｌ ：０．６：
１．５）薄膜をＥＢ蒸着法により、ＭｇＯ基板２上に、
５０００人の厚さをもって成膜する。
膜のＴｃ （超伝導転移温度）は８０にであった。
次に、クレゾールノボラック樹脂のエチルセロソルブア
セテート溶液からなるポジ型フォトレジスト（東京応化
型、０ＦＰＲ−８００）を用い、５μｍの抜きパターン
３を形成する。このようにしてレジスト４でマスクされ
た超伝導体薄膜を６０℃の温水中に１時間浸漬し、次い
で乾燥する。
セテート溶液からなるポジ型フォトレジスト（東京応化
型、０ＦＰＲ−８００）を用い、５μｍの抜きパターン
３を形成する。このようにしてレジスト４でマスクされ
た超伝導体薄膜を６０℃の温水中に１時間浸漬し、次い
で乾燥する。
次に、レジストをアセトンにより除去し、第２図に示す
ような超伝導体５−絶縁体６−超伝導体５の素子を作成
する。第２図において、７は電圧計、８は電流計であり
、これらはこの素子のＶ−１特性を測定するために配置
したものである。
ような超伝導体５−絶縁体６−超伝導体５の素子を作成
する。第２図において、７は電圧計、８は電流計であり
、これらはこの素子のＶ−１特性を測定するために配置
したものである。
このようにして得られたＳＩＳ素子のＶ−１特性を、第
２図に示すようにして、約７７にの温度において、測定
すると第３図のようになった。即ち、この素子は、ジョ
セフソン接合の電流−電圧特性を示すため、ＪＪ形スス
イツチング素子５ＱＵＩＤセンサなどに用いることが可
能である。
２図に示すようにして、約７７にの温度において、測定
すると第３図のようになった。即ち、この素子は、ジョ
セフソン接合の電流−電圧特性を示すため、ＪＪ形スス
イツチング素子５ＱＵＩＤセンサなどに用いることが可
能である。
上記において、水に浸漬した部分の粒界が選択的に絶縁
体になるので、絶縁層の厚みは実際には５μｍよりも薄
いものとなる。
体になるので、絶縁層の厚みは実際には５μｍよりも薄
いものとなる。
さらに、第１図の場合と同様に、ＭｇＯ基板２上に酸化
物高温超伝導体薄膜ｌを形成する。ただし、ここでは、
第４図に示す如く、水に浸漬すべき部分を、予めフォト
リソグラフィーによりパタニングして、長さ１０μｍ、
幅５μｍのマイクロブリッジ形状に形成する。次いで、
第１図の場合と同様にして、フォトレジスト４により５
μｍの抜きパターン３を形成し、水で浸漬処理する。
物高温超伝導体薄膜ｌを形成する。ただし、ここでは、
第４図に示す如く、水に浸漬すべき部分を、予めフォト
リソグラフィーによりパタニングして、長さ１０μｍ、
幅５μｍのマイクロブリッジ形状に形成する。次いで、
第１図の場合と同様にして、フォトレジスト４により５
μｍの抜きパターン３を形成し、水で浸漬処理する。
これにより、酸化物高温超伝導体薄膜１のマイクロブリ
ッジ部分に絶縁層を有するＳＩＳ素子が得られる。
ッジ部分に絶縁層を有するＳＩＳ素子が得られる。
ネル接合型ジョセフソン素子の模式図である。
■・・・・・・酸化物高温超伝導体、２・・・・・・Ｍ
ｇＯ基板、３・・・・・・抜きパターン、 ４・
・・・・・レジスト、５・・・・・・超伝導体、
６・・・・・・絶縁体、７・・・・・・電圧計、
８・・・・・・電流計、９・・・・・・超
伝導体、 １０・・・・・・絶縁体。
ｇＯ基板、３・・・・・・抜きパターン、 ４・
・・・・・レジスト、５・・・・・・超伝導体、
６・・・・・・絶縁体、７・・・・・・電圧計、
８・・・・・・電流計、９・・・・・・超
伝導体、 １０・・・・・・絶縁体。
本発明によれば、酸化物高温超伝導体を用いて容易に超
伝導素子を作成することができる。この素子は、液体窒
素温度で動作し、スイッチング素子や磁気センサとして
有効に用いることができる。
伝導素子を作成することができる。この素子は、液体窒
素温度で動作し、スイッチング素子や磁気センサとして
有効に用いることができる。
Claims (1)
- １、酸化物高温超伝導体薄膜を部分的に水または水蒸気
と接触させることにより、前記超伝導体薄膜の一部に絶
縁体部分を形成せしめることを特徴とする超伝導素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63232712A JPH0282586A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 超電導素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63232712A JPH0282586A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 超電導素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282586A true JPH0282586A (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=16943600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63232712A Pending JPH0282586A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 超電導素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0282586A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0476967A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導装置および作製方法 |
| JPH0513834A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導装置およびその作製方法 |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP63232712A patent/JPH0282586A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0476967A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導装置および作製方法 |
| JPH0513834A (ja) * | 1991-07-02 | 1993-01-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導装置およびその作製方法 |
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