JPH065931A - 光応答性超伝導積層膜 - Google Patents
光応答性超伝導積層膜Info
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- JPH065931A JPH065931A JP4165032A JP16503292A JPH065931A JP H065931 A JPH065931 A JP H065931A JP 4165032 A JP4165032 A JP 4165032A JP 16503292 A JP16503292 A JP 16503292A JP H065931 A JPH065931 A JP H065931A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10薄膜３をＭｇＯ単
結晶基板７上にスパッタリング法により厚さ３００ｎｍ
形成後、熱し、超伝導膜を作製した。次に、ＬａＮｉＯ
3薄膜２を厚さ９０ｎｍ形成させた。当該２層膜上にＰ
ｂ薄膜１を蒸着し、３層からなる積層膜を作製した。こ
のデバイスの液体Ｈｅ温度におけるＰｂ／ＬａＮｉＯ3
／Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10間の電流−電圧特性は非線
形を示した。次にこの積層膜の接合部６のＬａＮｉＯ3
の部分にＧａＡｓパルスレ−ザ−８を当て、同様に電流
−電圧特性を調べた。結果は臨界電流の小さい近接効果
を示し、近接効果が弱められていることが判った。 【効果】 Γ3状態を有する３ｄ遷移金属酸化物を障壁
層とする銅系酸化物超伝導体を用いればノ−マリオン
型、ノ−マリオフ型の超伝導光デバイスを提供できる。
結晶基板７上にスパッタリング法により厚さ３００ｎｍ
形成後、熱し、超伝導膜を作製した。次に、ＬａＮｉＯ
3薄膜２を厚さ９０ｎｍ形成させた。当該２層膜上にＰ
ｂ薄膜１を蒸着し、３層からなる積層膜を作製した。こ
のデバイスの液体Ｈｅ温度におけるＰｂ／ＬａＮｉＯ3
／Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10間の電流−電圧特性は非線
形を示した。次にこの積層膜の接合部６のＬａＮｉＯ3
の部分にＧａＡｓパルスレ−ザ−８を当て、同様に電流
−電圧特性を調べた。結果は臨界電流の小さい近接効果
を示し、近接効果が弱められていることが判った。 【効果】 Γ3状態を有する３ｄ遷移金属酸化物を障壁
層とする銅系酸化物超伝導体を用いればノ−マリオン
型、ノ−マリオフ型の超伝導光デバイスを提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超伝導光デバイス用光
応答性超伝導積層膜に関し、特に３ｄ遷移金属酸化物を
銅系酸化物超伝導体に接合させることで、ノ−マリオン
あるいはノ−マリオフ状態で超高速かつ低消費電力で光
スイッチさせることができる光応答性超伝導積層膜に関
する。
応答性超伝導積層膜に関し、特に３ｄ遷移金属酸化物を
銅系酸化物超伝導体に接合させることで、ノ−マリオン
あるいはノ−マリオフ状態で超高速かつ低消費電力で光
スイッチさせることができる光応答性超伝導積層膜に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の銅系酸化物超伝導体を用
いた超伝導光デバイス用接合材料としてはＣｄＳのよう
な光伝導物質（Japanese Journal of Applied Physics
vol.26(1987)1320）が提唱されている。
いた超伝導光デバイス用接合材料としてはＣｄＳのよう
な光伝導物質（Japanese Journal of Applied Physics
vol.26(1987)1320）が提唱されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ＣｄＳのような光伝導物質は、銅系酸化物超伝導体との
相互作用がほとんどなく、十分な強さの光応答信号を得
ることができないという重大な問題点があった。
ＣｄＳのような光伝導物質は、銅系酸化物超伝導体との
