JPH0336771A - 弱結合形ジョセフソン接合素子 - Google Patents
弱結合形ジョセフソン接合素子Info
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- JPH0336771A JPH0336771A JP17257389A JP17257389A JPH0336771A JP H0336771 A JPH0336771 A JP H0336771A JP 17257389 A JP17257389 A JP 17257389A JP 17257389 A JP17257389 A JP 17257389A JP H0336771 A JPH0336771 A JP H0336771A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、弱結合形ジョセフソン接合素子に関する。
従来、第３図及び第４図を伴って次に述べる弱結合形ジ
ョセフソン接合素子が提案されている。 すなわち、単結晶でなり且つ（１００）面でなる主面２
を有する絶縁性基板１を有する。 この場合、絶縁性基板１を構成している単結晶は、Ｍａ
ｃ、ＹＳＺ （イツトリウム安定化ジルコニア）、Ｚｎ
Ｏ２などでなる。 そして、絶縁性基板１の主面２上に、多結晶でなる超伝
３１１１ｍ３が形成されている。 この場合、超伝１ｗＩ！！１３は、３０〜４０にの超伝
導転移温度を有する’Ｊ−ｘ ＭＸＣｕｂ。 （ただし、Ｍは、Ｓｒまたは３ａ、ｘは０．５以下の値
、ｙは４またはその下側近ｖＩｌｉり、９０に程度の超
伝導転移温度を有するＬｎＢａ２Ｃｕ３０ｙ（ただし、
Ｌｎはイツトリウム（Ｙ）またはランタノイド元素、ｙ
は７またはその下側近傍値、１１０に程度の超伝導転移
温度を有するＢ ＋ Ｓ ｒ Ｃａ ＣＬＪ ３
０ ｙ （ただし、２ ２ ３ ｙは７またはその下側近傍ｆＩＩｉ）、１２０に程度の
超伝導転移温度を有するＴ１２Ｂａ２Ｃａ２ＣＬＪ３０
．（ただし、ｙは７またはその下側近傍値〉などでなる
、高い超伝導転移温度を有する酸化物超伝導体でなる。 また、超伝導ｉｌｌ膜３は、ブリッジ部または弱結合ジ
ョセフソン接合部Ｊとしての幅狭の領域部４と、その領
域部４を挟んでいる第１及び第２の超伝導電極部Ｅｌ及
びＥ２としての幅広の領域部５及び６とからなる。 さらに、超伝導１１Ｉ３は、スパッタリング法、反応性
蒸着法、ＣＶＤ法などによって、幅狭の領域部４におい
ても、また幅広の領域部５及び６においても、ともに、
上述した酸化物超伝導体でなる多数の結晶粒７からなり
、そして、それらの上下左右に相隣る結晶粒７間の粒界
８にジョセフソン接合９を形成しているものとして、形
成されている。 以上が、従来提案されている弱結合形ジョセフソン接合
素子の構成である。 このような構成を有する弱結合形ジョセフソン接合素子
によれば、幅狭の領域部４が、字句通り、幅広の領域部
５及び６に比し幅狭であることから、その幅狭の領域部
４が、幅広の領域部５及び６に比し弱い超伝導性を呈し
、よって、幅狭の領域部４に比し強い超伝導性を有する
幅広の領域部５及び６による超伝導電極部Ｅｌ及びＥ２
が、幅広の領域部５及び６に比し弱い超伝導性を有する
領域部４による弱結合ジョセフソン接合部ｊを介して結
合している、という構成を有していることか゛ら、ジョ
セフソン接合素子としての機能を呈する。 また、第３図及び第４図に示す弱結合形ジョセフソン接
合素子の場合、超伝導薄膜３が高い超伝導転移温度を有
する酸化物超伝導体でなることから、比較的高い温度（
酸化物超伝導体がＬｎ Ｂａ Ｃｕ Ｏ１Ｂ１２Ｓｒ２
Ｃａ２２ ２ ３ ｙ Ｃｕ３０． 、Ｔ １２Ｂａ２ Ｃａ２Ｃｕ３０．の場
合、液体窒素の沸点（７７Ｋ＞を超える高い温度）で、
ジョセフソン接合素子としての機能を呈し、よって、比
較的高い温度で使用することができる、という特徴を有
する。
ョセフソン接合素子が提案されている。 すなわち、単結晶でなり且つ（１００）面でなる主面２
を有する絶縁性基板１を有する。 この場合、絶縁性基板１を構成している単結晶は、Ｍａ
ｃ、ＹＳＺ （イツトリウム安定化ジルコニア）、Ｚｎ
Ｏ２などでなる。 そして、絶縁性基板１の主面２上に、多結晶でなる超伝
３１１１ｍ３が形成されている。 この場合、超伝１ｗＩ！！１３は、３０〜４０にの超伝
導転移温度を有する’Ｊ−ｘ ＭＸＣｕｂ。 （ただし、Ｍは、Ｓｒまたは３ａ、ｘは０．５以下の値
、ｙは４またはその下側近ｖＩｌｉり、９０に程度の超
伝導転移温度を有するＬｎＢａ２Ｃｕ３０ｙ（ただし、
Ｌｎはイツトリウム（Ｙ）またはランタノイド元素、ｙ
は７またはその下側近傍値、１１０に程度の超伝導転移
