JPH0677544A - Oxide superconducting device - Google Patents

Oxide superconducting device

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JPH0677544A
JPH0677544A JP5007610A JP761093A JPH0677544A JP H0677544 A JPH0677544 A JP H0677544A JP 5007610 A JP5007610 A JP 5007610A JP 761093 A JP761093 A JP 761093A JP H0677544 A JPH0677544 A JP H0677544A
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JP
Japan
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oxide
superconductor
substrate
superconducting
crystal structure
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Application number
JP5007610A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Futaki
一也 二木
Takaaki Ikemachi
隆明 池町
Minoru Takai
穣 高井
Masanobu Yoshisato
順信 善里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent characteristics deterioration and breakdown of an element, by constituting a substrate by using oxide non-superconductor having the same crystal structure as a superconducting element or structure similar to it. CONSTITUTION:A substrate 1 is constituted of oxide non-superconductor, and an oxide superconducting element 2 composed of oxide superconductor film is formed on the substrate 1. The super-conducting element 2 is constituted of oxide supercondutor composed of LnBa2Cu3Ot (where Ln is at least one element selected out of Y, La, Sm, Eu, Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb and Tm, and 6.5<=t<=7) having 123 crystal structure. The substrate 1 is constituted of LmBa2Cu3Ou (where Lm is at least one element selected out of Pr and Ce and 6<=u<=8) oxide non-superconductor (high electric resistance) which contains lanthanoids and has the same 123 crystal structure as the oxide superconductor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は酸化物超電導体から構成
される電磁波センサー、SQUID等のジョセフソン素
子、又は超電導配線等からなる酸化物超電導デバイスに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic wave sensor composed of an oxide superconductor, a Josephson element such as SQUID, or an oxide superconducting device composed of superconducting wiring.

【0002】[0002]

【従来の技術】高温で超電導特性を有するLa−Ba−
Cu−O系高温酸化物超電導体の発見以来、電磁波セン
サー、SQUID等に用いられるジョセフソン素子、超
電導配線等の超電導デバイスに各種の酸化物超電導体を
用いる研究が活発に行われている。
La-Ba- having superconducting properties at high temperatures
Since the discovery of Cu-O-based high temperature oxide superconductors, researches using various oxide superconductors in superconducting devices such as electromagnetic wave sensors, Josephson elements used for SQUID, superconducting wiring, etc. have been actively conducted.

【0003】この酸化物超電導体を用いる酸化物超電導
デバイスでは、基板に例えば特開平3−79091号
(H01L 39/22)公報に開示されているような
MgOの他、SrTiO3、ZrO2、又はAl23等の
絶縁性材料であって、且つ酸化物超電導体と熱膨張係数
が近い材料が選択されている。
In an oxide superconducting device using this oxide superconductor, as a substrate, in addition to MgO as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-79091 (H01L 39/22), SrTiO 3 , ZrO 2 , or An insulating material such as Al 2 O 3 which has a thermal expansion coefficient close to that of the oxide superconductor is selected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ジョセフソン素子また
は超電導配線等の高温酸化物超電導デバイスが超電導状
態で動作するためには、液体窒素温度程度以下に冷却す
る必要がある。
In order for a high temperature oxide superconducting device such as a Josephson element or a superconducting wiring to operate in a superconducting state, it is necessary to cool it to about the liquid nitrogen temperature or lower.

【0005】ところで、この素子を構成する酸化物超電
導体の熱膨張係数に近い値をもつ上記絶縁材料からなる
基板を選択しても、酸化物超電導デバイスの使用温度範
囲は少なくとも室温から液体窒素温度、即ち200℃程
度の幅をもつことになるので、素子と基板の伸縮差に起
因する歪み等で、素子の特性が劣化したり、又素子に亀
裂等が発生して破壊され、繰り返し使用可能な素子の歩
留まりが悪くなるといった問題があった。
Even if a substrate made of the above-mentioned insulating material having a value close to the thermal expansion coefficient of the oxide superconductor constituting this element is selected, the operating temperature range of the oxide superconducting device is at least room temperature to the liquid nitrogen temperature. That is, since it has a width of about 200 ° C, the characteristics of the element may be deteriorated due to the distortion caused by the expansion and contraction difference between the element and the substrate, or the element may be cracked and destroyed and repeatedly used. However, there is a problem that the yield of various devices is deteriorated.

【0006】この問題を解決するために、本願出願人は
酸化物超電導体からなる基板と、該基板上に絶縁層を介
して設けられたこの基板と同じ結晶系の酸化物超電導体
からなる超電導素子とによって構成される酸化物超電導
デバイスを特願平3−269486号に示している。し
かしながら、このデバイスでも基板及び素子と、これら
の間に設けられる絶縁層との熱膨張係数が異なるため、
このデバイスが破壊されるといった惧れがあった。
In order to solve this problem, the applicant of the present application has found that a substrate made of an oxide superconductor and a superconductor made of an oxide superconductor of the same crystal system as the substrate provided on the substrate via an insulating layer. An oxide superconducting device composed of an element is shown in Japanese Patent Application No. 3-269486. However, even in this device, since the substrate and the element have different thermal expansion coefficients from the insulating layer provided between them,
There was a fear that this device would be destroyed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の酸化物超電導デ
バイスは、(LmxLn1-x)Ba2Cu3u酸化物非超
電導体(ここで、LmはPrまたはCeの中から少なく
とも1つ選択した元素、LnはY、La、Sm、Eu、
Er、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又はTm
の中から少なくとも1つ選択した元素、組成比xは0.
5<x≦1)からなる基板と、該基板上に形成された前
記酸化物非超電導体と同一の結晶構造を有するLnBa
2Cu3t酸化物超電導体からなる超電導素子と、から
構成されることを特徴とする。
The oxide superconducting device of the present invention comprises a (Lm x Ln 1-x ) Ba 2 Cu 3 O u oxide non-superconductor (where Lm is at least Pr or Ce). One selected element, Ln is Y, La, Sm, Eu,
Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm
At least one element selected from the above, the composition ratio x is 0.
5 <x ≦ 1) and LnBa having the same crystal structure as the oxide non-superconductor formed on the substrate.
And a superconducting element formed of a 2 Cu 3 O t oxide superconductor.