相互作用がほとんどなく、十分な強さの光応答信号を得
ることができないという重大な問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の光応答性超伝導
積層膜は、銅系酸化物超伝導体の上に３ｄ遷移金属酸化
物を積層し、３ｄ遷移金属酸化物の上に超伝導体を積層
した、少なくとも３層から成る積層膜であって、銅系酸
化物超伝導体と超伝導体とに挟まれた３ｄ遷移金属酸化
物に光を当てると３ｄ遷移金属酸化物に超電流が流れ、
オン状態にスイッチするか、もしくは３ｄ遷移金属酸化
物に光を当てると超電流が流れていた３ｄ遷移金属酸化
物がオフ状態にスイッチすることを特徴とする。
積層膜は、銅系酸化物超伝導体の上に３ｄ遷移金属酸化
物を積層し、３ｄ遷移金属酸化物の上に超伝導体を積層
した、少なくとも３層から成る積層膜であって、銅系酸
化物超伝導体と超伝導体とに挟まれた３ｄ遷移金属酸化
物に光を当てると３ｄ遷移金属酸化物に超電流が流れ、
オン状態にスイッチするか、もしくは３ｄ遷移金属酸化
物に光を当てると超電流が流れていた３ｄ遷移金属酸化
物がオフ状態にスイッチすることを特徴とする。
【０００５】また本発明の光応答性超伝導積層膜は、前
記３ｄ遷移金属酸化物として、３ｄ遷移金属原子の固有
状態が、結晶場の既約表現Γ3で表される所の３ｄ遷移
金属酸化物を用いることを特徴とする。
記３ｄ遷移金属酸化物として、３ｄ遷移金属原子の固有
状態が、結晶場の既約表現Γ3で表される所の３ｄ遷移
金属酸化物を用いることを特徴とする。
【０００６】さらに本発明の光応答性超伝導積層膜は、
前記３ｄ遷移金属酸化物はＬａＮｉＯ3、Ｌａ2-xＳｒx
ＮｉＯ4（ｘ＝０．１５〜０．５０）、ＰｒＢａ2Ｃｕ3
Ｏx、Ｂｉ2Ｓｒ2ＣｕＯ6、Ｌａ3Ｂａ3Ｃｕ6Ｏx、（Ｌ
ａ、Ｃａ）ＭｎＯx、ＣｒＯ、Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉであるこ
とを特徴とする。
前記３ｄ遷移金属酸化物はＬａＮｉＯ3、Ｌａ2-xＳｒx
ＮｉＯ4（ｘ＝０．１５〜０．５０）、ＰｒＢａ2Ｃｕ3
Ｏx、Ｂｉ2Ｓｒ2ＣｕＯ6、Ｌａ3Ｂａ3Ｃｕ6Ｏx、（Ｌ
ａ、Ｃａ）ＭｎＯx、ＣｒＯ、Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉであるこ
とを特徴とする。
【０００７】本発明は、（１）３ｄ遷移金属酸化物を銅
系酸化物超伝導体に接合させることにより、接合部に光
を当てると３ｄ遷移金属酸化物に超電流が流れオン状態
にスイッチする｛ノ−マリオフ｝か、もしくは接合部に
光を当てると３ｄ遷移金属酸化物の超電流がオフ状態に
スイッチする｛ノ−マリオン｝光応答性超伝導積層膜で
あって、（２）使用する３ｄ遷移金属酸化物としては、
３ｄ遷移金属原子の固有状態が、結晶場の既約表現Γ3
で表される所の３ｄ遷移金属酸化物でなければならず、
（３）そのような３ｄ遷移金属酸化物にはＬａＮｉ
Ｏ3、Ｌａ2-xＳｒxＮｉＯ4（ｘ＝０．１５〜０．５
０）、ＰｒＢａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｂｉ2Ｓｒ2ＣｕＯ6、Ｌａ3
Ｂａ3Ｃｕ6Ｏxのような銅系酸化物、（Ｌａ、Ｃａ）Ｍ
ｎＯx、ＣｒＯ、Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉがある。
系酸化物超伝導体に接合させることにより、接合部に光
を当てると３ｄ遷移金属酸化物に超電流が流れオン状態
にスイッチする｛ノ−マリオフ｝か、もしくは接合部に
光を当てると３ｄ遷移金属酸化物の超電流がオフ状態に
スイッチする｛ノ−マリオン｝光応答性超伝導積層膜で
あって、（２）使用する３ｄ遷移金属酸化物としては、
３ｄ遷移金属原子の固有状態が、結晶場の既約表現Γ3
で表される所の３ｄ遷移金属酸化物でなければならず、
（３）そのような３ｄ遷移金属酸化物にはＬａＮｉ
Ｏ3、Ｌａ2-xＳｒxＮｉＯ4（ｘ＝０．１５〜０．５
０）、ＰｒＢａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｂｉ2Ｓｒ2ＣｕＯ6、Ｌａ3