温度を有するＢ ＋ Ｓ ｒ Ｃａ ＣＬＪ ３
０ ｙ （ただし、２ ２ ３ ｙは７またはその下側近傍ｆＩＩｉ）、１２０に程度の
超伝導転移温度を有するＴ１２Ｂａ２Ｃａ２ＣＬＪ３０
．（ただし、ｙは７またはその下側近傍値〉などでなる
、高い超伝導転移温度を有する酸化物超伝導体でなる。 また、超伝導ｉｌｌ膜３は、ブリッジ部または弱結合ジ
ョセフソン接合部Ｊとしての幅狭の領域部４と、その領
域部４を挟んでいる第１及び第２の超伝導電極部Ｅｌ及
びＥ２としての幅広の領域部５及び６とからなる。 さらに、超伝導１１Ｉ３は、スパッタリング法、反応性
蒸着法、ＣＶＤ法などによって、幅狭の領域部４におい
ても、また幅広の領域部５及び６においても、ともに、
上述した酸化物超伝導体でなる多数の結晶粒７からなり
、そして、それらの上下左右に相隣る結晶粒７間の粒界
８にジョセフソン接合９を形成しているものとして、形
成されている。 以上が、従来提案されている弱結合形ジョセフソン接合
素子の構成である。 このような構成を有する弱結合形ジョセフソン接合素子
によれば、幅狭の領域部４が、字句通り、幅広の領域部
５及び６に比し幅狭であることから、その幅狭の領域部
４が、幅広の領域部５及び６に比し弱い超伝導性を呈し
、よって、幅狭の領域部４に比し強い超伝導性を有する
幅広の領域部５及び６による超伝導電極部Ｅｌ及びＥ２
が、幅広の領域部５及び６に比し弱い超伝導性を有する
領域部４による弱結合ジョセフソン接合部ｊを介して結
合している、という構成を有していることか゛ら、ジョ
セフソン接合素子としての機能を呈する。 また、第３図及び第４図に示す弱結合形ジョセフソン接
合素子の場合、超伝導薄膜３が高い超伝導転移温度を有
する酸化物超伝導体でなることから、比較的高い温度（
酸化物超伝導体がＬｎ Ｂａ Ｃｕ Ｏ１Ｂ１２Ｓｒ２
Ｃａ２２ ２ ３ ｙ Ｃｕ３０． 、Ｔ １２Ｂａ２ Ｃａ２Ｃｕ３０．の場
合、液体窒素の沸点（７７Ｋ＞を超える高い温度）で、
ジョセフソン接合素子としての機能を呈し、よって、比
較的高い温度で使用することができる、という特徴を有
する。
しかしながら、第３図及び第４図に示す従来の弱結合形
ジョセフソン接合素子の場合、内部に多数のジョセフソ
ン接合９を形成している超伝１１１１３を、上述したよ
うに、スパッタリング法、反応性蒸着法、ＣＶＤ法など
によって形成することができるが、この場合、超伝導薄
膜３を、結晶粒７の粒径、粒界の状態、従って、多数の
ジョセフソン接合９の特性に、高い再現性を有せしめて
形成する、ということが、きわめて困難である。 一方、幅狭の領域部４による弱結合ジョセフソン接合部
の特性は、幅狭の領域部４における多数のジョセフソン
接合９の特性によって決められ、また、弱結合ジョセフ
ソン接合−の特性は、弱結合形ジョセフソン接合素子の
重要な特性値である臨界電流値を決定する。 このため、第３図及び第４図に示す従来の弱結合形ジョ
セフソン接合素子の場合、弱結合形ジョセフソン接合素
子を、その重要な特性値である臨界電流値に、高い再現
性を有せしめて製造することができない、という欠点を
有していた。 また、第３図及び第４図に示す従来の弱結合形ジョセフ
ソン接合素子の場合、幅広の領域部５及び６による第１
及び第２の超伝導電極部Ｅｌ及びＥ２にも、多数のジョ
セフソン接合９を有し、そして、その−のジョセフソン
接合９に捕獲されている量子磁束が、弱結合形ジョセフ
ソン接合素子の使用温度によっても、他の−のジョセフ
ソン接合９に移動することから、いわゆる１／ｆ雑音（
周波数ｆの逆数に比例して増加する雑音〉と称される雑
音が、きわめて大きい、という欠点を有していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な弱結合
形ジョセフソン接合素子を提案せんとするものである。
ジョセフソン接合素子の場合、内部に多数のジョセフソ
ン接合９を形成している超伝１１１１３を、上述したよ
うに、スパッタリング法、反応性蒸着法、ＣＶＤ法など
によって形成することができるが、この場合、超伝導薄
膜３を、結晶粒７の粒径、粒界の状態、従って、多数の
ジョセフソン接合９の特性に、高い再現性を有せしめて
形成する、ということが、きわめて困難である。 一方、幅狭の領域部４による弱結合ジョセフソン接合部
の特性は、幅狭の領域部４における多数のジョセフソン
接合９の特性によって決められ、また、弱結合ジョセフ
ソン接合−の特性は、弱結合形ジョセフソン接合素子の
重要な特性値である臨界電流値を決定する。 このため、第３図及び第４図に示す従来の弱結合形ジョ
