JPH03295282A - 超伝導素子 - Google Patents
超伝導素子Info
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- JPH03295282A JPH03295282A JP2097117A JP9711790A JPH03295282A JP H03295282 A JPH03295282 A JP H03295282A JP 2097117 A JP2097117 A JP 2097117A JP 9711790 A JP9711790 A JP 9711790A JP H03295282 A JPH03295282 A JP H03295282A
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Landscapes
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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
本発明は超伝導応用技術の超伝導素子に関し特にアルカ
リ土類金属を含むＢｉ系酸化物超伝導体を一対の電極と
し この画電極の間に緩衝層を設けた構造を有す４ 超
伝導素子に関するものである。
リ土類金属を含むＢｉ系酸化物超伝導体を一対の電極と
し この画電極の間に緩衝層を設けた構造を有す４ 超
伝導素子に関するものである。
従来の技術
近年発見された酸化物超伝導体の中に（友 その超伝導
遷移温度が液体窒素温度（７７、３Ｋ）を越えるものが
あり、超伝導体の応用分野を大きく広げることとなりへ その実用化の一つである超伝導素子について、酸化物超
伝導体を二つに割り、再びわずかに接触させたジョセフ
ソン素子、酸化物超伝導体を薄膜にし 小さなくびれを
つけたブリッジ型ジョセフソン素子、酸化物超伝導体間
をＡｕ、Ａｇ等の貴金属で接続したジョセフソン素子が
従来試作され従来試作されている素子のう坂 ポイント
コンタクト型と呼ばれる酸化物超伝導体どうしを接触さ
せるタイプで（よ 再現性が得られず、また素子の特性
が非常に不安定であった さらに酸化物超伝導体にくびれをつけたり、貴金属で接
続したブリッジ型素子で（よ わずかな静電的ショック
で破損するという欠点があったそこで酸化物超伝導体を
用いた接合型の構造を持つ超伝導素子が望まれている力
交 酸化物超伝導体の成膜温度が約６００℃以上必要な
たべ 上部に位置する超伝導電極成膜時に緩衝層が拡散
すべ あるいは超伝導電極層に用いた材料と緩衝層の材
料の熱膨張係数が違うた取 室温に戻したときに膜にス
トレスが入り、上部に位置する超伝導電極の超伝導性が
著しく損なわれたり、緩衝層にピンホールが存在する等
の課題かあつｔうまた 超伝導電極層に用いた材料と緩
衝層の材料の結晶構造の違いによる格子定数のミスマツ
チによって、上部に位置する超伝導電極の結晶性が悪く
、その超伝導性が基板上の超伝導電極に比べ劣るなどの
課題も指摘されていｔ島 さらに 素子抵抗の大きいものが得られていないという
課題があっ總 本発明＋１５５０℃以上で成膜した後室温に戻してＬ
膜にストレスが入らす成膜時の結晶性を伴板 液体窒素
温度以上でも良好な超伝導性を有し さらに大きな素子
抵抗を有するジョセフソン素子として応用できる超伝導
素子を提供することを目的とする。
遷移温度が液体窒素温度（７７、３Ｋ）を越えるものが
あり、超伝導体の応用分野を大きく広げることとなりへ その実用化の一つである超伝導素子について、酸化物超
伝導体を二つに割り、再びわずかに接触させたジョセフ
ソン素子、酸化物超伝導体を薄膜にし 小さなくびれを
つけたブリッジ型ジョセフソン素子、酸化物超伝導体間
をＡｕ、Ａｇ等の貴金属で接続したジョセフソン素子が
従来試作され従来試作されている素子のう坂 ポイント
コンタクト型と呼ばれる酸化物超伝導体どうしを接触さ
せるタイプで（よ 再現性が得られず、また素子の特性
が非常に不安定であった さらに酸化物超伝導体にくびれをつけたり、貴金属で接
続したブリッジ型素子で（よ わずかな静電的ショック
で破損するという欠点があったそこで酸化物超伝導体を
用いた接合型の構造を持つ超伝導素子が望まれている力
交 酸化物超伝導体の成膜温度が約６００℃以上必要な
たべ 上部に位置する超伝導電極成膜時に緩衝層が拡散
すべ あるいは超伝導電極層に用いた材料と緩衝層の材
料の熱膨張係数が違うた取 室温に戻したときに膜にス
トレスが入り、上部に位置する超伝導電極の超伝導性が
著しく損なわれたり、緩衝層にピンホールが存在する等
の課題かあつｔうまた 超伝導電極層に用いた材料と緩
衝層の材料の結晶構造の違いによる格子定数のミスマツ
チによって、上部に位置する超伝導電極の結晶性が悪く
、その超伝導性が基板上の超伝導電極に比べ劣るなどの
課題も指摘されていｔ島 さらに 素子抵抗の大きいものが得られていないという
課題があっ總 本発明＋１５５０℃以上で成膜した後室温に戻してＬ
膜にストレスが入らす成膜時の結晶性を伴板 液体窒素
温度以上でも良好な超伝導性を有し さらに大きな素子
抵抗を有するジョセフソン素子として応用できる超伝導
素子を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
本発明（よ アルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物超伝
導体からなるＡ電極 およびＢ電極と、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｏ
、Ｂｉ−Ｂａ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−○のうち１つからなり
、前記Ａ電極と前記Ｂ電極とを隔てる緩衝層と、前記Ｂ
電極の一部に接触して形成したコンタクト電極と、前記
緩衝層の端面を取り囲み、 かつ前記コンタクト電極と
前記Ａ電極の間を隔てる電極間分離層とからなることを
特徴とする超伝導素子によって、あるいは緩衝層とアル
カリ土類金属を含むＢｉ系酸化物超伝導体からなる二つ
のＡ電極 あるいはＢ電極との間にＢｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−
Ｏ、Ｂ ｉ −Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ １−Ｂａ−Ｃｕ−
０の内何れか一種よりなる緩衝層を入れたことを特徴と