Ｂａ3Ｃｕ6Ｏxのような銅系酸化物、（Ｌａ、Ｃａ）Ｍ
ｎＯx、ＣｒＯ、Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉがある。
【０００８】
【作用】本発明によれば、３ｄ遷移金属酸化物と銅系超
伝導酸化物は近接効果で超電流の侵入が生じ、光を当て
ることで近接効果を壊せば３ｄ遷移金属酸化物に流れて
いた超電流は消えノ−マリオン型の動作となり、光を当
てることで近接効果が誘起されるならば３ｄ遷移金属酸
化物中に超電流が流れノ−マリオフ型の光応答性超伝導
積層膜となることが明かとなった。銅系酸化物超伝導体
と近接効果を起こす３ｄ遷移金属酸化物としては、３ｄ
遷移金属原子の固有状態が、結晶場の既約表現Γ3で表
される３ｄ遷移金属酸化物でなければならない。ここで
言う既約表現とは、結晶中の３ｄ遷移金属は当然結晶場
と言われる回りのイオンからの静電ポテンシャルの影響
を受け、固有状態もその結晶場の空間対称性を反映した
自由イオンの時とは違った状態を取るのであるが、その
各状態を命名している群論の専門用語である。本発明で
注目している既約表現Γ3で表される状態はその軌道対
称性が３ｚ2−ｒ2、ｘ2−ｙ2で表されることが特徴であ
る。Γ3３ｄ遷移金属酸化物を近接効果材料とする理由
を以下に述べる。一般に３ｄ遷移金属酸化物の電子状態
は、３ｄ電子の強い電子相関と酸素から金属原子への電
子移動が一緒になって決まることが知られているが（参
考文献：固体物理 vol.25 pp.941(1990)）、ＹＢａ2Ｃ
ｕ3Ｏ7に代表される銅系酸化物超伝導体も例外ではな
い。他の３ｄ遷移金属酸化物と異なる銅系酸化物の特徴
は、高い臨界温度の超伝導を示すことである。そのこと
とＣｕ2+が結晶場の既約表現がΓ3で表現されるイオン
であることが深く関連していると考えられている。即
ち、強い電子相関が働いている系において酸素からの電
子移動がある場合、Ｃｕ2+がΓ3状態にあると高温超伝
導が引き起こされることが考えられているのである。当
然３ｄ遷移金属であってＣｕと同じΓ3に属している３
ｄ遷移金属酸化物はＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7に代表される銅系
酸化物と近い電子状態にあることが予想される。そのよ
うな３ｄ遷移金属酸化物にはＬａＮｉＯ3、Ｌａ2-xＳｒ
xＮｉＯ4（ｘ＝０．１５〜０．５０）のようなＮｉ系酸
化物、ＰｒＢａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｂｉ2Ｓｒ2ＣｕＯ6、Ｌａ3
Ｂａ3Ｃｕ6Ｏxのような銅系酸化物、（Ｌａ、Ｃａ）Ｍ
ｎＯx、ＣｒＯ、Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉがある。このように同
じ電子状態にあり、かつ例えば、ＬａＮｉＯ3とＢｉ2Ｓ
ｒ2ＣａＣｕ2Ｏxのように格子定数が近い場合には（Ｌ
ａＮｉＯ3：２1/2ａ＝０．５４３ｎｍ、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ
Ｃｕ2Ｏx：ａ＝０．５４０ｎｍ）原子レベルでの接合が
実現され、超電流が障壁なしに侵入し、強い近接効果が
期待されるのである。かかる近接効果は３ｄ遷移金属原
子の一固有状態、Γ3において生ずるのであり、この状
態が光励起により別の状態に遷移すれば近接効果は消滅
し、即ちノ−マリオン型光スイッチとなり、あるいは光
励起によりこの状態が実現され、近接効果が生じるなら
ばノ−マリオフ型の光スイッチとなる。
伝導酸化物は近接効果で超電流の侵入が生じ、光を当て
ることで近接効果を壊せば３ｄ遷移金属酸化物に流れて
いた超電流は消えノ−マリオン型の動作となり、光を当
てることで近接効果が誘起されるならば３ｄ遷移金属酸
化物中に超電流が流れノ−マリオフ型の光応答性超伝導
積層膜となることが明かとなった。銅系酸化物超伝導体
と近接効果を起こす３ｄ遷移金属酸化物としては、３ｄ
遷移金属原子の固有状態が、結晶場の既約表現Γ3で表