セフソン接合素子の場合、弱結合形ジョセフソン接合素
子を、その重要な特性値である臨界電流値に、高い再現
性を有せしめて製造することができない、という欠点を
有していた。 また、第３図及び第４図に示す従来の弱結合形ジョセフ
ソン接合素子の場合、幅広の領域部５及び６による第１
及び第２の超伝導電極部Ｅｌ及びＥ２にも、多数のジョ
セフソン接合９を有し、そして、その−のジョセフソン
接合９に捕獲されている量子磁束が、弱結合形ジョセフ
ソン接合素子の使用温度によっても、他の−のジョセフ
ソン接合９に移動することから、いわゆる１／ｆ雑音（
周波数ｆの逆数に比例して増加する雑音〉と称される雑
音が、きわめて大きい、という欠点を有していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な弱結合
形ジョセフソン接合素子を提案せんとするものである。
本発明による弱結合形ジョセフソン接合素子は、■双晶
面を有する双晶でなり、且つ上記双晶面と交叉し且つ上
記双晶面の線状端面を露出させている主面を有する絶縁
性基板を有し、そして、■その絶縁性基板の主面上に、
第３図及び第４図で上述した従来の弱結合形ジョセフソ
ン接合素子の場合で上述したと同様の高い超伝導転移温
度を有する酸化物超伝導体でなるのを可とする超伝導薄
膜が、上記双晶面の線状端面を横切って延長して形成さ
れ、この場合、■上記超伝導Ｗｉｍの、上記双晶面の線
状端面上にそれに沿って延長している線状領域部を挟ん
でいる第１及び第２の領域部が、ともに単結晶でなる双
晶を構成し且つ第１及び第２の超伝導電極部として、形
成され、また、■上記超伝導薄膜の上記線状領域部が、
上記単結晶でなる双晶の結晶性に乱れを有する双晶面を
構成し且つ弱結合ジョセフソン接合部として、形成され
ている、という構成を有する。
面を有する双晶でなり、且つ上記双晶面と交叉し且つ上
記双晶面の線状端面を露出させている主面を有する絶縁
性基板を有し、そして、■その絶縁性基板の主面上に、
第３図及び第４図で上述した従来の弱結合形ジョセフソ
ン接合素子の場合で上述したと同様の高い超伝導転移温
度を有する酸化物超伝導体でなるのを可とする超伝導薄
膜が、上記双晶面の線状端面を横切って延長して形成さ
れ、この場合、■上記超伝導Ｗｉｍの、上記双晶面の線
状端面上にそれに沿って延長している線状領域部を挟ん
でいる第１及び第２の領域部が、ともに単結晶でなる双
晶を構成し且つ第１及び第２の超伝導電極部として、形
成され、また、■上記超伝導薄膜の上記線状領域部が、
上記単結晶でなる双晶の結晶性に乱れを有する双晶面を
構成し且つ弱結合ジョセフソン接合部として、形成され
ている、という構成を有する。
上述した構成を有する本発明による弱結合形ジョセフソ
ン接合素子によれば、超伝導薄膜の第１及び第２の領域
部が双晶を構成している単結晶でなり、これに対し、線
状領域部が、第１及び第２の領域部で構成されている双
晶の、結晶性に乱れを有する双晶面を構成していること
から、線状領域部が第１及び第２の領域部に比し弱い超
伝導性を呈し、よって、第３図及び第４図で前述した従
来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合に準じて、線
状領域部に比し強い超伝導性を有する第１及び第２の領
域部による第１及び第２の超伝導電極部が、第１及び第
２の領域部に比し弱い超伝導性を有する線状領域部によ
る弱結合ジョセフソン接合部を介して結合している、と
いう構成を有している。 このことから、本発明による弱結合形ジョセフソン接合
素子も、第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合と同様の、弱結合形ジョセフ
ソン接合素子としての機能が得られる。 また、本発明による弱結合形ジョセフソン接合素子の場
合、超伝導ＷｉＩｌを、第３図及び第４図で前述した従
来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合と同様に、高
い超伝導転移温度を有する酸化物超伝導体でなるものと
すれば、第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合と同様に、比較的高い温度で
、ジョセフソン接合素子としての機能を呈し、よって、
第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形ジョセフソ
ン接合素子の場合と同様に、比較的高い温度で使用でき
る。 しかしながら、本発明による弱結合形ジョセフソン接合
素子の場合、絶縁性基板上に、超伝導ｉ１！ｌを、エピ