する超伝導素子によって、かかる従来の課題を解決し九 作用 発明者らζ友 超伝導素子の構成要素である超伝導素子
のＡ、 Ｂ画電極 緩衝層 および緩衝層をすべて、
アルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物とすることで、こ
れら各層の同一真空中での連続的な成膜が可能であるば
かりでなく、各層とも５５０℃以上で結晶性の薄膜が成
長することを見いだしｋ また上部に位置する超伝導電極の超伝導性り基板上に成
膜した超伝導電極に近いものが得られることを見いだし
た さらに緩衝層の材料としてＢｉ−Ｓｒ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ
−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−０のへ １種を用いると、素子抵抗
が大きくできることを見いだした また超伝導電極と緩衝層の間にＢｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、
Ｂ １−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−Ｃｕ−○の内１
種よりなる緩衝層を設けることにより、緩衝層の結晶性
が向上しピンホールの存在確立が減少すると共く 緩衝
層作製条件のマージンが大きくなることを見いだし一 実施例 本発明はアルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物超伝導体
を一対の電極とし この画電極の間に緩衝層を設けた構
造を有する超伝導素子と、超伝導電極と緩衝層の間に緩
衝層を設けた構造を有する超伝導素子に関すム 本発明の超伝導素子は 特に薄膜形成プロセスおよび層
状構造を有する材料を用いた薄膜型素子によって、その
効果をより顕著に示すものであムここていう、アルカリ
土類金属を含むＢｉ系酸化物と（よ Ａ、 Ｂ両超伝
導電極としてハＢｉＳｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ ｉ −
Ｓｒ−Ｂａ−Ｃｕ−○、Ｂ １−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０
のうち１−）。
導体からなるＡ電極 およびＢ電極と、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｏ
、Ｂｉ−Ｂａ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−○のうち１つからなり
、前記Ａ電極と前記Ｂ電極とを隔てる緩衝層と、前記Ｂ
電極の一部に接触して形成したコンタクト電極と、前記
緩衝層の端面を取り囲み、 かつ前記コンタクト電極と
前記Ａ電極の間を隔てる電極間分離層とからなることを
特徴とする超伝導素子によって、あるいは緩衝層とアル
カリ土類金属を含むＢｉ系酸化物超伝導体からなる二つ
のＡ電極 あるいはＢ電極との間にＢｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−
Ｏ、Ｂ ｉ −Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ １−Ｂａ−Ｃｕ−
０の内何れか一種よりなる緩衝層を入れたことを特徴と
する超伝導素子によって、かかる従来の課題を解決し九 作用 発明者らζ友 超伝導素子の構成要素である超伝導素子
のＡ、 Ｂ画電極 緩衝層 および緩衝層をすべて、
アルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物とすることで、こ
れら各層の同一真空中での連続的な成膜が可能であるば
かりでなく、各層とも５５０℃以上で結晶性の薄膜が成
長することを見いだしｋ また上部に位置する超伝導電極の超伝導性り基板上に成
膜した超伝導電極に近いものが得られることを見いだし
た さらに緩衝層の材料としてＢｉ−Ｓｒ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ
−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−０のへ １種を用いると、素子抵抗
が大きくできることを見いだした また超伝導電極と緩衝層の間にＢｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、
Ｂ １−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−Ｃｕ−○の内１
種よりなる緩衝層を設けることにより、緩衝層の結晶性
が向上しピンホールの存在確立が減少すると共く 緩衝
層作製条件のマージンが大きくなることを見いだし一 実施例 本発明はアルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物超伝導体
を一対の電極とし この画電極の間に緩衝層を設けた構
造を有する超伝導素子と、超伝導電極と緩衝層の間に緩
衝層を設けた構造を有する超伝導素子に関すム 本発明の超伝導素子は 特に薄膜形成プロセスおよび層
状構造を有する材料を用いた薄膜型素子によって、その
効果をより顕著に示すものであムここていう、アルカリ
土類金属を含むＢｉ系酸化物と（よ Ａ、 Ｂ両超伝
導電極としてハＢｉＳｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ ｉ −
Ｓｒ−Ｂａ−Ｃｕ−○、Ｂ １−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０
のうち１−）。
あるいは 少なくともＰｂを含むＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃ
ｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−○のうち１つが供される。
ｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−○のうち１つが供される。
このＰｂを混入すると、結晶化温度の範囲が拡がりる効
果かある。
果かある。
特に下記２２１２相構造のＢｉ系酸化物超伝導体で（よ
結晶構造が安定に得られる。
結晶構造が安定に得られる。