【0008】また、本発明の他の酸化物超電導デバイス
は、LpBa2(Cu3-qq)Ou酸化物非超電導体(こ
こで、LpはPr、Ce、Y、La、Sm、Eu、E
r、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又はTmの
中から少なくとも1つ選択した元素、MはZn、Fe、
Co、Ni、Sb、Pb、Nb、Ta、Al、Ga、又
はInの中から少なくとも1つ選択した元素)からなる
基板と、該基板上に形成された前記酸化物非超電導体と
同一又は類似の結晶構造を有するLnBa2Cu3
t(ここで、Lnは、Y、La、Sm、Eu、Er、G
d、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又はTmの中から
少なくとも1つ選択した元素)酸化物超電導体からなる
超電導素子と、から構成されることを特徴とする。
Another oxide superconducting device of the present invention is a LpBa 2 (Cu 3−q M q ) O u oxide non-superconductor (where Lp is Pr, Ce, Y, La, Sm, Eu). , E
At least one element selected from r, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm, M is Zn, Fe,
A substrate made of at least one element selected from Co, Ni, Sb, Pb, Nb, Ta, Al, Ga, or In) and the same or similar to the oxide non-superconductor formed on the substrate. Having the crystal structure of LnBa 2 Cu 3 O
t (where Ln is Y, La, Sm, Eu, Er, G
and a superconducting element composed of an oxide superconductor (an element selected from at least one of d, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, and Tm).

【0009】特に、前記基板表面に設けられた超電導素
子埋め込み用溝と、該溝内に埋設された前記超電導体素
子と、から構成されていることを特徴とする。
In particular, it is characterized in that it is composed of a groove for embedding a superconducting element provided on the surface of the substrate and the superconductor element embedded in the groove.

【0010】本発明の更に別の酸化物超電導デバイス
は、LnBa2Cu3t酸化物超電導体(ここで、Ln
はY、La、Sm、Eu、Er、Gd、Nd、Dy、H
o、Lu、Yb、又はTmの中から少なくとも1つ選択
した元素)からなる基板と、該基板上に形成された前記
酸化物超電導体と同一の結晶構造を有する(LmxLn1
-x)Ba2Cu3u酸化物非超電導体(ここで、Lmは
PrまたはCeの中から少なくとも1つ選択した元素、
組成比xは0.5<x≦1)からなる薄膜と、該薄膜上
に形成された前記酸化物超電導体と同一の結晶構造を有
する酸化物超電導体LnBa2Cu3tからなる超電導
素子と、から構成されることを特徴とする。
Yet another oxide superconducting device of the present invention is a LnBa 2 Cu 3 O t oxide superconductor (where
Is Y, La, Sm, Eu, Er, Gd, Nd, Dy, H
a substrate made of at least one element selected from among o, Lu, Yb, and Tm) and the same crystal structure as the oxide superconductor formed on the substrate (Lm x Ln 1
-x ) Ba 2 Cu 3 O u oxide non-superconductor (wherein Lm is at least one element selected from Pr or Ce,
A superconducting element comprising a thin film having a composition ratio x of 0.5 <x ≦ 1) and an oxide superconductor LnBa 2 Cu 3 O t having the same crystal structure as the oxide superconductor formed on the thin film. It is characterized by being composed of and.

【0011】本発明の更に別の酸化物超電導デバイス
は、LnBa2Cu3t酸化物超電導体(ここで、Ln
はY、La、Sm、Eu、Er、Gd、Nd、Dy、H
o、Lu、Yb、又はTmの中から少なくとも1つ選択
した元素)からなる基板と、該基板上に形成された前記
酸化物超電導体と同一又は類似の結晶構造を有するLp
Ba2(Cu3-qq)Ou酸化物非超電導体(ここで、L
pはPr、Ce、Y、La、Sm、Eu、Er、Gd、
Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又はTmの中から少な
くとも1つ選択した元素、MはZn、Fe、Co、N
i、Sb、Pb、Nb、Ta、Al、Ga、又はInの
中から少なくとも1つ選択した元素)からな薄膜と、該
薄膜上に形成された前記酸化物超電導体と同一の結晶構
造を有するLnBa2Cu3t酸化物超電導体からなる
超電導素子と、から構成されることを特徴とする。
Yet another oxide superconducting device of the present invention is a LnBa 2 Cu 3 O t oxide superconductor (where
Is Y, La, Sm, Eu, Er, Gd, Nd, Dy, H
a substrate composed of at least one element selected from among o, Lu, Yb, and Tm), and Lp having the same or similar crystal structure as the oxide superconductor formed on the substrate.
Ba 2 (Cu 3−q M q ) O u oxide non-superconductor (where L
p is Pr, Ce, Y, La, Sm, Eu, Er, Gd,
At least one element selected from Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm, and M is Zn, Fe, Co, N
a thin film made of at least one element selected from i, Sb, Pb, Nb, Ta, Al, Ga, or In) and the same crystal structure as the oxide superconductor formed on the thin film. And a superconducting element made of an LnBa 2 Cu 3 O t oxide superconductor.

【0012】[0012]

【作用】上述のように、基板が超電導素子と同じ又は類
似の結晶構造を有する酸化物非超電導体にて構成される
と、これらの格子定数及び熱膨張係数が少なくとも酸化
物超電導体デバイスの使用温度範囲及び製造時の温度範
囲に亘って近く又は等しくなるので、素子の特性が劣化
したり、又素子に亀裂等が発生して破壊されるのを防止
できる。
As described above, when the substrate is made of an oxide non-superconductor having the same or similar crystal structure as that of the superconducting element, the lattice constant and the thermal expansion coefficient of these are at least the use of the oxide superconductor device. Since they are close to or equal to each other in the temperature range and the temperature range at the time of manufacturing, it is possible to prevent the characteristics of the element from being deteriorated or the element from being cracked and broken.

【0013】特に、超電導素子を基板内に埋め込む構造
にすると、該基板表面と該素子表面を面一にできるの
で、信頼性の高い電極、回路等を容易に形成できる。
In particular, when the superconducting element is embedded in the substrate, the surface of the substrate and the surface of the element can be flush with each other, so that highly reliable electrodes and circuits can be easily formed.

【0014】また、酸化物超電導体からなる基板、酸化
物非超電導体からなる薄膜、及び酸化物超電導からなる
素子が同じ又は類似の結晶構造を有する構成の場合、こ
れらの熱膨張係数は少なくとも使用温度範囲及び製造時
の温度範囲で近い値又は等しい値になるので、この薄膜
が破壊されたり、素子の特性劣化や破壊を防止でき、且
つ超電導素子を効率よく冷却できる。
When the substrate made of oxide superconductor, the thin film made of oxide non-superconductor, and the device made of oxide superconductor have the same or similar crystal structure, the coefficient of thermal expansion of these is at least used. Since the values are close to or equal to each other in the temperature range and the temperature range at the time of manufacturing, it is possible to prevent the thin film from being broken, deterioration of characteristics of the element or destruction, and to cool the superconducting element efficiently.

【0015】[0015]

【実施例】第1実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。図1は本発明の酸化物超電導デバイスの一例
であり、ジョセフソン素子であるグラニュラー型電磁波
センサーの斜視図を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an example of an oxide superconducting device of the present invention and shows a perspective view of a granular electromagnetic wave sensor which is a Josephson element.