タキシャル成長法によって形成することによって、その
超伝導薄膜を、絶縁性基板上の双晶面の線状端面上に沿
って延長している弱結合ジョセフソン接合部としての線
状領域部と、それを挟んだ単結晶でなる第１及び第２の
超伝導電極部としての第１及び第２の領域部とを有する
ものとして、再現性よく形成することができる。 このため、弱結合形ジョセフソン接合素子を、その重要
な特性値である、弱結合ジョセフソン接合部によって決
定される臨界電流値に、高い再現性を有せしめて、容易
に製造することができる。 また、本発明による弱結合形ジョセフソン接合素子の場
合、第１及び第２の領域部でなる第１及び第２の超伝導
電極部が、単結晶でなるので、それら第１及び第２の超
伝導電極部内は、各部均質であり、内部に第３図及び第
４図で上述した従来の弱結合形ジョセフソン接合素子の
場合におけるような多数のジョセフソン接合を形成して
おらず、このため、第１及び第２の超伝導電極部におい
て、いわゆる１／ｆ雑音と称される雑音を、実質的に伴
わない。
ン接合素子によれば、超伝導薄膜の第１及び第２の領域
部が双晶を構成している単結晶でなり、これに対し、線
状領域部が、第１及び第２の領域部で構成されている双
晶の、結晶性に乱れを有する双晶面を構成していること
から、線状領域部が第１及び第２の領域部に比し弱い超
伝導性を呈し、よって、第３図及び第４図で前述した従
来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合に準じて、線
状領域部に比し強い超伝導性を有する第１及び第２の領
域部による第１及び第２の超伝導電極部が、第１及び第
２の領域部に比し弱い超伝導性を有する線状領域部によ
る弱結合ジョセフソン接合部を介して結合している、と
いう構成を有している。 このことから、本発明による弱結合形ジョセフソン接合
素子も、第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合と同様の、弱結合形ジョセフ
ソン接合素子としての機能が得られる。 また、本発明による弱結合形ジョセフソン接合素子の場
合、超伝導ＷｉＩｌを、第３図及び第４図で前述した従
来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合と同様に、高
い超伝導転移温度を有する酸化物超伝導体でなるものと
すれば、第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合と同様に、比較的高い温度で
、ジョセフソン接合素子としての機能を呈し、よって、
第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形ジョセフソ
ン接合素子の場合と同様に、比較的高い温度で使用でき
る。 しかしながら、本発明による弱結合形ジョセフソン接合
素子の場合、絶縁性基板上に、超伝導ｉ１！ｌを、エピ
タキシャル成長法によって形成することによって、その
超伝導薄膜を、絶縁性基板上の双晶面の線状端面上に沿
って延長している弱結合ジョセフソン接合部としての線
状領域部と、それを挟んだ単結晶でなる第１及び第２の
超伝導電極部としての第１及び第２の領域部とを有する
ものとして、再現性よく形成することができる。 このため、弱結合形ジョセフソン接合素子を、その重要
な特性値である、弱結合ジョセフソン接合部によって決
定される臨界電流値に、高い再現性を有せしめて、容易
に製造することができる。 また、本発明による弱結合形ジョセフソン接合素子の場
合、第１及び第２の領域部でなる第１及び第２の超伝導
電極部が、単結晶でなるので、それら第１及び第２の超
伝導電極部内は、各部均質であり、内部に第３図及び第
４図で上述した従来の弱結合形ジョセフソン接合素子の
場合におけるような多数のジョセフソン接合を形成して
おらず、このため、第１及び第２の超伝導電極部におい
て、いわゆる１／ｆ雑音と称される雑音を、実質的に伴
わない。
【実施例１】
次に、第１図及び第２図を伴って本発明による弱結合形
ジョセフソン接合素子の第１の実施例を述べよう。 第１図に示す本発明による弱結合形ジョセフソン接合素
子は、次に述べる構成を有する。 すなわち、双晶面１３を有する双晶でなり、且つその双
晶面１３と例えば直交して交叉し且つ双晶面１２の線状
端面１４を露出させている主面１２を有する絶縁性基板
１１を有する。 この場合、絶縁性基板１１を構成している双晶は、実施
例として、ＬｎＧａＯ、ＬｎＡＩ０３、ＬｎＡＩ
Ｇａｘ０３（ただし、１−ｎ−ｘ は、イツトリウム（Ｙ）、ランタノイド元素から選ばれ