（Ｂ ｉ ＋−シＰ ｂ−） ２−３ ｒｅ−Ｃａｔ−
Ｃ＋、ｚ−０−（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）
また下記２２２３相構造のＢｉ系酸化物超伝導体で（よ
より高温の超伝導遷移温度を有する超伝導体が得られ
るた数 超伝導素子の動作温度のマシンが拡がるため好
ましく℃ （Ｂ ＩＩ−ｖＰ ｂｖ）２ Ｓ ｒｔ Ｃａ２
Ｃｕｔ Ｏｘ（但し０≦ｙ＜０．飄 Ｘは任意） また緩衝層の材料としてはＢｉ−Ｓｒ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ
−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−０の内１つが供されも これらの緩衝層材料は 高温で連続成膜可能な層状構造
化合物であり、しかもこれらの材料は大きな抵抗率を有
し 素子抵抗が大きい緩衝層となるため好まししも 特に下記２１００相構造のＢｉ系酸化物で６表結晶構造
が安定に得られも Ｂ １２−５ ｒｔ−０Ｘ（但しＸは任意）緩衝層とＡ
電極あるいはＢ電極の間の緩衝層として（よ Ｂ ｉ−
Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−ＣａＣｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０の内何れか一種が供される。
Ｃ＋、ｚ−０−（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）
また下記２２２３相構造のＢｉ系酸化物超伝導体で（よ
より高温の超伝導遷移温度を有する超伝導体が得られ
るた数 超伝導素子の動作温度のマシンが拡がるため好
ましく℃ （Ｂ ＩＩ−ｖＰ ｂｖ）２ Ｓ ｒｔ Ｃａ２
Ｃｕｔ Ｏｘ（但し０≦ｙ＜０．飄 Ｘは任意） また緩衝層の材料としてはＢｉ−Ｓｒ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ
−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−０の内１つが供されも これらの緩衝層材料は 高温で連続成膜可能な層状構造
化合物であり、しかもこれらの材料は大きな抵抗率を有
し 素子抵抗が大きい緩衝層となるため好まししも 特に下記２１００相構造のＢｉ系酸化物で６表結晶構造
が安定に得られも Ｂ １２−５ ｒｔ−０Ｘ（但しＸは任意）緩衝層とＡ
電極あるいはＢ電極の間の緩衝層として（よ Ｂ ｉ−
Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−ＣａＣｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−Ｃ
ｕ−０の内何れか一種が供される。
これら材料は常伝導体であり、これら緩衝層を設けるこ
とにより、厚い緩衝層においても超伝導素子が構成・で
きる。
とにより、厚い緩衝層においても超伝導素子が構成・で
きる。
このことは ピンホールの存在確立を低下させ、さらに
素子抵抗を大きくできるため好ましく℃特に主として２
２０１相の下記酸化物 Ｂ １ａ−Ｓｒｅ−Ｃｕ＋−Ｏｘ （但しＸは任意）は
結晶性よく得られるた八 その上に堆積させる緩衝層
あるいは電極の結晶性を向上させることができ好ましく
を 本発明者らは これらの材料がすべて同様な層状ペロブ
スカイト構造をとり、そのａ、 ｂ多結晶方位の格子
定数がほぼ一致し また熱膨張係数もほとんど一致する
ためく 基板を適当に選択し基板の格子定数 熱膨張係
数を近いものとすることによって、基板温度５５０℃以
上で成膜し室温に戻してＬ ストレスが入らず成膜時の
結晶性を保て、 しかも上部に位置する超伝導電極の超
伝導性耘 基板上に成膜した超伝導電極の超伝導性と同
程度のものが得られることを見いだした特にＡ、 Ｂ
両電極及び緩衝層とするＢｉ系酸化物を、基板表面に対
してその結晶のＣ軸が垂直に配向するように成膜するこ
とにより、良好な結晶性を有り、 Ａ、 Ｂ両電極
においてζ友 より良好な超伝導特性をもつ薄膜を実現
することが可能となることを本発明者らは見いだし九 さらに基板として（１００） Ｓ ｒＴ ｉｏａ、また
は（１００）ＭｇＯ基板を用１．ｋ Ａ電板 Ｂ電極
に主として２２１２相の下記Ｂｉ系酸化物超伝導体を用
し＼ （Ｂｉｂ−−Ｐｂｖ）２−Ｓｒ２−Ｃａｔ−Ｃｕ２−Ｏ
ｘ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）緩衝層の材料
番ζ 主として２１００相の下記酸化物を用いる力＼ Ｂ １２−８ ｒＩ−０−（但しＸは任意）またはＡ電
ＫＢ電極に主として２２２３相の下記Ｂｉ系酸化物超伝
導体を用（（ （Ｂ １＋−ｖＰ ｂｙ）２ Ｓ ｒ２ Ｃａ２ Ｃ
ｕｔ Ｏｘ（但し０≦ｙ＜０．５．Ｘは任意） 緩衝層の材料に 主として２１００相の下記酸化物を用
いると、 Ｂ １２−３ ｒｅ−Ｃ＋、ｚ−０゜（但しＸは任意）
基板温度を６００℃から８５０℃とした場合、各層とも
基板に対し連続的にエピタキシャル成長しまた７００℃
以下の酸素中でのアニール処理をしても結晶性を保った
まま、Ａ及びＢ両電極の超伝導性が向上することを見い
だした また基板として（１００）ＳｒＴｉＯ３、または（１０
０）ＭｇＯ基板を用ｕｋ Ａ重態 Ｂ電極に主として
２２１２相の下記Ｂｉ系酸化物超伝導体を用し＼ （Ｂ ｉ Ｉｇｐ ｂｙ） ２− Ｓ ｒ ２−Ｃａｔ
−Ｃｕ ２−Ｏｘ（但し０≦ｙ〈０６反 Ｘは任意） 緩衝層の材料として、主として２２０１相の下記酸化物
を用賊 Ｂ １２−８ ｒｅ−Ｃａｔ−Ｏｘ （但しＸは任意）
さらに緩衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化
物を用いる力＼ Ｂ １ｔ−ＳｒＩ−０−（但しＸは任意）またはＡＲＫ
Ｂ電極に主として２２２３相の下記Ｂｉ系酸化物超
伝導体をｍ１ （Ｂ ｉ ｔ−ｕＰ ｂ、） ２−８ ｒ２−Ｃａ２−
Ｃｕｓ−Ｏｘ（但し０≦ｙ〈００反 Ｘは任意） 緩衝層の材料が、 主として２２０１相の下記酸化物を
用し＼ Ｂ １２−８ ｒｅ−Ｃｕｔ−Ｏｘ（但しＸは任意）緩
衝層の材料Ｔ１．：、主として２１００相の下記酸化物
を用いると、 Ｂ １２−５ ｒ２−Ｃａｔ−０８（但しＸは任意）基
板温度を６００℃から８５０ｔ”とした場合、各層とも
基板に対し連続的にエピタキシャル成長し緩衝層の厚み
を厚くしても超伝導素子が作製でき、さらに素子抵抗も
