JPH07263768A - ジョセフソン接合処理方法 - Google Patents
ジョセフソン接合処理方法Info
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- JPH07263768A JPH07263768A JP6077752A JP7775294A JPH07263768A JP H07263768 A JPH07263768 A JP H07263768A JP 6077752 A JP6077752 A JP 6077752A JP 7775294 A JP7775294 A JP 7775294A JP H07263768 A JPH07263768 A JP H07263768A
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- josephson junction
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温超伝導薄膜結晶粒界型ジョセフソン接合
のジョセフソン電流のバラツキを減少させうるジョセフ
ソン接合処理方法を提供する。 【構成】 高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用したジ
ョセフソン接合Ｊを形成した後、常温環境下でこのジョ
セフソン接合Ｊを酸素ガスにマイクロ波を照射するなど
してプラズマ雰囲気中に暴露しながら定電流源等により
微小電流を流し、電圧をモニターすることによりその時
のジョセフソン接合の抵抗値のプラズマ暴露時間に対す
る経時変化をモニターし、任意のプラズマ暴露時間経過
後にプラズマ暴露を停止することにより、超伝導状態時
のジョセフソン接合のジョセフソン電流値の初期値を増
大又は減少させることができる。
のジョセフソン電流のバラツキを減少させうるジョセフ
ソン接合処理方法を提供する。 【構成】 高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用したジ
ョセフソン接合Ｊを形成した後、常温環境下でこのジョ
セフソン接合Ｊを酸素ガスにマイクロ波を照射するなど
してプラズマ雰囲気中に暴露しながら定電流源等により
微小電流を流し、電圧をモニターすることによりその時
のジョセフソン接合の抵抗値のプラズマ暴露時間に対す
る経時変化をモニターし、任意のプラズマ暴露時間経過
後にプラズマ暴露を停止することにより、超伝導状態時
のジョセフソン接合のジョセフソン電流値の初期値を増
大又は減少させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人体あるいは生物体か
ら発生する磁場の計測を行うための医療用診断装置、材
料の透磁率を測定するための物性測定装置、磁気的な信
号伝送のインターフェイスのための通信装置に用いるＳ
ＱＵＩＤ（Superconducting QuantumInterference Devi
ce ：超伝導量子干渉デバイス）、ジョセフソンコンピ
ュータを構築するためのジョセフソン素子等においてジ
ョセフソン効果を発揮するジョセフソン接合の処理方法
に関する。
ら発生する磁場の計測を行うための医療用診断装置、材
料の透磁率を測定するための物性測定装置、磁気的な信
号伝送のインターフェイスのための通信装置に用いるＳ
ＱＵＩＤ（Superconducting QuantumInterference Devi
ce ：超伝導量子干渉デバイス）、ジョセフソンコンピ
ュータを構築するためのジョセフソン素子等においてジ
ョセフソン効果を発揮するジョセフソン接合の処理方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ジョセフソン効果を発揮するジョ
セフソン接合として、図３に示すような、高臨界温度超
伝導材料であるイットリウム・バリウム・銅酸化物（Ｙ
Ｂａ2Ｃｕ3 Ｏ7-r など。以下、「ＹＢａＣｕ酸化物」
という。）などにより形成されたものも知られている。
この種のジョセフソン接合は、図３に示すように、基板