た元素、Ｏ＜ｘく１〉、それらの混晶などでなる。なお
、図において、１１ａ及び１１ｂは、双晶を構成してい
る結晶を示している。 そして、絶縁性基板１１の主面１２上に、超伝導薄膜１
５が、双晶面１３の線状端面１４を横切って延長して形
成されている。 この場合、超伝導薄膜１５は、とくに、第３図及び第４
図に示した弱結合形ジョセフソン接合素子における超伝
導薄ｌ１１３について前述したと同様の酸化物超伝導体
、就中、超伝導体転位温度が液体窒素の沸点（７７Ｋ）
を超えるＬｎ２ ２ ２ ３０、、ＴＩ Ｂａ Ｃａ Ｃｕ３０．ｔ”なる
のを可とする。 また、超伝導薄ｆｉ！１５の、双晶面１３の線状端面１
４上にそれに沿って延長している線状領域部１６を挟ん
だ第１及び第２の領域部１７及び１８が、単結晶でなる
双晶を構成し且つ第１及び第２の超伝導電極部Ｅｌ及び
Ｅ２として、形成されている。 さらに、超伝導薄ｌｌ１１５の線状領域部１６が、第１
及び第２の領域部１７及び１８を構成している単結晶で
なる双晶の結晶性に乱れを有する双晶面を構成し且つ弱
結合形ジョセフソン接合部−として、形成されている。 また、超伝導薄膜１５は、実際上、エピタキシャル成長
法によって形成されている。 なお、図においては、超伝導薄膜１５が、線状領域部１
６とそれを挟んでいる僅かな領域とからなる領域部１９
を、見掛上第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形
ジョセフソン接合素子におけるブリッジ部としての幅狭
の領域部４と同様に、他の領域に比し幅狭に形成してい
る場合を示しているが、必ずしもこのようにすることな
く、超伝導ｌ５１５が、全域を通じて、同じ幅で形成さ
れていてもよい。 以上が、本発明による弱結合形ジョセフソン接合素子の
実施例の構成である。 このような構成を有する本発明による弱結合形ジョセフ
ソン接合素子によれば、超伝導ｌ５１５の第１及び第２
の領域部１７及び１８が双晶を構成している単結晶でな
り、これに対し、線状領域部１６が第１及び第２の領域
部１７及び１８で構成されている双晶の、結晶性に乱れ
を有する双晶面を構成していることから、線状領域部１
６が第１及び第２の領域部１７及び１８に比し弱い超伝
導性を呈し、よって、第３図及び第４図で前述した従来
の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合に準じて、線状
領域部１６に比し強い超伝導性を有する第１及び第２の
領域部１７及び１８による第１及び第２の超伝導電極部
Ｅｌ及びＥ２が、第１及び第２の領域部１７及び１８に
比し弱い超伝導性を有する線状領域部１６による弱結合
ジョセフソン接合部−を介して結合している、という構
成を有している。 このことから、第１図及び第２図に示す本発明による弱
結合形ジョセフソン接合素子もまた、第３図及び第４図
で前述した従来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合
と同様の、弱結合形ジョセフソン接合素子としての機能
が得られる。 また、第１図及び第２図に示す本発明による弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合、超伝導薄１１５を、第３図
及び第４図で前述した従来の弱結合形ジョセフソン接合
素子の場合と同様に、高い超伝導転移温度を有する酸化
物超伝導体でなるものとすれば、第３図及び第４図で前
述した従来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合と同
様に、比較的高い温度で、ジョセフソン接合素子として
の機能を呈し、よって、第３図及び第４図で前述した従
来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合と同様に、比
較的高い温度で使用できる。 しかしながら、第１図及び第２図に示す本発明による弱
結合形ジョセフソン接合素子の場合、絶縁性基板１１上
に、超伝導薄！！１５を、エピタキシャル成長法によっ
て形成することによって、その超伝導ａ膜１５を、絶縁
性基板１１上の双晶面１３の線状端面１４上に沿って延
長している弱結合ジョセフソン接合部Ｊとしての線状領
域部１６と、それを挟んだ単結晶でなる第１及び第２の
超伝導電極ｉ！５Ｅ１及びＥ２としての第１及び第２の
領域部１７及び１８とを有するものとして、再現性よく
形成することができる。 このため、弱結合形ジョセフソン接合素子を、その重要
な特性値である、弱結合ジョセフソン接合部ｄによって
決定される臨界電流値に、高い再現性を有せしめて、容