大きくできることを見いだしん また７００℃以下の酸素中でのアニール処理をしてＬ
結晶性を保ったままＡ及びＢ両電極の超伝導性か向上す
ることを見いたしん さらに以上述べたこれらの多層膜を用い接合型の超伝導
素子を作製したとこへ 液体窒素温度以上でも良好な超
伝導特性を示し ジョセフソン効果を示すことを見いだ
した 以下に具体的実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明
する。
素子抵抗を大きくできるため好ましく℃特に主として２
２０１相の下記酸化物 Ｂ １ａ−Ｓｒｅ−Ｃｕ＋−Ｏｘ （但しＸは任意）は
結晶性よく得られるた八 その上に堆積させる緩衝層
あるいは電極の結晶性を向上させることができ好ましく
を 本発明者らは これらの材料がすべて同様な層状ペロブ
スカイト構造をとり、そのａ、 ｂ多結晶方位の格子
定数がほぼ一致し また熱膨張係数もほとんど一致する
ためく 基板を適当に選択し基板の格子定数 熱膨張係
数を近いものとすることによって、基板温度５５０℃以
上で成膜し室温に戻してＬ ストレスが入らず成膜時の
結晶性を保て、 しかも上部に位置する超伝導電極の超
伝導性耘 基板上に成膜した超伝導電極の超伝導性と同
程度のものが得られることを見いだした特にＡ、 Ｂ
両電極及び緩衝層とするＢｉ系酸化物を、基板表面に対
してその結晶のＣ軸が垂直に配向するように成膜するこ
とにより、良好な結晶性を有り、 Ａ、 Ｂ両電極
においてζ友 より良好な超伝導特性をもつ薄膜を実現
することが可能となることを本発明者らは見いだし九 さらに基板として（１００） Ｓ ｒＴ ｉｏａ、また
は（１００）ＭｇＯ基板を用１．ｋ Ａ電板 Ｂ電極
に主として２２１２相の下記Ｂｉ系酸化物超伝導体を用
し＼ （Ｂｉｂ−−Ｐｂｖ）２−Ｓｒ２−Ｃａｔ−Ｃｕ２−Ｏ
ｘ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）緩衝層の材料
番ζ 主として２１００相の下記酸化物を用いる力＼ Ｂ １２−８ ｒＩ−０−（但しＸは任意）またはＡ電
ＫＢ電極に主として２２２３相の下記Ｂｉ系酸化物超伝
導体を用（（ （Ｂ １＋−ｖＰ ｂｙ）２ Ｓ ｒ２ Ｃａ２ Ｃ
ｕｔ Ｏｘ（但し０≦ｙ＜０．５．Ｘは任意） 緩衝層の材料に 主として２１００相の下記酸化物を用
いると、 Ｂ １２−３ ｒｅ−Ｃ＋、ｚ−０゜（但しＸは任意）
基板温度を６００℃から８５０℃とした場合、各層とも
基板に対し連続的にエピタキシャル成長しまた７００℃
以下の酸素中でのアニール処理をしても結晶性を保った
まま、Ａ及びＢ両電極の超伝導性が向上することを見い
だした また基板として（１００）ＳｒＴｉＯ３、または（１０
０）ＭｇＯ基板を用ｕｋ Ａ重態 Ｂ電極に主として
２２１２相の下記Ｂｉ系酸化物超伝導体を用し＼ （Ｂ ｉ Ｉｇｐ ｂｙ） ２− Ｓ ｒ ２−Ｃａｔ
−Ｃｕ ２−Ｏｘ（但し０≦ｙ〈０６反 Ｘは任意） 緩衝層の材料として、主として２２０１相の下記酸化物
を用賊 Ｂ １２−８ ｒｅ−Ｃａｔ−Ｏｘ （但しＸは任意）
さらに緩衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化
物を用いる力＼ Ｂ １ｔ−ＳｒＩ−０−（但しＸは任意）またはＡＲＫ
Ｂ電極に主として２２２３相の下記Ｂｉ系酸化物超
伝導体をｍ１ （Ｂ ｉ ｔ−ｕＰ ｂ、） ２−８ ｒ２−Ｃａ２−
Ｃｕｓ−Ｏｘ（但し０≦ｙ〈００反 Ｘは任意） 緩衝層の材料が、 主として２２０１相の下記酸化物を
用し＼ Ｂ １２−８ ｒｅ−Ｃｕｔ−Ｏｘ（但しＸは任意）緩
衝層の材料Ｔ１．：、主として２１００相の下記酸化物
を用いると、 Ｂ １２−５ ｒ２−Ｃａｔ−０８（但しＸは任意）基
板温度を６００℃から８５０ｔ”とした場合、各層とも
基板に対し連続的にエピタキシャル成長し緩衝層の厚み
を厚くしても超伝導素子が作製でき、さらに素子抵抗も
大きくできることを見いだしん また７００℃以下の酸素中でのアニール処理をしてＬ
結晶性を保ったままＡ及びＢ両電極の超伝導性か向上す
ることを見いたしん さらに以上述べたこれらの多層膜を用い接合型の超伝導
素子を作製したとこへ 液体窒素温度以上でも良好な超
伝導特性を示し ジョセフソン効果を示すことを見いだ
した 以下に具体的実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明
する。
具体的実施例
第１図は本発明の実施例を示すプロセス図である。
まず、 （１００）ＭｇＯ基板を基体６に用しくｒｆマ
グネトロンスパッタリング法によって、主として２２１
２相の酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体 （Ｂ ｉ ｔ−ｖＰ ｂ、） ２−８ ｒａ−Ｃａｔ−
Ｃｕ２−Ｏｘ（但しＯ≦ｙ＜０．家 Ｘは任意） が堆積するように調整した酸化物粉末のターゲットを用
しく 厚さ３ｏｏｎｍのＡ電極１を堆積させへ ひき続
き同一真空中において、主として２２０１相のＢｉ系酸
化物 Ｂ １２−３ ｒｔ−Ｃｕ＋−０Ｘ（但しＸは任意）が
堆積するように調整した酸化物粉末のターゲットを用し
＼ 厚さ１０ｎｍの緩衝層８を堆積させ九次に主として
２１００相のＢｉ系酸化物Ｂａｔ Ｓｒ＋ Ｏｘ（
但しＸは任意）が堆積するように調整した酸化物粉末の
ターゲットより、緩衝層３を厚さ３ｎｍ堆積させた（第
１図（ａ）参照）。
グネトロンスパッタリング法によって、主として２２１
２相の酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体 （Ｂ ｉ ｔ−ｖＰ ｂ、） ２−８ ｒａ−Ｃａｔ−
Ｃｕ２−Ｏｘ（但しＯ≦ｙ＜０．家 Ｘは任意） が堆積するように調整した酸化物粉末のターゲットを用
しく 厚さ３ｏｏｎｍのＡ電極１を堆積させへ ひき続
き同一真空中において、主として２２０１相のＢｉ系酸
化物 Ｂ １２−３ ｒｔ−Ｃｕ＋−０Ｘ（但しＸは任意）が
堆積するように調整した酸化物粉末のターゲットを用し
＼ 厚さ１０ｎｍの緩衝層８を堆積させ九次に主として
２１００相のＢｉ系酸化物Ｂａｔ Ｓｒ＋ Ｏｘ（
但しＸは任意）が堆積するように調整した酸化物粉末の
ターゲットより、緩衝層３を厚さ３ｎｍ堆積させた（第
１図（ａ）参照）。
次に再び主として２２０１相のＢｉ系酸化物Ｂ １２−
３ ｒａ−Ｃｕ＋−Ｏｘ（但しＸは任意）が、堆積する
ように調整した酸化物粉末のターゲットを用（（厚さ１
０ｎｍの緩衝層９を堆積させ、さらにＢ電極２となる２