１１上に、広幅部１４と狭幅部１５を有するＹＢａＣｕ
酸化物薄膜１２を形成し、狭幅部１５にＹＢａＣｕ酸化
物の結晶粒界１３を設け、この結晶粒界１３をジョセフ
ソン接合として利用するもの（結晶粒界型ジョセフソン
接合）である。したがって、このＹＢａＣｕ酸化物薄膜
結晶粒界型ジョセフソン接合は、マイクロブリッジ型ジ
ョセフソン接合のように、サブミクロン寸法のくびれ
（マイクロブリッジ）を形成する必要はなく、図６に示
すように、広幅部１４に対し相対的に断面積の小さい幅
数マイクロメートルの狭幅部１５にジョセフソン接合を
形成することができる。上記のＹＢａＣｕ酸化物薄膜結
晶粒界型ジョセフソン接合には、図７に示す３種類のも
のが知られている。１つは「ステップ・エッジ型ジョセ
フソン接合」と呼ばれるものであり、図７（Ａ）の１３
Ａ1 および１３Ａ2 に示すように、基板１１Ａ表面の一
部をエッチングして段差を設け、その上全面に高温超伝
導薄膜であるＹＢａＣｕ酸化物薄膜１２Ａをエピタキシ
ャル成長させることにより、段差部１６の上面の凹部に
ステップ・エッジ型ジョセフソン接合１３Ａ1 を、凸部
にステップ・エッジ型ジョセフソン接合１３Ａ1 を形成
するものである。第２は、「バイクリスタル型ジョセフ
ソン接合」と呼ばれるもので、図７（Ｂ）に示すよう
に、結晶方位の異なる２枚の基板１１Ｂ1 と１１Ｂ2 を
張り合わせ熱処理を加えて形成した双結晶基板（バイク
リスタル基板）の上に、高温超伝導薄膜であるＹＢａＣ
ｕ酸化物薄膜１２Ｂをエピタキシャル成長させることに
より、基板の張り合わせ部分の直上に高温超伝導体の粒
界接合を形成するものである。第３は、「バイエピタキ
シャル型ジョセフソン接合」と呼ばれるもので、図７
（Ｃ）に示すように、基板１１Ｃ上の一部に非常に薄い
シード（種結晶膜）層１７を堆積した後、全面に高温超
伝導薄膜であるＹＢａＣｕ酸化物薄膜１２Ｃをエピタキ
シャル成長させることにより、シード層１７の境界上に
超伝導薄膜の結晶配向の違いによる粒界接合を形成する
ものである。
セフソン接合として、図３に示すような、高臨界温度超
伝導材料であるイットリウム・バリウム・銅酸化物（Ｙ
Ｂａ2Ｃｕ3 Ｏ7-r など。以下、「ＹＢａＣｕ酸化物」
という。）などにより形成されたものも知られている。
この種のジョセフソン接合は、図３に示すように、基板
１１上に、広幅部１４と狭幅部１５を有するＹＢａＣｕ
酸化物薄膜１２を形成し、狭幅部１５にＹＢａＣｕ酸化
物の結晶粒界１３を設け、この結晶粒界１３をジョセフ
ソン接合として利用するもの（結晶粒界型ジョセフソン
接合）である。したがって、このＹＢａＣｕ酸化物薄膜
結晶粒界型ジョセフソン接合は、マイクロブリッジ型ジ
ョセフソン接合のように、サブミクロン寸法のくびれ
（マイクロブリッジ）を形成する必要はなく、図６に示
すように、広幅部１４に対し相対的に断面積の小さい幅
数マイクロメートルの狭幅部１５にジョセフソン接合を
形成することができる。上記のＹＢａＣｕ酸化物薄膜結
晶粒界型ジョセフソン接合には、図７に示す３種類のも
のが知られている。１つは「ステップ・エッジ型ジョセ
フソン接合」と呼ばれるものであり、図７（Ａ）の１３
Ａ1 および１３Ａ2 に示すように、基板１１Ａ表面の一
部をエッチングして段差を設け、その上全面に高温超伝
導薄膜であるＹＢａＣｕ酸化物薄膜１２Ａをエピタキシ
ャル成長させることにより、段差部１６の上面の凹部に
ステップ・エッジ型ジョセフソン接合１３Ａ1 を、凸部
にステップ・エッジ型ジョセフソン接合１３Ａ1 を形成
するものである。第２は、「バイクリスタル型ジョセフ
ソン接合」と呼ばれるもので、図７（Ｂ）に示すよう
に、結晶方位の異なる２枚の基板１１Ｂ1 と１１Ｂ2 を
張り合わせ熱処理を加えて形成した双結晶基板（バイク
リスタル基板）の上に、高温超伝導薄膜であるＹＢａＣ
ｕ酸化物薄膜１２Ｂをエピタキシャル成長させることに
より、基板の張り合わせ部分の直上に高温超伝導体の粒
界接合を形成するものである。第３は、「バイエピタキ
シャル型ジョセフソン接合」と呼ばれるもので、図７
（Ｃ）に示すように、基板１１Ｃ上の一部に非常に薄い