易に製造することができる。 なお、超伝導薄ｍ１５に、図示のように、幅狭の領域部
１９を有せしめれば、弱結合ジョセフソン接合部Ｊに、
ブリッジ部による弱結合ジョセフソン接合特性の加味さ
れた弱結合ジョセフソン接合特性を有せしめることがで
きる。 また、第１図及び第２図に示す本発明による弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合、第１及び第２の領域部１７
及び１８でなる第１及び第２の超伝導Ｎ極部Ｅ１及びＥ
２が、単結晶でなるので、それら第１及び第２の超伝導
電極部Ｅｌ及びＥ２内は、各部均質であり、内部に第３
図及び第４図で上述した従来の弱結合形ジョセフソン接
合素子の場合におけるような多数のジョセフソン接合９
を形成しておらず、このため、第１及び第２の超伝導電
極部Ｅｌ及びＥ２において、いわゆる１／ｆ雑音と称さ
れる雑音を、実質的に伴わない。 なお、上述においては、本発明の１つの実施例を示した
に留まり、本発明の精神を脱することなしに、種々の変
型、変更をなし得るであろう。
ジョセフソン接合素子の第１の実施例を述べよう。 第１図に示す本発明による弱結合形ジョセフソン接合素
子は、次に述べる構成を有する。 すなわち、双晶面１３を有する双晶でなり、且つその双
晶面１３と例えば直交して交叉し且つ双晶面１２の線状
端面１４を露出させている主面１２を有する絶縁性基板
１１を有する。 この場合、絶縁性基板１１を構成している双晶は、実施
例として、ＬｎＧａＯ、ＬｎＡＩ０３、ＬｎＡＩ
Ｇａｘ０３（ただし、１−ｎ−ｘ は、イツトリウム（Ｙ）、ランタノイド元素から選ばれ
た元素、Ｏ＜ｘく１〉、それらの混晶などでなる。なお
、図において、１１ａ及び１１ｂは、双晶を構成してい
る結晶を示している。 そして、絶縁性基板１１の主面１２上に、超伝導薄膜１
５が、双晶面１３の線状端面１４を横切って延長して形
成されている。 この場合、超伝導薄膜１５は、とくに、第３図及び第４
図に示した弱結合形ジョセフソン接合素子における超伝
導薄ｌ１１３について前述したと同様の酸化物超伝導体
、就中、超伝導体転位温度が液体窒素の沸点（７７Ｋ）
を超えるＬｎ２ ２ ２ ３０、、ＴＩ Ｂａ Ｃａ Ｃｕ３０．ｔ”なる
のを可とする。 また、超伝導薄ｆｉ！１５の、双晶面１３の線状端面１
４上にそれに沿って延長している線状領域部１６を挟ん
だ第１及び第２の領域部１７及び１８が、単結晶でなる
双晶を構成し且つ第１及び第２の超伝導電極部Ｅｌ及び
Ｅ２として、形成されている。 さらに、超伝導薄ｌｌ１１５の線状領域部１６が、第１
及び第２の領域部１７及び１８を構成している単結晶で
なる双晶の結晶性に乱れを有する双晶面を構成し且つ弱
結合形ジョセフソン接合部−として、形成されている。 また、超伝導薄膜１５は、実際上、エピタキシャル成長
法によって形成されている。 なお、図においては、超伝導薄膜１５が、線状領域部１
６とそれを挟んでいる僅かな領域とからなる領域部１９
を、見掛上第３図及び第４図で前述した従来の弱結合形
ジョセフソン接合素子におけるブリッジ部としての幅狭
の領域部４と同様に、他の領域に比し幅狭に形成してい
る場合を示しているが、必ずしもこのようにすることな
く、超伝導ｌ５１５が、全域を通じて、同じ幅で形成さ
れていてもよい。 以上が、本発明による弱結合形ジョセフソン接合素子の
実施例の構成である。 このような構成を有する本発明による弱結合形ジョセフ
ソン接合素子によれば、超伝導ｌ５１５の第１及び第２
の領域部１７及び１８が双晶を構成している単結晶でな
り、これに対し、線状領域部１６が第１及び第２の領域
部１７及び１８で構成されている双晶の、結晶性に乱れ
を有する双晶面を構成していることから、線状領域部１
６が第１及び第２の領域部１７及び１８に比し弱い超伝
導性を呈し、よって、第３図及び第４図で前述した従来
の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合に準じて、線状
領域部１６に比し強い超伝導性を有する第１及び第２の
領域部１７及び１８による第１及び第２の超伝導電極部
Ｅｌ及びＥ２が、第１及び第２の領域部１７及び１８に
比し弱い超伝導性を有する線状領域部１６による弱結合
ジョセフソン接合部−を介して結合している、という構
成を有している。 このことから、第１図及び第２図に示す本発明による弱
結合形ジョセフソン接合素子もまた、第３図及び第４図
で前述した従来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合
と同様の、弱結合形ジョセフソン接合素子としての機能