【0016】図中、1は酸化物非超電導体からなる例え
ば数百μm、好ましくは100〜500μm厚の基板、
2はこの基板1表面に形成された酸化物超電導体膜から
なる酸化物超電導素子である。この酸化物超電導素子2
は中央部の幅を狭くして電磁波センサーとして機能する
例えば幅50μm、長さ200〜300μm、厚み50
μm程度のサイズを持つセンサー部3が、またその両端
部4、4には0.2〜1μm厚程度の金等からなる入出
力用電極(内側)5a、5a、バイアス電流用電極(外
側)5b、5bがそれぞれ構成されている。
In the figure, 1 is a substrate made of a non-oxide superconductor having a thickness of, for example, several hundreds of μm, preferably 100 to 500 μm,
Reference numeral 2 is an oxide superconducting element formed of an oxide superconducting film formed on the surface of the substrate 1. This oxide superconducting element 2
Functions as an electromagnetic wave sensor by narrowing the width of the central portion, for example, width 50 μm, length 200 to 300 μm, thickness 50
A sensor part 3 having a size of about μm, and input / output electrodes (inside) 5a and 5a made of gold or the like having a thickness of about 0.2 to 1 μm at both ends 4 and 4, a bias current electrode (outside). 5b and 5b are respectively configured.

【0017】この超電導素子2は、123結晶構造をも
つLnBa2Cu3t(ここで、Lnは、Y、La、S
m、Eu、Er、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Y
b、又はTmの中から少なくとも1つ選択した元素、t
は6.5≦t≦7)からなる酸化物超電導体で構成され
ている。
This superconducting element 2 is composed of LnBa 2 Cu 3 O t (where Ln is Y, La, S) having a 123 crystal structure.
m, Eu, Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Y
b, or at least one element selected from Tm, t
Is an oxide superconductor consisting of 6.5 ≦ t ≦ 7).

【0018】前記基板1には、前記酸化物超電体と同じ
123結晶構造を持つランタノイド族元素を有するLm
Ba2Cu3u(ここで、LmはPr、またはCeの中
から少なくとも1つ選択した元素、uは6≦u≦8)酸
化物非超電導体(高電気抵抗)で構成されている。
On the substrate 1, Lm containing a lanthanoid group element having the same 123 crystal structure as the oxide superconductor.
Ba 2 Cu 3 O u (where Lm is at least one element selected from Pr or Ce and u is 6 ≦ u ≦ 8) and is composed of an oxide non-superconductor (high electrical resistance).

【0019】ここで、図2に斯る酸化物超電導体と酸化
物非超電導体のa軸、b軸、及びc軸の格子定数をラン
タノイド元素毎に示す。尚、ここではLn及びLmが一
種のランタノイド元素からなる場合を示している。
Here, FIG. 2 shows the lattice constants of the oxide superconductor and the oxide non-superconductor on the a-axis, the b-axis, and the c-axis for each lanthanoid element. In addition, here, the case where Ln and Lm consist of one kind of lanthanoid element is shown.

【0020】この図から、斯る酸化物超電導体と酸化物
非超電導体の格子定数が近いこと、更に、Ln又はLm
が複数種のランタノイド元素からなる場合においても酸
化物超電導体と酸化物非超電導体の格子定数が近いこと
が判る。
From this figure, it is confirmed that the oxide superconductor and the oxide non-superconductor have similar lattice constants, and further, Ln or Lm.
It can be seen that the lattice constants of the oxide superconductor and the oxide non-superconductor are close to each other even when is composed of plural kinds of lanthanoid elements.

【0021】この酸化物超電導素子2は、例えば基板1
上にマスクを介した状態でスパッタリング法や分子線エ
ピタキシャル法(MBE法)を用いて形成される他、ス
クリーン印刷法を用いて作成される。
This oxide superconducting element 2 is, for example, a substrate 1.
In addition to being formed using a sputtering method or a molecular beam epitaxial method (MBE method) with a mask interposed therebetween, it is also formed using a screen printing method.

【0022】斯る酸化物超電導デバイスは、基板1に酸
化物超電導体LnBa2Cu3tと同じ123結晶構造
をもつ酸化物非超電導体LmBa2Cu3uを使用する
ので、基板1と超電導素子2の格子定数が近く、且つ熱
膨張係数が近くなる。更に酸化物非超電導体はその電気
抵抗が高いので基板1上に絶縁層を設ける必要がない。
この結果、酸化物超電導体デバイスの使用温度範囲及び
製造時の温度範囲において、素子の特性が劣化したり、
又素子に亀裂等が発生して破壊されるのを防止できる。
[0022]斯Ru oxide superconducting devices, because it uses an oxide non-superconducting LmBa 2 Cu 3 O u having the same 123 crystal structure as the oxide superconductor LnBa 2 Cu 3 O t of the substrate 1, the substrate 1 The superconducting element 2 has a close lattice constant and a close thermal expansion coefficient. Furthermore, since the oxide non-superconductor has a high electric resistance, it is not necessary to provide an insulating layer on the substrate 1.
As a result, in the operating temperature range of the oxide superconductor device and the temperature range at the time of manufacturing, the characteristics of the element are deteriorated,
Further, it is possible to prevent the element from being cracked and broken.

【0023】また、前記基板1が超電導素子2と同じ結
晶構造を持つので、この基板1上にスパッタリング法、
MBE法で形成する超電導素子2は良好な結晶性をも
つ。従って、酸化物超電導デバイスの特性が従来の基板
を用いたものより向上する。
Further, since the substrate 1 has the same crystal structure as the superconducting element 2, the substrate 1 is sputtered,
The superconducting element 2 formed by the MBE method has good crystallinity. Therefore, the characteristics of the oxide superconducting device are improved as compared with those using the conventional substrate.

【0024】ところで、基板1には、上述のほか前記1
23結晶構造の酸化物超電導体のLnの一部をPr、又
はCeに置換した123結晶構造の(LmxLn1-x)B
2Cu3u(0.5<x<1)酸化物非超電導体(高
電気抵抗)を使用しても効果がある。
By the way, the substrate 1 has the above-mentioned 1
(Lm x Ln 1-x ) B of 123 crystal structure in which a part of Ln of the oxide superconductor of 23 crystal structure is replaced with Pr or Ce.
The use of a 2 Cu 3 O u (0.5 <x <1) oxide non-superconductor (high electrical resistance) is also effective.

【0025】図3に、一例として123結晶構造の(P
x1-x)Ba2Cu3uの組成比xと、a軸、b軸、
及びc軸方向の格子定数(Å)の関係を示す。この図か
ら組成比xを変化させることにより各軸方向の格子定数
を変化できることが判る。
In FIG. 3, as an example, the (P
r x Y 1-x ) Ba 2 Cu 3 O u with the composition ratio x and the a-axis, b-axis,
And the lattice constant (Å) in the c-axis direction. From this figure, it is understood that the lattice constant in each axial direction can be changed by changing the composition ratio x.