シード（種結晶膜）層１７を堆積した後、全面に高温超
伝導薄膜であるＹＢａＣｕ酸化物薄膜１２Ｃをエピタキ
シャル成長させることにより、シード層１７の境界上に
超伝導薄膜の結晶配向の違いによる粒界接合を形成する
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の高温超
伝導薄膜による粒界接合型ジョセフソン接合において
は、当該ジョセフソン接合に流れる最大超伝導電流であ
るジョセフソン電流Ｉc は、ジョセフソン接合である高
温超伝導薄膜結晶粒界の形成プロセスの影響を受け、最
小で２μＡ（マイクロアンペア）から最大２００μＡ
と、約１００倍のバラツキがあった。このようなジョセ
フソン電流Ｉc のバラツキは、超伝導デバイスの特性に
大きな影響を与えるため、これをできるだけ小さく抑え
る必要があったが、従来は有効な解決手段がなかった。
一方、近年、ＹＢａＣｕ酸化物薄膜によるステップ・エ
ッジ型ジョセフソン接合が形成された後、デバイスを酸
素プラズマ（酸素ガス内に高周波を照射することにより
生成したプラズマ状態）内に曝すと、ジョセフソン電流
値が増大する、という実験結果が知られるようになった
（M.Siegel et al.,"Investigation ofYBCO Step-Edge
Josephson Junctions", Proceedings of ASC'92, Augus
t 24, 1992参照）。本発明は、上記の問題点を解決する
ためになされたものであり、上記の実験結果を応用し
て、高温超伝導薄膜による粒界接合型ジョセフソン接合
のジョセフソン電流のバラツキを減少させうるジョセフ
ソン接合処理方法を提供することを目的とする。
伝導薄膜による粒界接合型ジョセフソン接合において
は、当該ジョセフソン接合に流れる最大超伝導電流であ
るジョセフソン電流Ｉc は、ジョセフソン接合である高
温超伝導薄膜結晶粒界の形成プロセスの影響を受け、最
小で２μＡ（マイクロアンペア）から最大２００μＡ
と、約１００倍のバラツキがあった。このようなジョセ
フソン電流Ｉc のバラツキは、超伝導デバイスの特性に
大きな影響を与えるため、これをできるだけ小さく抑え
る必要があったが、従来は有効な解決手段がなかった。
一方、近年、ＹＢａＣｕ酸化物薄膜によるステップ・エ
ッジ型ジョセフソン接合が形成された後、デバイスを酸
素プラズマ（酸素ガス内に高周波を照射することにより
生成したプラズマ状態）内に曝すと、ジョセフソン電流
値が増大する、という実験結果が知られるようになった
（M.Siegel et al.,"Investigation ofYBCO Step-Edge
Josephson Junctions", Proceedings of ASC'92, Augus
t 24, 1992参照）。本発明は、上記の問題点を解決する
ためになされたものであり、上記の実験結果を応用し
て、高温超伝導薄膜による粒界接合型ジョセフソン接合
のジョセフソン電流のバラツキを減少させうるジョセフ
ソン接合処理方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願の第１の発明に係るジョセフソン接合処理方法
は、高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用した１個ある
いは複数のジョセフソン接合を形成した後、当該結晶粒
界を利用したジョセフソン接合を常温環境下でプラズマ
雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、その時の電圧
をモニターすることによりその時の前記結晶粒界を利用
したジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズマ暴露の経
過時間に対する経時変化をモニターし、任意のプラズマ
暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止することによ
り、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセフソン電