される３ｄ遷移金属酸化物でなければならない。ここで
言う既約表現とは、結晶中の３ｄ遷移金属は当然結晶場
と言われる回りのイオンからの静電ポテンシャルの影響
を受け、固有状態もその結晶場の空間対称性を反映した
自由イオンの時とは違った状態を取るのであるが、その
各状態を命名している群論の専門用語である。本発明で
注目している既約表現Γ3で表される状態はその軌道対
称性が３ｚ2−ｒ2、ｘ2−ｙ2で表されることが特徴であ
る。Γ3３ｄ遷移金属酸化物を近接効果材料とする理由
を以下に述べる。一般に３ｄ遷移金属酸化物の電子状態
は、３ｄ電子の強い電子相関と酸素から金属原子への電
子移動が一緒になって決まることが知られているが（参
考文献：固体物理 vol.25 pp.941(1990)）、ＹＢａ2Ｃ
ｕ3Ｏ7に代表される銅系酸化物超伝導体も例外ではな
い。他の３ｄ遷移金属酸化物と異なる銅系酸化物の特徴
は、高い臨界温度の超伝導を示すことである。そのこと
とＣｕ2+が結晶場の既約表現がΓ3で表現されるイオン
であることが深く関連していると考えられている。即
ち、強い電子相関が働いている系において酸素からの電
子移動がある場合、Ｃｕ2+がΓ3状態にあると高温超伝
導が引き起こされることが考えられているのである。当
然３ｄ遷移金属であってＣｕと同じΓ3に属している３
ｄ遷移金属酸化物はＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7に代表される銅系
酸化物と近い電子状態にあることが予想される。そのよ
うな３ｄ遷移金属酸化物にはＬａＮｉＯ3、Ｌａ2-xＳｒ
xＮｉＯ4（ｘ＝０．１５〜０．５０）のようなＮｉ系酸
化物、ＰｒＢａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｂｉ2Ｓｒ2ＣｕＯ6、Ｌａ3
Ｂａ3Ｃｕ6Ｏxのような銅系酸化物、（Ｌａ、Ｃａ）Ｍ
ｎＯx、ＣｒＯ、Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉがある。このように同
じ電子状態にあり、かつ例えば、ＬａＮｉＯ3とＢｉ2Ｓ
ｒ2ＣａＣｕ2Ｏxのように格子定数が近い場合には（Ｌ
ａＮｉＯ3：２1/2ａ＝０．５４３ｎｍ、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ
Ｃｕ2Ｏx：ａ＝０．５４０ｎｍ）原子レベルでの接合が
実現され、超電流が障壁なしに侵入し、強い近接効果が
期待されるのである。かかる近接効果は３ｄ遷移金属原
子の一固有状態、Γ3において生ずるのであり、この状
態が光励起により別の状態に遷移すれば近接効果は消滅
し、即ちノ−マリオン型光スイッチとなり、あるいは光
励起によりこの状態が実現され、近接効果が生じるなら
ばノ−マリオフ型の光スイッチとなる。
【０００９】
【実施例】以下に本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の実施例１に係る、ＭｇＯ基
板上に作製したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／ＬａＮｉＯ
3／Ｐｂの３層からなる積層膜を持つデバイスの斜視図
である。図２は図１のデバイスの電流−電圧特性を示す
グラフである。（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ
10（第一層）とＰｂ（第三層）を電極とした電流−電圧
特性を示す。（ｂ）はＧａＡｓパルスレ−ザ−を照射し
つつ測定した場合の電流−電圧特性を示す。図３は本発
明の実施例２に係る、ＭｇＯ基板上に作製したＢｉ2Ｓ
ｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉ／Ｐｂの３層から
なる積層膜を持つデバイスの斜視図である。図４は図３
のデバイスの電流−電圧特性を示すグラフである。
（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（第一層）とＰｂ