が得られる。 また、第１図及び第２図に示す本発明による弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合、超伝導薄１１５を、第３図
及び第４図で前述した従来の弱結合形ジョセフソン接合
素子の場合と同様に、高い超伝導転移温度を有する酸化
物超伝導体でなるものとすれば、第３図及び第４図で前
述した従来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合と同
様に、比較的高い温度で、ジョセフソン接合素子として
の機能を呈し、よって、第３図及び第４図で前述した従
来の弱結合形ジョセフソン接合素子の場合と同様に、比
較的高い温度で使用できる。 しかしながら、第１図及び第２図に示す本発明による弱
結合形ジョセフソン接合素子の場合、絶縁性基板１１上
に、超伝導薄！！１５を、エピタキシャル成長法によっ
て形成することによって、その超伝導ａ膜１５を、絶縁
性基板１１上の双晶面１３の線状端面１４上に沿って延
長している弱結合ジョセフソン接合部Ｊとしての線状領
域部１６と、それを挟んだ単結晶でなる第１及び第２の
超伝導電極ｉ！５Ｅ１及びＥ２としての第１及び第２の
領域部１７及び１８とを有するものとして、再現性よく
形成することができる。 このため、弱結合形ジョセフソン接合素子を、その重要
な特性値である、弱結合ジョセフソン接合部ｄによって
決定される臨界電流値に、高い再現性を有せしめて、容
易に製造することができる。 なお、超伝導薄ｍ１５に、図示のように、幅狭の領域部
１９を有せしめれば、弱結合ジョセフソン接合部Ｊに、
ブリッジ部による弱結合ジョセフソン接合特性の加味さ
れた弱結合ジョセフソン接合特性を有せしめることがで
きる。 また、第１図及び第２図に示す本発明による弱結合形ジ
ョセフソン接合素子の場合、第１及び第２の領域部１７
及び１８でなる第１及び第２の超伝導Ｎ極部Ｅ１及びＥ
２が、単結晶でなるので、それら第１及び第２の超伝導
電極部Ｅｌ及びＥ２内は、各部均質であり、内部に第３
図及び第４図で上述した従来の弱結合形ジョセフソン接
合素子の場合におけるような多数のジョセフソン接合９
を形成しておらず、このため、第１及び第２の超伝導電
極部Ｅｌ及びＥ２において、いわゆる１／ｆ雑音と称さ
れる雑音を、実質的に伴わない。 なお、上述においては、本発明の１つの実施例を示した
に留まり、本発明の精神を脱することなしに、種々の変
型、変更をなし得るであろう。
第１図及び第２図は、本発明による弱結合形ジョセフソ
ン接合素子の実施例を示す路線的平面図及びその横断面
図である。 第３図及び第４図は、従来の弱結合形ジョセフソン接合
素子を示す路線的平面図及びその横断面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・絶縁性基板２・・・
・・・・・・・・・・・・絶縁性基板１の主面３・・・
・・・・・・・・・・・・超伝導ｉ＃躾４．５．６・・
・領域部 ７・・・・・・・・・・・・・・・結晶粒８・・・・・
・・・・・・・・・・粒界９・・・・・・・・・・・・
・・・ジョセフソン接合１１・・・・・・・・・・・・
・・・絶縁性基板１１ａ、１１ｂ ・・・・・・・・・・・・・・・双晶を構成している結
晶１２・・・・・・・・・・・・・・・絶縁性基板１１
の主面１３・・・・・・・・・・・・・・・双晶面１４
・・・・・・・・・・・・・・・双晶面１３の線状端面
１５・・・・・・・・・・・・・・・超伝導ｉｉｌ［！
！！１６・・・・・・・・・・・・・・・弱結合ジョセ
フソン接合部ｄとしての線状領域部 １７．１８・・・・・・超伝導電極部Ｅｌ及びＥ２とし
てのＩ！ｌ域部 １９・・・・・・・・・・・・・・・幅狭の領域部Ｅｌ
、Ｅ２・・・・・・超伝導電極部
ン接合素子の実施例を示す路線的平面図及びその横断面
図である。 第３図及び第４図は、従来の弱結合形ジョセフソン接合
素子を示す路線的平面図及びその横断面図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・絶縁性基板２・・・
・・・・・・・・・・・・絶縁性基板１の主面３・・・
・・・・・・・・・・・・超伝導ｉ＃躾４．５．６・・
・領域部 ７・・・・・・・・・・・・・・・結晶粒８・・・・・
・・・・・・・・・・粒界９・・・・・・・・・・・・
・・・ジョセフソン接合１１・・・・・・・・・・・・
・・・絶縁性基板１１ａ、１１ｂ ・・・・・・・・・・・・・・・双晶を構成している結
晶１２・・・・・・・・・・・・・・・絶縁性基板１１
の主面１３・・・・・・・・・・・・・・・双晶面１４