流値の初期値を増大又は減少させるように構成される。
また、本願の第２の発明に係るジョセフソン接合処理方
法は、高温超伝導薄膜による１個あるいは複数のステッ
プ・ウェッジ型ジョセフソン接合を形成した後、当該ス
テップ・ウェッジ型ジョセフソン接合を常温環境下でプ
ラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、その時
の電圧をモニターすることによりその時の前記ステップ
・ウェッジ型ジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズマ
暴露の経過時間に対する経時変化をモニターし、任意の
プラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止する
ことにより、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセ
フソン電流値の初期値を増大又は減少させるように構成
される。そして、本願の第３の発明に係るジョセフソン
接合処理方法は、高温超伝導薄膜による１個あるいは複
数のバイクリスタル型ジョセフソン接合を形成した後、
当該バイクリスタル型ジョセフソン接合を常温環境下で
プラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、その
時の電圧をモニターすることによりその時の前記バイク
リスタル型ジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズマ暴
露の経過時間に対する経時変化をモニターし、任意のプ
ラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止するこ
とにより、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセフ
ソン電流値の初期値を増大又は減少させるように構成さ
れる。そして、本願の第４の発明に係るジョセフソン接
合処理方法は、高温超伝導薄膜による１個あるいは複数
のバイエピタキシャル型ジョセフソン接合を形成した
後、当該バイエピタキシャル型ジョセフソン接合を常温
環境下でプラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流
し、その時の電圧をモニターすることによりその時の前
記バイエピタキシャル型ジョセフソン接合の抵抗値の前
記プラズマ暴露の経過時間に対する経時変化をモニター
し、任意のプラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露
を停止することにより、超伝導状態時のジョセフソン接
合のジョセフソン電流値の初期値を増大又は減少させる
ように構成される。また、本願の第５の発明に係るジョ
セフソン接合処理方法は、高温超伝導薄膜による結晶粒
界を利用した１個あるいは複数のジョセフソン接合を含
むＳＱＵＩＤを形成した後、当該結晶粒界を利用したジ
ョセフソン接合を常温環境下でプラズマ雰囲気中に暴露
しながら微小電流を流し、その時の電圧をモニターする
ことによりその時の前記結晶粒界を利用したジョセフソ
ン接合の抵抗値の前記プラズマ暴露の経過時間に対する
経時変化をモニターし、任意のプラズマ暴露時間経過後
に前記プラズマ暴露を停止することにより、超伝導状態
時のジョセフソン接合のジョセフソン電流値の初期値を
増大又は減少させるように構成される。
め、本願の第１の発明に係るジョセフソン接合処理方法
は、高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用した１個ある
いは複数のジョセフソン接合を形成した後、当該結晶粒
界を利用したジョセフソン接合を常温環境下でプラズマ
雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、その時の電圧
をモニターすることによりその時の前記結晶粒界を利用
したジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズマ暴露の経
過時間に対する経時変化をモニターし、任意のプラズマ
暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止することによ
り、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセフソン電
流値の初期値を増大又は減少させるように構成される。
また、本願の第２の発明に係るジョセフソン接合処理方
法は、高温超伝導薄膜による１個あるいは複数のステッ
プ・ウェッジ型ジョセフソン接合を形成した後、当該ス
テップ・ウェッジ型ジョセフソン接合を常温環境下でプ
ラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、その時
の電圧をモニターすることによりその時の前記ステップ
・ウェッジ型ジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズマ
暴露の経過時間に対する経時変化をモニターし、任意の
プラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止する
ことにより、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセ
フソン電流値の初期値を増大又は減少させるように構成
される。そして、本願の第３の発明に係るジョセフソン
接合処理方法は、高温超伝導薄膜による１個あるいは複
数のバイクリスタル型ジョセフソン接合を形成した後、
当該バイクリスタル型ジョセフソン接合を常温環境下で
プラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、その
時の電圧をモニターすることによりその時の前記バイク
リスタル型ジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズマ暴
露の経過時間に対する経時変化をモニターし、任意のプ
ラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止するこ
とにより、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセフ
ソン電流値の初期値を増大又は減少させるように構成さ
れる。そして、本願の第４の発明に係るジョセフソン接
合処理方法は、高温超伝導薄膜による１個あるいは複数
のバイエピタキシャル型ジョセフソン接合を形成した
後、当該バイエピタキシャル型ジョセフソン接合を常温
環境下でプラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流
し、その時の電圧をモニターすることによりその時の前
記バイエピタキシャル型ジョセフソン接合の抵抗値の前
記プラズマ暴露の経過時間に対する経時変化をモニター
し、任意のプラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露
を停止することにより、超伝導状態時のジョセフソン接
合のジョセフソン電流値の初期値を増大又は減少させる
ように構成される。また、本願の第５の発明に係るジョ
セフソン接合処理方法は、高温超伝導薄膜による結晶粒
界を利用した１個あるいは複数のジョセフソン接合を含
むＳＱＵＩＤを形成した後、当該結晶粒界を利用したジ
ョセフソン接合を常温環境下でプラズマ雰囲気中に暴露
しながら微小電流を流し、その時の電圧をモニターする
ことによりその時の前記結晶粒界を利用したジョセフソ
ン接合の抵抗値の前記プラズマ暴露の経過時間に対する
経時変化をモニターし、任意のプラズマ暴露時間経過後
に前記プラズマ暴露を停止することにより、超伝導状態
時のジョセフソン接合のジョセフソン電流値の初期値を
増大又は減少させるように構成される。
【０００５】
【作用】上記構成を有する本願発明によれば、高温超伝
導薄膜による結晶粒界を利用したジョセフソン接合、例
えばステップ・エッジ型ジョセフソン接合、バイクリス