２１２相の酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体 （Ｂ ｉ ｔ−ｖＰ ｂ＋） ｔ−Ｓｒｅ−Ｃａｔ−Ｃ
ｕ２−ＯＫ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）が、
堆積するように調整した酸化物粉末のターゲットを用
いて、Ｂｉ系酸化物超伝導体を２００ｎｍ堆積させ、最
後に表面保護層１０としてのＰｔを６０ｎｍ堆積させた
（第１図（ｂ）参照）。
３ ｒａ−Ｃｕ＋−Ｏｘ（但しＸは任意）が、堆積する
ように調整した酸化物粉末のターゲットを用（（厚さ１
０ｎｍの緩衝層９を堆積させ、さらにＢ電極２となる２
２１２相の酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体 （Ｂ ｉ ｔ−ｖＰ ｂ＋） ｔ−Ｓｒｅ−Ｃａｔ−Ｃ
ｕ２−ＯＫ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）が、
堆積するように調整した酸化物粉末のターゲットを用
いて、Ｂｉ系酸化物超伝導体を２００ｎｍ堆積させ、最
後に表面保護層１０としてのＰｔを６０ｎｍ堆積させた
（第１図（ｂ）参照）。
但し基板温度は表面保護層ｌＯのｐｔの堆積を除き、い
ずれの場合も６５０℃であム 表面保護層１０１よ 室
温で堆積した その後、ネガレジストを用いたフォトリングラフイーお
よびイオンミリングにより、緩衝層８、緩衝層３、緩衝
層９、Ｂ電極２、及び表面保護層１０をトンネル接合形
状にバターニングした（第１図（ｃ）参照）。
ずれの場合も６５０℃であム 表面保護層１０１よ 室
温で堆積した その後、ネガレジストを用いたフォトリングラフイーお
よびイオンミリングにより、緩衝層８、緩衝層３、緩衝
層９、Ｂ電極２、及び表面保護層１０をトンネル接合形
状にバターニングした（第１図（ｃ）参照）。
その後、ネガレジスト７を除去せずく 電極間分離層４
として２５０ ｎｍのＣａ’Ｆｅを真空蒸着により堆積
後（第１図（ｄ）参照）、 トリクロロエタンによる超
音波洗浄、および０２ガスプラズマ処理（ＩＴｏｒｒ、
１３．５６ＭＨｚ、 ４００Ｗ）によるリフトオフ法
で、表面保護層１０を露出させた（第１図（ｅ）参照）
。
として２５０ ｎｍのＣａ’Ｆｅを真空蒸着により堆積
後（第１図（ｄ）参照）、 トリクロロエタンによる超
音波洗浄、および０２ガスプラズマ処理（ＩＴｏｒｒ、
１３．５６ＭＨｚ、 ４００Ｗ）によるリフトオフ法
で、表面保護層１０を露出させた（第１図（ｅ）参照）
。
最後ζへ 全面にＰｔ１５０ｎｍを堆積させ、ネガレジ
ストを用いたフォトリソグラフィーおよびイオンミリン
グにより、Ｂ電極の一部に接触させたコンタクト電極を
形成し 超伝導素子を完成させた（第１図（ｆ）参照）
。
ストを用いたフォトリソグラフィーおよびイオンミリン
グにより、Ｂ電極の一部に接触させたコンタクト電極を
形成し 超伝導素子を完成させた（第１図（ｆ）参照）
。
この製造方法による超伝導素子（上 液体窒素温度にお
いて良好な超伝導特性およびジョセフソン効果を示すこ
とを確認し九 第２図は 本実施例の超伝導素子作製に用いた多層膜の
Ｘ線回折パターンであａ これによると、 ６５０℃の成膜温度において各層はＣ
軸配向を示しており、また高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ
）観察などよりエピタキシャル成長していることが確認
された この超伝導素子の特性（よ ２００μＡの超伝導電流が
流れ（直流ジョセフソン効果）、高周波に応答して、電
流電圧特性上に周期的な電流ステップが生じることを確
認した（交流ジョセフソン効果）。
いて良好な超伝導特性およびジョセフソン効果を示すこ
とを確認し九 第２図は 本実施例の超伝導素子作製に用いた多層膜の
Ｘ線回折パターンであａ これによると、 ６５０℃の成膜温度において各層はＣ
軸配向を示しており、また高速電子線回折（ＲＨＥＥＤ
）観察などよりエピタキシャル成長していることが確認
された この超伝導素子の特性（よ ２００μＡの超伝導電流が
流れ（直流ジョセフソン効果）、高周波に応答して、電
流電圧特性上に周期的な電流ステップが生じることを確
認した（交流ジョセフソン効果）。
また素子抵抗も大きなものであり、 ピンホールの存在
確立も低くなっ九 力木実施例に用いたものと同様な多層膜に対し、、
７００℃以下の酸素中でのアニール処理をしても結晶性
を保ったままであり、かつＡ及びＢ両電極の超伝導性が
向上し この多層膜を用いた接合型の超伝導素子の特性
の向上ができることを確δ忍 し た。
確立も低くなっ九 力木実施例に用いたものと同様な多層膜に対し、、
７００℃以下の酸素中でのアニール処理をしても結晶性
を保ったままであり、かつＡ及びＢ両電極の超伝導性が
向上し この多層膜を用いた接合型の超伝導素子の特性
の向上ができることを確δ忍 し た。
な耘 本実施例では 超伝導素子の構成要素である超伝
導素子のＡ電極及びＢ電極に 主として２２１２相の下
記酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体を用し＼ （Ｂ ＋＋−ｙＰ ｂｙ）２ Ｓ ｒａ Ｃａ＋
Ｃｕ２０ｘ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）緩衝
層の材料として、主として２２０１相の下記酸化惧 Ｂ １２−３ ｒａ−Ｃｕ＋−０−（但しＸは任意）緩
衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂ １ｓ−Ｃｕ＋−０−（但しＸは任意）を用いたが、
他にＡ電極及びＢ電極に主として２２２３相の下記酸化
物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体を用１．Ｌ （Ｂ ｉ＋−−Ｐｂｖ）２−８ ｒ２−Ｃａ２−Ｃｕｓ
−Ｏｘ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）緩衝層の
材料が、主として２２０１相の下記酸化物 Ｂ １ｔ−Ｓｒ２−Ｃｕｖ−０，＋（但しＸは任意）緩
衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂ １ｔ−Ｓｒ＋−Ｏｘ （但しＸは任意）を用いても
同様に良好な結晶性を有する積層膜が製造でき、さらに
それから良好な超伝導接合を作製できることを確認し九 ま？Ｑ Ａ、 Ｂ両電極 緩衝層および緩衝層をす