（第三層）を電極とした電流−電圧特性を示す。（ｂ）
は波長１．５μｍのレ−ザ−を照射しつつ測定した場合
の電流−電圧特性を示す。
板上に作製したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／ＬａＮｉＯ
3／Ｐｂの３層からなる積層膜を持つデバイスの斜視図
である。図２は図１のデバイスの電流−電圧特性を示す
グラフである。（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ
10（第一層）とＰｂ（第三層）を電極とした電流−電圧
特性を示す。（ｂ）はＧａＡｓパルスレ−ザ−を照射し
つつ測定した場合の電流−電圧特性を示す。図３は本発
明の実施例２に係る、ＭｇＯ基板上に作製したＢｉ2Ｓ
ｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉ／Ｐｂの３層から
なる積層膜を持つデバイスの斜視図である。図４は図３
のデバイスの電流−電圧特性を示すグラフである。
（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（第一層）とＰｂ
（第三層）を電極とした電流−電圧特性を示す。（ｂ）
は波長１．５μｍのレ−ザ−を照射しつつ測定した場合
の電流−電圧特性を示す。
【００１１】実施例１ 図１に示すように、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10薄膜３を
（１００）面の出たＭｇＯ単結晶基板７上に２極ＲＦス
パッタリング法により厚さ３００ｎｍ形成後、さらに８
００℃、５時間空気中、続いて６９０℃、１０時間酸素
気流中で熱し、オンセット１１０Ｋ、ゼロ抵抗温度５０
Ｋの超伝導膜を作製した。次にスパッタリングタ−ゲッ
トを交換し、ＬａＮｉＯ3薄膜２を基板温度５５０℃で
厚さ９０ｎｍ形成させた。当該２層膜上にＰｂ薄膜１を
室温の基板温度で蒸着し、３層からなる積層膜を作製し
た。このデバイスの液体Ｈｅ温度におけるＰｂ／ＬａＮ
ｉＯ3／Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10間の電流−電圧特性
は図２の曲線（ａ）に示すごとく非線形を示した。この
時の臨界電流Ｉｃは５０ｍＡであった。次にこの積層膜
の図１の接合部６のＬａＮｉＯ3の部分に矢印で示され
るＧａＡｓパルスレ−ザ−（波長０．９０４μｍ、パル
ス幅６０ｎｓｅｃ）を当て、同様に電流−電圧特性を調
べた。結果は図２の（ｂ）に示すごとく、Ｉｃ１９ｍＡ
と臨界電流の小さい近接効果を示し、近接効果が弱めら
れていることが判った。レーザー光照射前後のＩｃの差
ΔＩｃは３１ｍＡであり、このことから十分検知可能な
光応答信号を発していることが明かである。
（１００）面の出たＭｇＯ単結晶基板７上に２極ＲＦス
パッタリング法により厚さ３００ｎｍ形成後、さらに８
００℃、５時間空気中、続いて６９０℃、１０時間酸素
気流中で熱し、オンセット１１０Ｋ、ゼロ抵抗温度５０
Ｋの超伝導膜を作製した。次にスパッタリングタ−ゲッ
トを交換し、ＬａＮｉＯ3薄膜２を基板温度５５０℃で
厚さ９０ｎｍ形成させた。当該２層膜上にＰｂ薄膜１を
室温の基板温度で蒸着し、３層からなる積層膜を作製し
た。このデバイスの液体Ｈｅ温度におけるＰｂ／ＬａＮ
ｉＯ3／Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10間の電流−電圧特性
は図２の曲線（ａ）に示すごとく非線形を示した。この
時の臨界電流Ｉｃは５０ｍＡであった。次にこの積層膜
の図１の接合部６のＬａＮｉＯ3の部分に矢印で示され
るＧａＡｓパルスレ−ザ−（波長０．９０４μｍ、パル
ス幅６０ｎｓｅｃ）を当て、同様に電流−電圧特性を調
べた。結果は図２の（ｂ）に示すごとく、Ｉｃ１９ｍＡ
と臨界電流の小さい近接効果を示し、近接効果が弱めら
れていることが判った。レーザー光照射前後のＩｃの差
ΔＩｃは３１ｍＡであり、このことから十分検知可能な
光応答信号を発していることが明かである。