タル型ジョセフソン接合、あるいはバイエピタキシャル
型ジョセフソン接合などを形成した後、常温環境下でこ
の結晶粒界を利用したジョセフソン接合をプラズマ雰囲
気中に暴露しながら微小電流を流し、その時の電圧をモ
ニターすることによりその時の結晶粒界を利用したジョ
セフソン接合の抵抗値のプラズマ暴露経過時間に対する
経時変化をモニターし、任意のプラズマ暴露時間経過後
にプラズマ暴露を停止することにより、超伝導状態時の
ジョセフソン接合のジョセフソン電流値の初期値を増大
又は減少させることができる。したがって、ジョセフソ
ン接合形成時にばらついていたジョセフソン電流値を所
定の値に収束させることができる。
導薄膜による結晶粒界を利用したジョセフソン接合、例
えばステップ・エッジ型ジョセフソン接合、バイクリス
タル型ジョセフソン接合、あるいはバイエピタキシャル
型ジョセフソン接合などを形成した後、常温環境下でこ
の結晶粒界を利用したジョセフソン接合をプラズマ雰囲
気中に暴露しながら微小電流を流し、その時の電圧をモ
ニターすることによりその時の結晶粒界を利用したジョ
セフソン接合の抵抗値のプラズマ暴露経過時間に対する
経時変化をモニターし、任意のプラズマ暴露時間経過後
にプラズマ暴露を停止することにより、超伝導状態時の
ジョセフソン接合のジョセフソン電流値の初期値を増大
又は減少させることができる。したがって、ジョセフソ
ン接合形成時にばらついていたジョセフソン電流値を所
定の値に収束させることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１は、本発明の第１実施例であるプラズマ処
理装置の構成を示した図である。
明する。図１は、本発明の第１実施例であるプラズマ処
理装置の構成を示した図である。
【０００７】図に示すように、このプラズマ処理装置１
は、１個のジョセフソン接合Ｊ1 を含むサンプルＳ1 を
載置する電極４と、このサンプルＳ1 の上方に配置され
サンプルＳ1 に高周波を照射するための電極３と、これ
らのサンプルＳ1 及び電極３，４を密閉格納する容器２
を備えている。
は、１個のジョセフソン接合Ｊ1 を含むサンプルＳ1 を
載置する電極４と、このサンプルＳ1 の上方に配置され
サンプルＳ1 に高周波を照射するための電極３と、これ
らのサンプルＳ1 及び電極３，４を密閉格納する容器２
を備えている。
【０００８】上記の電極３には、マッチングボックス６
を介して高周波源であるＲＦ（Radio Frequency ：高周
波）パワー電源５が接続されている。また、ＲＦパワー
電源５の他端、及び電極４は接地されている。
を介して高周波源であるＲＦ（Radio Frequency ：高周
波）パワー電源５が接続されている。また、ＲＦパワー
電源５の他端、及び電極４は接地されている。
【０００９】また、上記のサンプルＳ1 には、上記ジョ
セフソン接合Ｊ1 の両端に４個の端子Ｔ1 〜Ｔ4 が設け
られており、端子Ｔ1 とＴ4 は定電流源７に接続され、
端子Ｔ2 とＴ3 は電圧計８に接続されている。したがっ
て、電圧計８の値を読み取れば、ジョセフソン接合Ｊ1
の抵抗値Ｒは算出できる。上記の定電流源７の電流値は
非常に微小である。そして、上記の容器２には、酸素ガ
ス供給装置９と真空ポンプ１０が配管によって接続され
ている。
セフソン接合Ｊ1 の両端に４個の端子Ｔ1 〜Ｔ4 が設け
られており、端子Ｔ1 とＴ4 は定電流源７に接続され、
端子Ｔ2 とＴ3 は電圧計８に接続されている。したがっ
て、電圧計８の値を読み取れば、ジョセフソン接合Ｊ1
の抵抗値Ｒは算出できる。上記の定電流源７の電流値は
非常に微小である。そして、上記の容器２には、酸素ガ
ス供給装置９と真空ポンプ１０が配管によって接続され
ている。
【００１０】次に、上記のプラズマ処理装置１によるサ
ンプルＳ1 のジョセフソン接合Ｊ1の処理方法について
説明する。まず、サンプルＳ1 を室温環境下に設置し、
真空ポンプ１０により容器２内の空気を吸引し容器２内
を真空状態にする。次いで、酸素ガス供給装置９から酸
素ガス（Ｏ2 ）を供給し、容器２内を酸素ガスで充填す