【0026】この図2及び図3から判るように、(Pr
x1-x)Ba2Cu3uが非超電導体である0.5<x
<1の範囲中の所望の値に選択する場合、特に斯る酸化
物非超電導体の格子定数は、LnがGd、Eu、Sm、
Nd、又はLaである酸化物超電導体LnBa2Cu3
tの格子定数に略等しく又は近くでき、更に、熱膨張係
数も近くなる。従って、上記LmBa2Cu3uの基板
を用いるよりも酸化物超電導デバイスの破壊や素子特性
の劣化をより阻止できる。
As can be seen from FIGS. 2 and 3, (Pr
x Y 1-x ) Ba 2 Cu 3 O u is a non-superconductor 0.5 <x
When selected to a desired value within the range of <1, the lattice constant of such an oxide non-superconductor is such that Ln is Gd, Eu, Sm,
Nd or La oxide superconductor LnBa 2 Cu 3 O
It can be approximately equal to or close to the lattice constant of t , and the thermal expansion coefficient is also close. Therefore, the destruction of the oxide superconducting device and the deterioration of the element characteristics can be prevented more than the case of using the LmBa 2 Cu 3 O u substrate.

【0027】また、LnがY、Dy、Er、又はHoで
ある酸化物超電導体LnBa2Cu3からなる超電導素子
を使う場合は、基板の酸化物非超電導体材料として(P
xYb1-x)Ba2Cu3u(0.5<x<1)からな
る基板を用いると、格子定数が略等しく又は近くできる
ので、特に効果がある。
When a superconducting element made of an oxide superconductor LnBa 2 Cu 3 in which Ln is Y, Dy, Er, or Ho is used, (P
r x Yb 1-x) Ba 2 Cu 3 O u (0.5 < When using a substrate made of x <1), because the lattice constant can be substantially equal or close, is particularly effective.

【0028】また、この場合も前記基板1が超電導素子
2と同じ結晶構造を持つので、この基板上にスパッタリ
ング法やMBE法で形成する超電導素子2は良好な結晶
性をもつ。従って、酸化物超電導デバイスの特性が向上
する。
Also in this case, since the substrate 1 has the same crystal structure as the superconducting element 2, the superconducting element 2 formed on this substrate by the sputtering method or the MBE method has good crystallinity. Therefore, the characteristics of the oxide superconducting device are improved.

【0029】次に、酸化物超電導デバイスを薄膜形成技
術を用いずに形成する第2実施例の酸化物超電導デバイ
スについて図4を用いて説明する。尚、第1実施例と同
一部分および対応する部分には同一符号を付してその説
明を割愛する。
Next, the oxide superconducting device of the second embodiment for forming the oxide superconducting device without using the thin film forming technique will be described with reference to FIG. The same parts and corresponding parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0030】図中、1は酸化物非超電導体からなる例え
ば数百μm、好ましくは100〜500μm厚の基板、
21はこの基板1に埋設された123結晶構造をもつL
nBa2Cu3t(ここで、Ln=Y、La、Sm、E
u、Er、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又は
Tmの中から少なくとも1つ選択した元素)からなる酸
化物超電導体を主構成要素とし、その構成超電導体粒子
の界面に素子の常電導抵抗を上げて素子特性を向上させ
るための高抵抗材料であるBa2YBiO6等を介在させ
てなる超電導素子である。
In the figure, 1 is a substrate made of a non-oxide superconductor having a thickness of, for example, several hundred μm, preferably 100 to 500 μm,
21 is an L having a 123 crystal structure embedded in the substrate 1.
nBa 2 Cu 3 O t (where Ln = Y, La, Sm, E
u, Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm) is used as the main constituent element of the oxide superconductor, and the constituent superconducting particles have an interface at the interface of the element. This is a superconducting element in which a high resistance material such as Ba 2 YBiO 6 for increasing the normal conducting resistance to improve the element characteristics is interposed.

【0031】そして、センサー部3の両端部4、4には
0.2〜1μm厚程度の金等からなる入出力用電極(内
側)5a、5a、バイアス電流用電極(外側)5b、5
bがそれぞれ構成されている。
At both ends 4 and 4 of the sensor unit 3, input / output electrodes (inside) 5a and 5a made of gold or the like having a thickness of about 0.2 to 1 μm, and bias current electrodes (outside) 5b and 5b are formed.
b are respectively configured.

【0032】斯る酸化物超電導デバイスは次のように製
造される。
Such an oxide superconducting device is manufactured as follows.

【0033】最初に、図5(a)に示すように基板1上
に超電導素子に対応する形状をもつ超電導素子埋め込み
用溝22を超音波加工機を用いて形成する。この溝22
は基板1表面に例えば深さ10〜200μmで形成さ
れ、中央部22aに電磁波センサー部3に対応する例え
ば幅50μm、長さ200〜300μm、深さ50μm
程度のサイズをもつの幅を狭くした部分を有する。
First, as shown in FIG. 5A, a superconducting element embedding groove 22 having a shape corresponding to the superconducting element is formed on the substrate 1 by using an ultrasonic processing machine. This groove 22
Is formed on the surface of the substrate 1 to have a depth of 10 to 200 μm, for example, and has a width of 50 μm, a length of 200 to 300 μm, and a depth of 50 μm corresponding to the electromagnetic wave sensor unit 3 in the central portion 22a.
It has a narrowed portion of about the size.

【0034】次に、従来周知の共沈法及びその生成物の
焼成により例えばYBa2Cu3tからなる酸化物超電
導体の焼結体を準備する。
Next, a sintered body of an oxide superconductor made of, for example, YBa 2 Cu 3 O t is prepared by a conventionally known coprecipitation method and firing of the product.