・・・・・・・・・・・・・・・双晶面１３の線状端面
１５・・・・・・・・・・・・・・・超伝導ｉｉｌ［！
！！１６・・・・・・・・・・・・・・・弱結合ジョセ
フソン接合部ｄとしての線状領域部 １７．１８・・・・・・超伝導電極部Ｅｌ及びＥ２とし
てのＩ！ｌ域部 １９・・・・・・・・・・・・・・・幅狭の領域部Ｅｌ
、Ｅ２・・・・・・超伝導電極部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 双晶面を有する双晶でなり、且つ上記双晶面と交叉し且
つ上記双晶面の線状端面を露出させている主面を有する
絶縁性基板を有し、 上記絶縁性基板の主面上に、超伝導薄膜が、上記双晶面
の線状端面を横切って延長して形成され、 上記超伝導薄膜の、上記双晶面の線状端面上にそれに沿
って延長している線状領域部を挟んでいる第１及び第２
の領域部が、単結晶でなる双晶を構成し且つ第１及び第
２の超伝導電極部として、形成され、 上記超伝導薄膜の上記線状領域部が、上記単結晶でなる
双晶の結晶性に乱れを有する双晶面を構成し且つ弱結合
ジョセフソン接合部として、形成されていることを特徴
とする弱結合形ジョセフソン接合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17257389A JPH0336771A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 弱結合形ジョセフソン接合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17257389A JPH0336771A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 弱結合形ジョセフソン接合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0336771A true JPH0336771A (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=15944342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17257389A Pending JPH0336771A (ja) | 1989-07-04 | 1989-07-04 | 弱結合形ジョセフソン接合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0336771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5962045A (en) * | 1995-07-17 | 1999-10-05 | Tucher Brau AG | Process for producing beers having yeast turbidity |
| KR20150099492A (ko) * | 2015-08-11 | 2015-08-31 | 장종현 | 손가락용 지압기구 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189776A (ja) * | 1986-02-15 | 1987-08-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ジヨセフソン接合素子及びその製法 |
-
1989
- 1989-07-04 JP JP17257389A patent/JPH0336771A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189776A (ja) * | 1986-02-15 | 1987-08-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ジヨセフソン接合素子及びその製法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5962045A (en) * | 1995-07-17 | 1999-10-05 | Tucher Brau AG | Process for producing beers having yeast turbidity |
| KR20150099492A (ko) * | 2015-08-11 | 2015-08-31 | 장종현 | 손가락용 지압기구 |
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