べて、少なくともＢｉとアルカリ土類金属を含むＣ軸配
向したＢｉ系酸化物とすることで、各層とも５５０℃以
上で基板に対しＣ軸配向した膜が成長することを確認し
その多層膜を用いて作製した接合型の素子が超伝導素
子として動作することを確認した 但し本発明で言う、アルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化
物と（よ Ａ及びＢ両超伝導電極としてζ友Ｂｉ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ
１−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０のうち１２、あるいは 少な
くともＰｂを含むＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ ｉ
−Ｓｒ−Ｂａ−ＣｕＯ１Ｂ １−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０
の内１種の何れかであり、緩衝層の材料として１ｉＢｉ
−ＳｒＣｕ−０，Ｂｉ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−ＢａＣ
ｕ−０の内１種であり、また緩衝層の材料としてはＢｉ
−Ｓｒ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−〇、ＢｉＢａ−０の内１種で
あム また７００℃以下の酸素中でのアニール処理をしてＬ
結晶性を保ったままＡ及びＢ両電極の超伝導性が向上す
ることを確認していも さらにコンタクト電極として本実施例ではＰｔを用いた
力ｚ Ａ ｕｓ Ａ ｇＳＰ ｄ−Ｃｕなどの金属
でもよｕ℃ 本実施例においては緩衝層を設けた場合について説明し
た力ｔ 緩衝層を設けない場合についてＬ同様に超伝導
素子が作製でき、動作することを確認し九 なお現在超伝導応用のひとつとしてジョセフソン素子を
構成要素とする超伝導量子干渉計があげられも 本発明の超伝導素子は液体窒素温度でジョセフソン素子
として動作しており、この素子を用いると液体窒素温度
で動作する超伝導量子干渉計を構成することが可能とな
っ九 この超伝導量子干渉計は磁場に対して非常に高感度に応
答し 生体磁気測定 地磁気測定等の磁気測定も また
低消費電力のスイッチング素子を用いた計算機メモリー
、計算機ロジック等に応用できも 特に生体磁気測定の
分野で（友 従来非侵襲で測定できなかった脳の神経活
動を、磁気的信号として非侵襲で取り出せるた取 基礎
医学分野のみならず臨床医学の分野で注目されている。
導素子のＡ電極及びＢ電極に 主として２２１２相の下
記酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体を用し＼ （Ｂ ＋＋−ｙＰ ｂｙ）２ Ｓ ｒａ Ｃａ＋
Ｃｕ２０ｘ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）緩衝
層の材料として、主として２２０１相の下記酸化惧 Ｂ １２−３ ｒａ−Ｃｕ＋−０−（但しＸは任意）緩
衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂ １ｓ−Ｃｕ＋−０−（但しＸは任意）を用いたが、
他にＡ電極及びＢ電極に主として２２２３相の下記酸化
物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体を用１．Ｌ （Ｂ ｉ＋−−Ｐｂｖ）２−８ ｒ２−Ｃａ２−Ｃｕｓ
−Ｏｘ（但し０≦ｙ＜０．５． ｘは任意）緩衝層の
材料が、主として２２０１相の下記酸化物 Ｂ １ｔ−Ｓｒ２−Ｃｕｖ−０，＋（但しＸは任意）緩
衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂ １ｔ−Ｓｒ＋−Ｏｘ （但しＸは任意）を用いても
同様に良好な結晶性を有する積層膜が製造でき、さらに
それから良好な超伝導接合を作製できることを確認し九 ま？Ｑ Ａ、 Ｂ両電極 緩衝層および緩衝層をす
べて、少なくともＢｉとアルカリ土類金属を含むＣ軸配
向したＢｉ系酸化物とすることで、各層とも５５０℃以
上で基板に対しＣ軸配向した膜が成長することを確認し
その多層膜を用いて作製した接合型の素子が超伝導素
子として動作することを確認した 但し本発明で言う、アルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化
物と（よ Ａ及びＢ両超伝導電極としてζ友Ｂｉ−Ｓｒ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ
１−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０のうち１２、あるいは 少な
くともＰｂを含むＢｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂ ｉ
−Ｓｒ−Ｂａ−ＣｕＯ１Ｂ １−Ｃａ−Ｂａ−Ｃｕ−０
の内１種の何れかであり、緩衝層の材料として１ｉＢｉ
−ＳｒＣｕ−０，Ｂｉ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−ＢａＣ
ｕ−０の内１種であり、また緩衝層の材料としてはＢｉ
−Ｓｒ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−〇、ＢｉＢａ−０の内１種で
あム また７００℃以下の酸素中でのアニール処理をしてＬ
結晶性を保ったままＡ及びＢ両電極の超伝導性が向上す
ることを確認していも さらにコンタクト電極として本実施例ではＰｔを用いた
力ｚ Ａ ｕｓ Ａ ｇＳＰ ｄ−Ｃｕなどの金属
でもよｕ℃ 本実施例においては緩衝層を設けた場合について説明し
た力ｔ 緩衝層を設けない場合についてＬ同様に超伝導
素子が作製でき、動作することを確認し九 なお現在超伝導応用のひとつとしてジョセフソン素子を
構成要素とする超伝導量子干渉計があげられも 本発明の超伝導素子は液体窒素温度でジョセフソン素子
として動作しており、この素子を用いると液体窒素温度
で動作する超伝導量子干渉計を構成することが可能とな
っ九 この超伝導量子干渉計は磁場に対して非常に高感度に応
答し 生体磁気測定 地磁気測定等の磁気測定も また
低消費電力のスイッチング素子を用いた計算機メモリー