【0035】即ち、例えば硝酸イットリウムY(N
33・3.5H2O、硝酸バリウムBa(NO32
硝酸銅Cu(NO32・2H2Oをそれぞれ水に溶解
し、Y、Ba、Cuがモル比で1:2:3になるように
混合する。ついで、蓚酸H224・2H2Oの水溶液を
Ba元素2モルに対し7モル加えて反応させる。尚、こ
の際アンモニア水NH4OHを滴下してpH調整してp
H=4〜7、具体的にはpH=4.6とし、Y、Ba、
Cuの組成比が1:2:3になるようにする。この反応
により生ずる沈殿物をろ過した後、十分乾燥して超電導
素体の粉末を得る。このようにして得られた粉末を、1
次焼成として、大気中において830〜880℃で9時
間焼成する。この実施例では870℃で9時間焼成し
た。この焼成した粉末粒子を約2トン/cm2の圧力
で、約15mm×15mm×1mmの成形体に形成す
る。その後、2次焼成として、この成形体をYBa2
3tの結晶粒が成長する900〜1000℃、本実施
例では酸素雰囲気下において例えば温度925℃で8時
間焼成して、YBa2Cu3tからなる酸化物超電導体
(超電導相率98%)で構成される焼結体を得るのであ
る。
That is, for example, yttrium nitrate Y (N
O 3 ) 3 · 3.5H 2 O, barium nitrate Ba (NO 3 ) 2 ,
Copper nitrate Cu (NO 3 ) 2 .2H 2 O is dissolved in water and mixed so that Y, Ba, and Cu have a molar ratio of 1: 2: 3. Next, 7 mol of an aqueous solution of oxalic acid H 2 C 2 O 4 .2H 2 O is added to 2 mol of Ba element to react them. At this time, ammonia water NH 4 OH was added dropwise to adjust the pH.
H = 4 to 7, specifically pH = 4.6, and Y, Ba,
The composition ratio of Cu is set to 1: 2: 3. The precipitate generated by this reaction is filtered and then sufficiently dried to obtain a superconducting element powder. The powder thus obtained is
As the next firing, firing is performed at 830 to 880 ° C. for 9 hours in the air. In this example, it was baked at 870 ° C. for 9 hours. The fired powder particles are formed into a compact of about 15 mm × 15 mm × 1 mm at a pressure of about 2 ton / cm 2 . Then, as a secondary firing, this molded body was YBa 2 C
The oxide superconductor (superconducting phase ratio) made of YBa 2 Cu 3 O t is fired at 900 to 1000 ° C. where the crystal grains of u 3 O t grow, in this embodiment, for example, at a temperature of 925 ° C. for 8 hours in an oxygen atmosphere. 98%) to obtain a sintered body.

【0036】続いて、前記焼結体を乳鉢にてすり潰して
粉末状にした後、この粉末状焼結体に粒径1μm以下の
粉末状のBi23(総量に対して15wt%以下の混合
比)を添加し、更に乳鉢にてすり潰して均一に混合した
粒径1〜3μm程度の混合粉末を作成する。
Subsequently, the sintered body was ground in a mortar to form a powder, and powdered Bi 2 O 3 having a particle size of 1 μm or less (15 wt% or less based on the total amount) was added to the powdered sintered body. (Mixing ratio) is added and further ground in a mortar to uniformly mix to prepare a mixed powder having a particle size of about 1 to 3 μm.

【0037】次に、基板長手方向断面図である図5
(b)に示すように、前記混合粉末を超電導素子埋め込
み用溝22内に装填し、その後、該混合粉末をプレスす
る。
Next, FIG. 5 which is a longitudinal sectional view of the substrate.
As shown in (b), the mixed powder is loaded in the groove 22 for embedding the superconducting element, and then the mixed powder is pressed.

【0038】その後、電気炉内において、前記混合粉末
を装填した基板1を直径1mmのジルコニアからなる粒
子を敷き詰めた上に載置した状態で、酸素雰囲気中、例
えば室温から900〜940℃まで約3時間で昇温し、
その温度で約3〜48時間保持した後、約100℃/h
rで室温迄徐冷する。この過程によって、成形体中のB
23粒子が溶融されて酸化ビスマス溶融液になるの
で、YBa2Cu3tからなる酸化物超電導体粒子がこ
の酸化ビスマス溶液に浸漬され、その後、冷却されて酸
化物超電導体の粒界面にBa2YBiO6酸化物等からな
る高抵抗材料からなる界面層が形成された超電導体25
が作成されるのである。
After that, in an electric furnace, the substrate 1 loaded with the mixed powder is placed on the particles spread over the particles of zirconia having a diameter of 1 mm and placed in an oxygen atmosphere, for example, from room temperature to 900 to 940 ° C. Heat up in 3 hours,
After holding at that temperature for about 3 to 48 hours, about 100 ° C / h
Gradually cool to room temperature with r. By this process, B in the compact is
Since the i 2 O 3 particles are melted to form a bismuth oxide melt, the oxide superconductor particles made of YBa 2 Cu 3 O t are immersed in the bismuth oxide solution, and then cooled to cool the particles of the oxide superconductor. Superconductor 25 in which an interface layer made of a high resistance material such as Ba 2 YBiO 6 oxide is formed at the interface
Is created.

【0039】次に、基板1表面と前記超電導体表面が面
一になるように少なくとも埋め込み用溝22から盛り上
がった超電導体25を研摩により除去して、例えば図5
(b)中の破線Z−Zの位置まで除去して図4に示す超
電導素子21を形成する。その後、蒸着法、スパッタリ
ング法等により入出力用電極5a、5a及びバイアス用
電流電極5b、5bを形成する。
Next, at least the superconductor 25 rising from the embedding groove 22 is removed by polishing so that the surface of the substrate 1 and the surface of the superconductor are flush with each other.
The superconducting element 21 shown in FIG. 4 is formed by removing up to the position of the broken line ZZ in (b). After that, the input / output electrodes 5a and 5a and the bias current electrodes 5b and 5b are formed by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like.

【0040】本実施例の酸化物超電導デバイスも、基板
1に酸化物超電導体LnBa2Cu3tと同じ123結
晶構造をもつ酸化物非超電導体LmBa2Cu3u、ま
たは、前記123結晶構造の酸化物超電導体のLnの一
部をPr、又はCeの少なくとも1つの元素に置換した
(LmxLn1-x)Ba2Cu3u(ここで、xは0.5
<x<1)酸化物非超電導体を用いるので、第1実施例
と同様に酸化物超電導デバイスの破壊や特性劣化を防止
できる。
Also in the oxide superconducting device of this example, the non-oxide superconductor LmBa 2 Cu 3 O u having the same 123 crystal structure as that of the oxide superconductor LnBa 2 Cu 3 O t on the substrate 1 or the 123 crystal described above. (Lm x Ln 1-x ) Ba 2 Cu 3 O u (where x is 0.5 is obtained by substituting at least one element of Pr or Ce for part of Ln of the oxide superconductor having the structure.
<X <1) Since the oxide non-superconductor is used, it is possible to prevent the oxide superconducting device from being destroyed or the characteristics from being deteriorated as in the first embodiment.

【0041】又、このような構造にすることにより、超
電導素子の形状に加工する必要がないので、超電導デバ
イスの歩留まりや特性が劣化するのを防止できる。
Further, with such a structure, it is not necessary to process it into the shape of the superconducting element, so that the yield and characteristics of the superconducting device can be prevented from being deteriorated.