【００１２】実施例２ 図３に示すように、実施例１に示したのと同じ方法で作
製したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10薄膜３上に基板温度５
００℃でＴｉを５重量％含むＦｅ2Ｏ3薄膜９を厚さ３０
ｎｍ形成させた。当該２層膜上にＰｂ薄膜１を室温の基
板温度で蒸着し３層からなる積層膜を作製した。このデ
バイスの液体Ｈｅ温度におけるＰｂ／Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉ／
Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10間の電流−電圧特性は図４の
（ａ）に示すごとく、オ−ミックな線形特性を示した。
次にこの積層膜の図３接合部１０のＦｅ2Ｏ3：Ｔｉの部
分に矢印で示される波長１．５μｍの光１１を当て、同
様に電流−電圧特性を調べた。結果は図４の曲線（ｂ）
に示すごとく、非線形電流−電圧特性を示し、近接効果
が現れていることが判った。
製したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10薄膜３上に基板温度５
００℃でＴｉを５重量％含むＦｅ2Ｏ3薄膜９を厚さ３０
ｎｍ形成させた。当該２層膜上にＰｂ薄膜１を室温の基
板温度で蒸着し３層からなる積層膜を作製した。このデ
バイスの液体Ｈｅ温度におけるＰｂ／Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉ／
Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10間の電流−電圧特性は図４の
（ａ）に示すごとく、オ−ミックな線形特性を示した。
次にこの積層膜の図３接合部１０のＦｅ2Ｏ3：Ｔｉの部
分に矢印で示される波長１．５μｍの光１１を当て、同
様に電流−電圧特性を調べた。結果は図４の曲線（ｂ）
に示すごとく、非線形電流−電圧特性を示し、近接効果
が現れていることが判った。
【００１３】
【発明の効果】本発明によるＬａＮｉＯ3、Ｆｅ2Ｏ3：
Ｔｉ等のΓ3状態を有する３ｄ遷移金属酸化物を障壁層
とする銅系酸化物超伝導体を用いればノ−マリオン型、
ノ−マリオフ型の従来不可能であった、十分な強さで
（ΔＩｃは３１ｍＡ）光応答信号を発する超伝導光デバ
イスを提供できる。
Ｔｉ等のΓ3状態を有する３ｄ遷移金属酸化物を障壁層
とする銅系酸化物超伝導体を用いればノ−マリオン型、
ノ−マリオフ型の従来不可能であった、十分な強さで
（ΔＩｃは３１ｍＡ）光応答信号を発する超伝導光デバ
イスを提供できる。
【図１】本発明の実施例１に係る、ＭｇＯ基板上に作製
したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／ＬａＮｉＯ3／Ｐｂの
３層からなる積層膜を持つデバイスの斜視図である。
したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／ＬａＮｉＯ3／Ｐｂの
３層からなる積層膜を持つデバイスの斜視図である。
【図２】図１のデバイスの電流−電圧特性を示すグラフ
である。（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（第一
層）とＰｂ（第三層）を電極とした電流−電圧特性を示
す。（ｂ）はＧａＡｓパルスレ−ザ−を照射しつつ測定
した場合の電流−電圧特性を示す。
である。（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（第一
層）とＰｂ（第三層）を電極とした電流−電圧特性を示
す。（ｂ）はＧａＡｓパルスレ−ザ−を照射しつつ測定
した場合の電流−電圧特性を示す。
【図３】本発明の実施例２に係る、ＭｇＯ基板上に作製
したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉ／Ｐｂ
の３層からなる積層膜を持つデバイスの斜視図である。
したＢｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10／Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉ／Ｐｂ
の３層からなる積層膜を持つデバイスの斜視図である。
【図４】図３のデバイスの電流−電圧特性を示すグラフ
である。（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（第一
層）とＰｂ（第三層）を電極とした電流−電圧特性を示
す。（ｂ）は波長１．５μｍのレ−ザ−を照射しつつ測
定した場合の電流−電圧特性を示す。
である。（ａ）は、Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10（第一
層）とＰｂ（第三層）を電極とした電流−電圧特性を示
す。（ｂ）は波長１．５μｍのレ−ザ−を照射しつつ測
定した場合の電流−電圧特性を示す。
１ Ｐｂ薄膜 ２ ＬａＮｉＯ3薄膜 ３ Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10薄膜 ４ 金電極 ５ 電流−電圧特性評価装置 ６ 接合部 ７ ＭｇＯ単結晶基板 ８ ＧａＡｓパルスレ−ザ− ９ Ｆｅ2Ｏ3：Ｔｉ薄膜 １０ 接合部 １１ 波長１．５μｍの光
Claims (3)
- 【請求項１】 銅系酸化物超伝導体の上に３ｄ遷移金属
酸化物を積層し、３ｄ遷移金属酸化物の上に超伝導体を
積層した、少なくとも３層から成る積層膜であって、銅
系酸化物超伝導体と超伝導体とに挟まれた３ｄ遷移金属
酸化物に光を当てると３ｄ遷移金属酸化物に超電流が流
れ、オン状態にスイッチするか、もしくは３ｄ遷移金属
酸化物に光を当てると超電流が流れていた３ｄ遷移金属
酸化物がオフ状態にスイッチすることを特徴とする光応
答性超伝導積層膜。 - 【請求項２】 前記３ｄ遷移金属酸化物として、３ｄ遷
移金属原子の固有状態が、結晶場の既約表現Γ3で表さ
れる所の３ｄ遷移金属酸化物を用いることを特徴とする
請求項１記載の光応答性超伝導積層膜。 - 【請求項３】 前記３ｄ遷移金属酸化物はＬａＮｉ
Ｏ3、Ｌａ2-xＳｒxＮｉＯ4（ｘ＝０．１５〜０．５
０）、ＰｒＢａ2Ｃｕ3Ｏx、Ｂｉ2Ｓｒ2ＣｕＯ6、Ｌａ3
Ｂａ3Ｃｕ6Ｏx、（Ｌａ、Ｃａ）ＭｎＯx、ＣｒＯ、Ｆｅ
2Ｏ3：Ｔｉであることを特徴とする請求項２記載の光応
答性超伝導積層膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165032A JPH065931A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 光応答性超伝導積層膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165032A JPH065931A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 光応答性超伝導積層膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065931A true JPH065931A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15804546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4165032A Pending JPH065931A (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | 光応答性超伝導積層膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065931A (ja) |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP4165032A patent/JPH065931A/ja active Pending
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