、計算機ロジック等に応用できも 特に生体磁気測定の
分野で（友 従来非侵襲で測定できなかった脳の神経活
動を、磁気的信号として非侵襲で取り出せるた取 基礎
医学分野のみならず臨床医学の分野で注目されている。
これらの点で本発明の実用的効果（よ 基礎医学分野お
よび臨床医学分野での生体磁気計測部層低消費電力のス
イッチング素子を用いた計算機応凰 電子機器応用など
の分野で犬である。
よび臨床医学分野での生体磁気計測部層低消費電力のス
イッチング素子を用いた計算機応凰 電子機器応用など
の分野で犬である。
発明の詳細
な説明したように 超伝導素子の構成要素である超伝導
素子のＡ及びＢ両電徴 緩衝層 および緩衝層をすべて
、アルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物とすることで、
熱膨張係数がほとんど一致するためζ二 基板温度５５
０℃以上で成膜し室温に戻してｋ ストレスが入らず成
膜時の結晶性を採板 しかも上部に位置する超伝導電極
の超伝導性も基板上に成膜した超伝導電極の超伝導性と
同程度のものが得られる効果がある。
素子のＡ及びＢ両電徴 緩衝層 および緩衝層をすべて
、アルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物とすることで、
熱膨張係数がほとんど一致するためζ二 基板温度５５
０℃以上で成膜し室温に戻してｋ ストレスが入らず成
膜時の結晶性を採板 しかも上部に位置する超伝導電極
の超伝導性も基板上に成膜した超伝導電極の超伝導性と
同程度のものが得られる効果がある。
特にＡ及びＢ両電極 緩衝層及び緩衝層とするＢｉ系酸
化物を、基板表面に対してその結晶のＣ軸が垂直に配向
するように成膜することにより、そのａ、 ｂ各結晶
方位の格子定数がほぼ一致するために良好な結晶性を有
ＬＡ及びＢ両電極において、より良好な超伝導特性をも
つ薄膜を実現できる効果があム また基板として（１００） Ｓ ｒＴ ｉｏｎ、 （１
００）ＭｇＯ基板を用１．Ｘ、Ａ電極とＢ電極とに主と
して２２１２相の下記酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化
物超伝導体を用し＼ （Ｂ １ｔ−ｖＰ ｂｙ） ２−３ ｒａ−Ｃａｔ−Ｃ
ｕｔ−Ｏｗ（但し０≦ｙ〈０．飄 Ｘは任意） 緩衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂｉｔ Ｓｒ＋ Ｏｘ（但しＸは任意）を用いる力
＼ またはＡ電極とＢ電極とに主として２２２３相の下
記酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体を用し入 （Ｂ ｉ ＋−ｖＰ ｂ、） ａ −Ｓ ｒｅ−Ｃａｓ
−Ｃｕ ｓ−０×（但し０≦ｙ〈０．飄 Ｘは任意） 緩衝層の材料番へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂｉ２−８ ｒ＋−Ｏｘ （但しＸは任意）を用いると
、基板温度を６００℃から８５０℃とした場合、各層と
も基板に対し連続的にエピタキシャル成長し また７０
０℃以下の酸素中でのアニール処理をしても結晶性を保
ったままＡ及びＢ両電極の超伝導性を向上させる効果が
あムさらに緩衝層の材料としてＢ ｉ−Ｓｒ−αＢｉ−
Ｃａ−α Ｂｉ−Ｂａ−０の１１種を用いると、素子抵
抗が大きくでき、また超伝導電極と緩衝層の間にＢ ｉ
−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−０の内１種よりなる緩衝層を設けることによ
り、緩衝層の結晶性が向上しピンホールの存在確立が減
少すると共凶 緩衝層作製条件のマージンが大きくなる
効果がある。
化物を、基板表面に対してその結晶のＣ軸が垂直に配向
するように成膜することにより、そのａ、 ｂ各結晶
方位の格子定数がほぼ一致するために良好な結晶性を有
ＬＡ及びＢ両電極において、より良好な超伝導特性をも
つ薄膜を実現できる効果があム また基板として（１００） Ｓ ｒＴ ｉｏｎ、 （１
００）ＭｇＯ基板を用１．Ｘ、Ａ電極とＢ電極とに主と
して２２１２相の下記酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化
物超伝導体を用し＼ （Ｂ １ｔ−ｖＰ ｂｙ） ２−３ ｒａ−Ｃａｔ−Ｃ
ｕｔ−Ｏｗ（但し０≦ｙ〈０．飄 Ｘは任意） 緩衝層の材料へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂｉｔ Ｓｒ＋ Ｏｘ（但しＸは任意）を用いる力
＼ またはＡ電極とＢ電極とに主として２２２３相の下
記酸化物超伝導体を含むＢｉ系酸化物超伝導体を用し入 （Ｂ ｉ ＋−ｖＰ ｂ、） ａ −Ｓ ｒｅ−Ｃａｓ
−Ｃｕ ｓ−０×（但し０≦ｙ〈０．飄 Ｘは任意） 緩衝層の材料番へ 主として２１００相の下記酸化物 Ｂｉ２−８ ｒ＋−Ｏｘ （但しＸは任意）を用いると
、基板温度を６００℃から８５０℃とした場合、各層と
も基板に対し連続的にエピタキシャル成長し また７０
０℃以下の酸素中でのアニール処理をしても結晶性を保
ったままＡ及びＢ両電極の超伝導性を向上させる効果が
あムさらに緩衝層の材料としてＢ ｉ−Ｓｒ−αＢｉ−
Ｃａ−α Ｂｉ−Ｂａ−０の１１種を用いると、素子抵
抗が大きくでき、また超伝導電極と緩衝層の間にＢ ｉ
−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｂ
ａ−Ｃｕ−０の内１種よりなる緩衝層を設けることによ
り、緩衝層の結晶性が向上しピンホールの存在確立が減
少すると共凶 緩衝層作製条件のマージンが大きくなる
効果がある。
さらに以上述べたこれらの多層膜を用い接合型の超伝導
素子を作製したとこへ 液体窒素温度以上でも良好な超
伝導特性を示ヒ ジョセフソン効第１図（ａ）、（ｂ）
、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）は各々本発明の
超伝導素子の製造の一方法を説明するプロセス医 第２
図は本発明の一実施例に用いた多層膜のＸ線回折パター
ン図である。
素子を作製したとこへ 液体窒素温度以上でも良好な超
伝導特性を示ヒ ジョセフソン効第１図（ａ）、（ｂ）
、（Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）は各々本発明の
超伝導素子の製造の一方法を説明するプロセス医 第２