【0042】更に、斯る酸化物超電導デバイスは、超電
導素子21面と基板1面が面一にできるので、蒸着法、
スパッタリング法等の成膜技術により、例えば上面図で
ある図6に示すように金、銅、または超電導体等からな
る、アンテナ31、マッチング回路32、電源リップル
用フィルタ33、バイアス電流用電極34、34、入出
力用電極35等を高精度、且つ容易に形成でき、また剥
離等も防止できる。
Further, in such an oxide superconducting device, since the surface of the superconducting element 21 and the surface of the substrate 1 can be flush with each other, the vapor deposition method,
As shown in FIG. 6 which is a top view, an antenna 31, a matching circuit 32, a power supply ripple filter 33, a bias current electrode 34, and a bias current electrode 34 are formed by a film forming technique such as a sputtering method. 34, the input / output electrode 35 and the like can be formed with high accuracy and easily, and peeling and the like can be prevented.

【0043】尚、上記各実施例では酸化物非超電導体を
構成する元素としてCeまたはPrを使用したが、Tb
も使用可能である。
Although Ce or Pr was used as the element constituting the oxide non-superconductor in each of the above examples, Tb
Can also be used.

【0044】また、123結晶構造(又は1212構
造)をもつLpBa2(Cu3-qq)Ou(ここで、Lp
はPr、Ce、Y、La、Sm、Eu、Er、Gd、N
d、Dy、Ho、Lu、Yb、又はTmのうち少なくと
も1つ選択した元素、MはZn、Fe、Co、Ni、S
b、Pb、Nb、Ta、Al、Ga、又はInの中から
少なくとも1つ選択した元素、0.5<q≦1、尚、組
成比qが1に近い程1212結晶構造に近くなる)酸化
物非超電導体(高電気抵抗)からなる基板を用いても、
上記酸化物超電導素子と結晶構造が同じ(又は類似)と
なって格子定数及び熱膨張係数が近くなるので、素子特
性の劣化や破壊を防止できる。更に、LpBa2(Cu
3-qq)Ouは上述した酸化物非超電導体より電気抵抗
が大きく、超電導素子から基板へ電流がリークするのを
より抑制できるので、より望ましい。
Further, LpBa 2 (Cu 3−q M q ) O u (where Lp has a 123 crystal structure (or 1212 structure) is used.
Is Pr, Ce, Y, La, Sm, Eu, Er, Gd, N
At least one element selected from d, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm, M is Zn, Fe, Co, Ni, S
b, Pb, Nb, Ta, Al, Ga, or at least one element selected from In, 0.5 <q ≦ 1, and the closer the composition ratio q is to 1, the closer to the 1212 crystal structure) Oxidation Using a substrate made of non-superconductor (high electrical resistance)
Since the crystal structure is the same as (or similar to) the oxide superconducting element and the lattice constant and the thermal expansion coefficient are close to each other, it is possible to prevent deterioration or destruction of element characteristics. Furthermore, LpBa 2 (Cu
3-q M q) O u is larger electric resistance than that of the oxide non-superconductor mentioned above, the current from the superconducting element to the substrate can be further suppressed from leaking, more desirable.

【0045】ところで、上記第1、第2実施例では酸化
物超電導素子と同じ結晶構造の酸化物非超電導体からな
る基板を用いたので、超電導素子の特性劣化や破壊を防
止できるが、この基板では熱伝導性が十分でなく酸化物
超電導素子の冷却効率が悪いといった問題があった。
By the way, in the first and second embodiments, since the substrate made of the oxide non-superconductor having the same crystal structure as that of the oxide superconducting device is used, it is possible to prevent the characteristic deterioration and the destruction of the superconducting device. However, there is a problem that the thermal conductivity is not sufficient and the cooling efficiency of the oxide superconducting element is poor.

【0046】次に、この素子冷却効率の問題を解決した
第3実施例について図7の断面図を用いて説明する。
尚、第1、第2実施例と異なる点は、基板として、酸化
物非超電導体薄膜を表面に形成した酸化物超電導体から
なる基板を用いた点であり、第1実施例と同一部分また
は対応する部分には同一符号を付してその説明は割愛す
る。
Next, a third embodiment which solves the problem of the element cooling efficiency will be described with reference to the sectional view of FIG.
The difference from the first and second embodiments is that a substrate made of an oxide superconductor having an oxide non-superconductor thin film formed on the surface is used as the substrate. Corresponding parts will be assigned the same reference numerals and explanations thereof will be omitted.

【0047】図中、41は123結晶構造のYBa2
3t酸化物超電導体からなる例えば数百μm、好まし
くは100〜500μm厚の基板、42はこの基板41
上に形成された123結晶構造と類似の結晶構造である
1212結晶構造を有する膜厚20μm厚のPrBa2
(Cu2Ga)Ou酸化物非超電導体薄膜(絶縁層)、2
はこの酸化物非超電導体薄膜42上に形成された123
結晶構造のYBa2Cu3t酸化物超電導体膜からなる
酸化物超電導素子である。
In the figure, 41 is YBa 2 C having a 123 crystal structure.
A substrate composed of a u 3 O t oxide superconductor and having a thickness of, for example, several hundreds of μm, preferably 100 to 500 μm.
PrBa 2 having a film thickness of 20 μm having a 1212 crystal structure which is a crystal structure similar to the 123 crystal structure formed above
(Cu 2 Ga) O u oxide non-superconductor thin film (insulating layer), 2
123 formed on the oxide non-superconductor thin film 42
The oxide superconducting element comprises a YBa 2 Cu 3 O t oxide superconducting film having a crystalline structure.

【0048】斯る酸化物超電導体センサの作成方法の一
例を示す。
An example of a method for producing such an oxide superconductor sensor will be shown.

【0049】最初に、酸化物超電導体基板41上に例え
ば粒径2〜3μmの酸化物非超電導体とバインダーを有
機溶媒に溶かしてなるゾル状溶液をスクリーン印刷法に
より塗布した後、100℃程度の温度で数時間保持して
前記有機溶媒を取り除いた後、バインダーを取り除ける
温度、例えば400℃、1時間〜5時間保持して酸化物
非超電導体薄膜42を形成する。本実施例では、前記バ
インダーとしてはポリ塩化ビニル(酸化物非超電導体に
対して5〜10wt%)を、有機溶媒としてシクロヘキ
サノン、トルエン、及びメチルエチルケトンが体積比で
2:1:1となる混合液(酸化物非超電導体に対して2
00〜300wt%)を用いた。尚、この薄膜42はス
パッタリング法等の薄膜形成法を用いて形成してもよい
が、スクリーン印刷法を用いた方がピンホール等の発生
が抑制できるので望ましい。
First, a sol-like solution obtained by dissolving an oxide non-superconductor having a particle size of 2 to 3 μm and a binder in an organic solvent is applied on the oxide superconductor substrate 41 by a screen printing method, and then at about 100 ° C. After the organic solvent is removed by holding at the temperature for several hours to remove the organic solvent, the binder is removed at a temperature of 400 ° C., for example, for 1 hour to 5 hours to form the oxide non-superconductor thin film 42. In this embodiment, polyvinyl chloride (5 to 10 wt% with respect to the oxide non-superconductor) is used as the binder, and cyclohexanone, toluene, and methyl ethyl ketone are mixed in a volume ratio of 2: 1: 1 as an organic solvent. (2 for oxide non-superconductors
100-300 wt%) was used. The thin film 42 may be formed by a thin film forming method such as a sputtering method, but it is preferable to use a screen printing method because the generation of pinholes can be suppressed.

【0050】次に、この酸化物非超電導体薄膜42上に
予め作成された酸化物超電導素子2を良熱伝導性の絶縁
性グリース、例えばアピエゾ系グリースにより固着して
図7に示すセンサを形成する。尚、この酸化物超電導素
子2は酸化物非超電導体薄膜42上にスパッタリング法
等の薄膜形成法、又はスクリーン印刷法等により形成し
てもよい。
Next, the oxide superconducting element 2 previously formed on the oxide non-superconducting thin film 42 is fixed by an insulating grease having good thermal conductivity, for example, piezo type grease, to form the sensor shown in FIG. To do. The oxide superconducting element 2 may be formed on the oxide non-superconductor thin film 42 by a thin film forming method such as a sputtering method or a screen printing method.

【0051】斯る酸化物超電導センサは、酸化物超電導
体基板41及び酸化物超電導素子2は同じ結晶構造を有
し、酸化物非超電導体薄膜42は基板41と素子2と類
似の結晶構造を有するので、この薄膜42がMgO等の
従来の材料からなる場合に比べて破壊される惧れがな
く、素子2の特性劣化や破壊も防止できる。また、基板
として熱伝導性の非常に優れた酸化物超電導体基板41
を用い、且つ酸化物超電導体に比べて熱伝導性が劣る酸
化物非超電導体薄膜42はその膜厚を小さくできるの
で、酸化物超電導体素子2を効率よく冷却できる。
In such an oxide superconducting sensor, the oxide superconducting substrate 41 and the oxide superconducting element 2 have the same crystal structure, and the oxide non-superconducting thin film 42 has a crystal structure similar to that of the substrate 41 and the element 2. Since the thin film 42 is provided, there is no fear of destruction as compared with the case where the thin film 42 is made of a conventional material such as MgO, and it is possible to prevent characteristic deterioration and destruction of the element 2. Further, as a substrate, an oxide superconductor substrate 41 having excellent thermal conductivity is provided.
In addition, since the oxide non-superconductor thin film 42 having a lower thermal conductivity than that of the oxide superconductor can be thinned, the oxide superconductor element 2 can be efficiently cooled.

【0052】ところで、酸化物非超電導体薄膜42が
(LmxLn1-x)Ba2Cu3u又はLpBa2(Cu
3-qq)Ou酸化物非超電導体からなり、且つ酸化物超
電導体基板41、酸化物超電導素子2がLnBa2Cu3
t酸化物超電導体からなる場合、上述と同様の効果が
得られる。
By the way, the oxide non-superconductor thin film 42 is formed of (Lm x Ln 1-x ) Ba 2 Cu 3 O u or LpBa 2 (Cu).
3-q M q) O u oxide of a non-superconductor and oxide superconductor substrate 41, an oxide superconducting element 2 LnBa 2 Cu 3
When the Ot oxide superconductor is used, the same effect as described above can be obtained.

【0053】尚、上記第1〜第3実施例ではグラニュラ
型電磁波センサを示したが、他の超電導素子であっも同
様の効果があるのは勿論である。
Although the granular type electromagnetic wave sensor is shown in the first to third embodiments, it is needless to say that other superconducting elements have the same effect.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明の酸化物超電導デバイスは、超電
素子と同じまたは類似の結晶構造の酸化物非超電導体か
らなる基板を用いるので、熱膨張係数は少なくとも使用
温度範囲及び製造時の温度範囲で近い値又は等しい値に
なるので、超電導体素子の特性劣化や破壊を防止でき、
繰り返し使用できる酸化物超電導デバイスの歩留まりを
向上できる。
Since the oxide superconducting device of the present invention uses the substrate made of the oxide non-superconductor having the same or similar crystal structure as the superconducting element, the thermal expansion coefficient is at least the operating temperature range and the temperature at the time of manufacturing. Since the values are close or equal in the range, it is possible to prevent deterioration and destruction of characteristics of the superconductor element,
The yield of oxide superconducting devices that can be used repeatedly can be improved.

【0055】また、本発明の別の酸化物超電導デバイス
は、酸化物超電導体からなる基板、酸化物非超電導体か
らなる薄膜、及び酸化物超電導体からなる超電導素子が
同じまたは類似の結晶構造を有し、これらの熱膨張係数
は少なくとも使用温度範囲及び製造時の温度範囲で近い
値又は等しい値になるので、この薄膜が破壊されたり、
素子の特性劣化や破壊を防止でき、繰り返し使用できる
酸化物超電導デバイスの歩留まりを向上できる。また、
基板として熱伝導性の非常に優れた酸化物超電導体から
なる基板を用い、且つ酸化物超電導体に比べて熱伝導性
が劣る酸化物非超電導体薄膜はその膜厚を小さくできる
ので、超電導体素子を効率よく冷却できる。
In another oxide superconducting device of the present invention, the substrate made of an oxide superconductor, the thin film made of a non-oxide superconductor, and the superconducting element made of an oxide superconductor have the same or similar crystal structure. Since these thermal expansion coefficients are close to or equal to each other in at least the operating temperature range and the temperature range at the time of manufacturing, this thin film may be destroyed,
It is possible to prevent the deterioration and destruction of the characteristics of the element and improve the yield of the oxide superconducting device that can be repeatedly used. Also,
Since a substrate made of an oxide superconductor having excellent thermal conductivity is used as the substrate, and the oxide non-superconductor thin film having poor thermal conductivity as compared with the oxide superconductor can reduce the film thickness, the superconductor The element can be cooled efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る一実施例の酸化物超電導デバイス
の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an oxide superconducting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施例に係る酸化物超電導体と酸化物非超
電導体の格子定数を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing lattice constants of an oxide superconductor and an oxide non-superconductor according to the above-mentioned embodiment.

【図3】上記実施例に係る(Prx1-x)Ba2Cu3
uの格子定数と組成比xの関係を示す図である。
FIG. 3 shows (Pr x Y 1-x ) Ba 2 Cu 3 O according to the above embodiment.
It is a figure which shows the relationship between the lattice constant of u , and composition ratio x.

【図4】本発明に係る他の実施例の酸化物超電導デバイ
スの斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of an oxide superconducting device of another example according to the present invention.

【図5】上記他の実施例の酸化物超電導デバイスの工程
図である。
FIG. 5 is a process drawing of an oxide superconducting device of another example.

【図6】上記他の実施例の酸化物超電導デバイスの上面
図である。
FIG. 6 is a top view of an oxide superconducting device according to another embodiment.