図は本発明の一実施例に用いた多層膜のＸ線回折パター
ン図である。
１・・・Ａ電極 ２・・・ＢＥ楓 ３・・・バリア恩
４・・・電極間分離慰 ５・・・コンタクト重態 ６・
・・基体 ７・・・ネガレジスト、８・・・緩衝＃ ９
・・・緩衝＃ １０・・・表面保護層
４・・・電極間分離慰 ５・・・コンタクト重態 ６・
・・基体 ７・・・ネガレジスト、８・・・緩衝＃ ９
・・・緩衝＃ １０・・・表面保護層
Claims (7)
- （１）基体上にアルカリ土類金属を含むＢｉ系酸化物超
伝導体からなるＡ電極を設け、前記Ａ電極上にＢｉ−Ｓ
ｒ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃａ−Ｏ、もしくはＢｉ−Ｂａ−Ｏの内
何れか１種からなるバリア層を設け、前記バリア層上に
前記Ａ電極と同一材料からなるＢ電極を設け、少なくと
も前記バリア層の端面と前記Ｂ電極の端面を取り囲み、
かつ少なくとも前記Ｂ電極の一部と接するコンタクト電
極を設け、前記コンタクト電極と前記Ａ電極とを分離す
る電極間分離層を具備することを特徴とする超伝導素子
。 - （２）バリア層と、それをはさむアルカリ土類金属を含
むＢｉ系酸化物超伝導体超伝導体よりなる二つのＡ電極
とＢ電極とよりなる超伝導素子において、前記バリア層
と前記Ａ電極あるいは前記Ｂ電極の少なくともどちらか
一方との間に、少なくともＢｉ−Ｓｒ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ
−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏの内何れか一
種よりなる緩衝層を設けたことを特徴とする超伝導素子
。 - （３）Ａ電極、バリア層、Ｂ電極、またはＡ電極、バリ
ア層、緩衝層、Ｂ電極のすべての層が、ｃ軸配向させた
Ｂｉ系酸化物であることを特徴とする、請求項１もしく
は２何れかに記載の超伝導素子。 - （４）Ｂｉ系酸化物超伝導体の材料が、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃ
ａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ、Ｂｉ−Ｃ
ａ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏの内何れか１種であることを特徴と
する、請求項１もしくは２何れかに記載の超伝導素子。 - （５）Ｂｉ系酸化物超伝導体の材料が、少なくともＰｂ
を含むことを特徴とする、請求項１、２もしくは４何れ
かに記載の超伝導素子。 - （６）Ｂｉ系酸物超伝導体の材料が、主として２２１２
相の下記酸化物超伝導体 （Ｂｉ＿１＿−＿ｙＰｂ＿ｙ）＿２−Ｓｒ＿２−Ｃａ＿
１−Ｃｕ＿２−Ｏ＿ｘ（但し０≦ｙ＜０．５、ｘは任意
）、 もしくは主として２２２３相の下記酸化物超伝導体 （Ｂｉ＿１＿−＿ｙＰｂ＿ｙ）＿２−Ｓｒ＿２−Ｃａ＿
２−Ｃｕ＿３−Ｏ＿ｘ（但し０≦ｙ＜０．５、ｘは任意
）、 の内何れか１種であり、バリア層の材料が、主として２
１００相の下記酸化物 Ｂｉ＿２−Ｓｒ＿１−Ｏ＿ｘ（但しｘは任意）、を用い
ることを特徴とする請求項１、３もしくは５何れかに記
載の超伝導素子。 - （７）Ｂｉ系酸物超伝導体の材料が、主として２２１２
相の下記酸化物超伝導体 （Ｂｉ＿１＿−＿ｙＰｂ＿ｙ）＿２−Ｓｒ＿２−Ｃａ＿
１−Ｃｕ＿２−Ｏ＿ｘ（但し０≦ｙ＜０．５、ｘは任意
）、 もしくは主として２２２３相の下記酸化物超伝導体 （Ｂｉ＿１＿−＿ｙＰｂ＿ｙ）＿２−Ｓｒ＿２−Ｃａ＿
２−Ｃｕ＿３−Ｏ＿ｘ（但し０≦ｙ＜０．５、ｘは任意
）、 の内何れか１種であり、緩衝層の材料が、主として２２
０１相の下記酸化物 Ｂｉ＿２−Ｓｒ＿２−Ｃｕ＿１−Ｏ＿ｘ（但しｘは任意
）、であり、バリア層の材料が、主として２１００相の
下記酸化物 Ｂｉ＿２−Ｓｒ＿１−Ｏ＿ｘ（但しｘは任意）、を用い
ることを特徴とする、請求項２、３もしくは５何れかに
記載の超伝導素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2097117A JP2861235B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 超伝導素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2097117A JP2861235B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 超伝導素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03295282A true JPH03295282A (ja) | 1991-12-26 |
| JP2861235B2 JP2861235B2 (ja) | 1999-02-24 |
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ID=14183631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2097117A Expired - Fee Related JP2861235B2 (ja) | 1990-04-12 | 1990-04-12 | 超伝導素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2861235B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10035133B2 (en) * | 2016-10-25 | 2018-07-31 | GM Global Technology Operations LLC | Catalysts with atomically dispersed platinum group metal complexes and a barrier disposed between the complexes |
-
1990
- 1990-04-12 JP JP2097117A patent/JP2861235B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2861235B2 (ja) | 1999-02-24 |
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