【図7】本発明に係る更に他の実施例の酸化物超電導デ
バイスの断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an oxide superconducting device of still another embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 酸化物非超電導体基板 2 超電導素子 21 超電導素子 22 超電導素子埋め込み用溝 41 酸化物超電導体基板 42 酸化物非超電導体薄膜 1 Oxide Non-Superconductor Substrate 2 Superconducting Element 21 Superconducting Element 22 Superconducting Element Embedding Groove 41 Oxide Superconducting Substrate 42 Oxide Non-Superconducting Thin Film

フロントページの続き (72)発明者 善里 順信 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Junnobu Zenzato 2-18, Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (LmxLn1-x)Ba2Cu3u酸化物
非超電導体(ここで、LmはPrまたはCeの中から少
なくとも1つ選択した元素、LnはY、La、Sm、E
u、Er、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又は
Tmの中から少なくとも1つ選択した元素、組成比xは
0.5<x≦1)からなる基板と、該基板上に形成され
た前記酸化物非超電導体と同一の結晶構造を有するLn
Ba2Cu3t酸化物超電導体からなる超電導素子と、
から構成されることを特徴とする酸化物超電導デバイ
ス。
1. A non-superconductor of (Lm x Ln 1-x ) Ba 2 Cu 3 O u oxide (where Lm is an element selected from at least one of Pr and Ce, and Ln is Y, La and Sm). , E
A substrate formed of at least one element selected from u, Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm, and a composition ratio x of 0.5 <x ≦ 1), and formed on the substrate Having the same crystal structure as the aforesaid oxide non-superconductor
A superconducting element composed of a Ba 2 Cu 3 O t oxide superconductor;
An oxide superconducting device comprising:
【請求項2】 LpBa2(Cu3-qq)Ou酸化物非超
電導体(ここで、LpはPr、Ce、Y、La、Sm、
Eu、Er、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又
はTmの中から少なくとも1つ選択した元素、MはZ
n、Fe、Co、Ni、Sb、Pb、Nb、Ta、A
l、Ga、又はInの中から少なくとも1つ選択した元
素)からなる基板と、該基板上に形成された前記酸化物
非超電導体と同一または類似の結晶構造を有するLnB
2Cu3t(ここで、Lnは、Y、La、Sm、E
u、Er、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又は
Tmの中から少なくとも1つ選択した元素)酸化物超電
導体からなる超電導素子と、から構成されることを特徴
とする酸化物超電導デバイス。
2. LpBa 2 (Cu 3-q M q ) O u oxide non-superconductor (where Lp is Pr, Ce, Y, La, Sm,
At least one element selected from Eu, Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm, and M is Z
n, Fe, Co, Ni, Sb, Pb, Nb, Ta, A
a substrate made of at least one element selected from l, Ga, and In), and LnB having the same or similar crystal structure as the oxide non-superconductor formed on the substrate.
a 2 Cu 3 O t (where Ln is Y, La, Sm, E
an element selected from at least one of u, Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm) and a superconducting element made of an oxide superconductor. device.
【請求項3】 前記基板表面に設けられた超電導素子埋
め込み用溝と、該溝内に埋設された前記超電導体素子
と、から構成されていることを特徴とする請求項1又は
請求項2記載の酸化物超電導デバイス。
3. The superconducting element embedding groove provided on the surface of the substrate, and the superconducting element embedded in the groove, and the superconducting element embedding groove. Oxide superconducting device.
【請求項4】 LnBa2Cu3t酸化物超電導体(こ
こで、LnはY、La、Sm、Eu、Er、Gd、N
d、Dy、Ho、Lu、Yb、又はTmの中から少なく
とも1つ選択した元素)からなる基板と、該基板上に形
成された前記酸化物超電導体と同一の結晶構造を有する
(LmxLn1-x)Ba2Cu3u酸化物非超電導体(こ
こで、LmはPrまたはCeの中から少なくとも1つ選
択した元素、組成比xは0.5<x≦1)からなる薄膜
と、該薄膜上に形成された前記酸化物超電導体と同一の
結晶構造を有する酸化物超電導体LnBa2Cu3t
らなる超電導素子と、から構成されることを特徴とする
酸化物超電導デバイス。
4. A LnBa 2 Cu 3 O t oxide superconductor (where Ln is Y, La, Sm, Eu, Er, Gd, N.
a substrate made of at least one element selected from d, Dy, Ho, Lu, Yb, and Tm) and the same crystal structure as the oxide superconductor formed on the substrate (Lm x Ln 1-x ) Ba 2 Cu 3 O u oxide non-superconductor (where Lm is at least one element selected from Pr or Ce, and composition ratio x is 0.5 <x ≦ 1) And a superconducting element made of an oxide superconductor LnBa 2 Cu 3 O t having the same crystal structure as that of the oxide superconductor formed on the thin film, the oxide superconducting device.
【請求項5】 LnBa2Cu3t酸化物超電導体(こ
こで、LnはY、La、Sm、Eu、Er、Gd、N
d、Dy、Ho、Lu、Yb、又はTmの中から少なく
とも1つ選択した元素)からなる基板と、該基板上に形
成された前記酸化物超電導体と同一または類似の結晶構
造を有するLpBa2(Cu3-qq)Ou酸化物非超電導
体(ここで、LpはPr、Ce、Y、La、Sm、E
u、Er、Gd、Nd、Dy、Ho、Lu、Yb、又は
Tmの中から少なくとも1つ選択した元素、MはZn、
Fe、Co、Ni、Sb、Pb、Nb、Ta、Al、G
a、又はInの中から少なくとも1つ選択した元素)か
らな薄膜と、該薄膜上に形成された前記酸化物超電導体
と同一の結晶構造を有するLnBa2Cu3t酸化物超
電導体からなる超電導素子と、から構成されることを特
徴とする酸化物超電導デバイス。
5. A LnBa 2 Cu 3 O t oxide superconductor (where Ln is Y, La, Sm, Eu, Er, Gd, N.
a substrate made of at least one element selected from d, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm), and LpBa 2 having the same or similar crystal structure as the oxide superconductor formed on the substrate. (Cu 3−q M q ) O u oxide non-superconductor (where Lp is Pr, Ce, Y, La, Sm, E
At least one element selected from u, Er, Gd, Nd, Dy, Ho, Lu, Yb, or Tm, M is Zn,
Fe, Co, Ni, Sb, Pb, Nb, Ta, Al, G
a or at least one element selected from In) and a LnBa 2 Cu 3 O t oxide superconductor having the same crystal structure as the oxide superconductor formed on the thin film. An oxide superconducting device comprising a superconducting element.
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JP2012512803A (en) * 2008-12-18 2012-06-07 サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク Method for depositing oxide thin film on curved oriented metal surface

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