る。
ンプルＳ1 のジョセフソン接合Ｊ1の処理方法について
説明する。まず、サンプルＳ1 を室温環境下に設置し、
真空ポンプ１０により容器２内の空気を吸引し容器２内
を真空状態にする。次いで、酸素ガス供給装置９から酸
素ガス（Ｏ2 ）を供給し、容器２内を酸素ガスで充填す
る。
【００１１】次に、ＲＦパワー電源５をＯＮさせ、電極
３から電極４に向けて高周波を発射する。このようにす
ると、容器２内の酸素ガスが高周波によってプラズマ状
態となる。このとき発生する酸素ラジカルは、サンプル
Ｓ1 内のジョセフソン接合Ｊ1 に吸収され、多結晶ＹＢ
ａＣｕ酸化物の結晶粒界状態を変化させる。
３から電極４に向けて高周波を発射する。このようにす
ると、容器２内の酸素ガスが高周波によってプラズマ状
態となる。このとき発生する酸素ラジカルは、サンプル
Ｓ1 内のジョセフソン接合Ｊ1 に吸収され、多結晶ＹＢ
ａＣｕ酸化物の結晶粒界状態を変化させる。
【００１２】この結果、ジョセフソン接合Ｊ1 のジョセ
フソン電流Ｉc の値は変化するが、このことは、ジョセ
フソン接合Ｊ1 における抵抗値が変化することに対応し
ている。このジョセフソン接合抵抗値の変化には、図２
（Ａ）又は図２（Ｂ）に示す２種類の変化があることが
実験によって明らかになった。
フソン電流Ｉc の値は変化するが、このことは、ジョセ
フソン接合Ｊ1 における抵抗値が変化することに対応し
ている。このジョセフソン接合抵抗値の変化には、図２
（Ａ）又は図２（Ｂ）に示す２種類の変化があることが
実験によって明らかになった。
【００１３】図２（Ａ）に示す例は、縦軸に示すジョセ
フソン接合抵抗値Ｒがかなり大きい場合であり、これは
すなわちジョセフソン電流Ｉc の値が過小な方へばらつ
いていることを示している。このようなサンプルＡの場
合は、上記の酸素プラズマ状態に曝すと、横軸に暴露時
間Ｔをとった図２（Ａ）のようにジョセフソン接合抵抗
値Ｒが変化する。すなわち、暴露時間Ｔが８分以下の場
合はジョセフソン接合抵抗値Ｒは減少し、暴露時間Ｔが
８分の時にジョセフソン接合抵抗値Ｒは最小となり、暴
露時間Ｔが８分を超えるとジョセフソン接合抵抗値Ｒは
増大する。このような挙動をしめすのは、多結晶ＹＢａ
Ｃｕ酸化物結晶粒界形成時に、酸素が不足していたた
め、酸素プラズマ中に曝すと酸素プラズマを吸収すると
考えられる。
フソン接合抵抗値Ｒがかなり大きい場合であり、これは
すなわちジョセフソン電流Ｉc の値が過小な方へばらつ
いていることを示している。このようなサンプルＡの場
合は、上記の酸素プラズマ状態に曝すと、横軸に暴露時
間Ｔをとった図２（Ａ）のようにジョセフソン接合抵抗
値Ｒが変化する。すなわち、暴露時間Ｔが８分以下の場
合はジョセフソン接合抵抗値Ｒは減少し、暴露時間Ｔが
８分の時にジョセフソン接合抵抗値Ｒは最小となり、暴
露時間Ｔが８分を超えるとジョセフソン接合抵抗値Ｒは
増大する。このような挙動をしめすのは、多結晶ＹＢａ
Ｃｕ酸化物結晶粒界形成時に、酸素が不足していたた
め、酸素プラズマ中に曝すと酸素プラズマを吸収すると
考えられる。
【００１４】上記のジョセフソン接合抵抗値Ｒの変化
を、このジョセフソン接合Ｊ1 を構成するＹＢａＣｕ酸
化物の臨界温度以下の環境、例えば、７７Ｋにおけるジ
ョセフソン電流値Ｉc で見てみると、図２（Ｃ）におけ
る曲線Ａのようになる。すなわち、暴露時間Ｔが８分以
下の場合はジョセフソン電流値Ｉc は増大し、暴露時間
Ｔが８分の時にジョセフソン電流値Ｉc は最大となり、
暴露時間Ｔが８分を超えるとジョセフソン電流値Ｉc は
減少する。
を、このジョセフソン接合Ｊ1 を構成するＹＢａＣｕ酸
化物の臨界温度以下の環境、例えば、７７Ｋにおけるジ
ョセフソン電流値Ｉc で見てみると、図２（Ｃ）におけ
る曲線Ａのようになる。すなわち、暴露時間Ｔが８分以
下の場合はジョセフソン電流値Ｉc は増大し、暴露時間
Ｔが８分の時にジョセフソン電流値Ｉc は最大となり、
暴露時間Ｔが８分を超えるとジョセフソン電流値Ｉc は
減少する。
【００１５】一方、ジョセフソン接合のジョセフソン電
流値Ｉc は、過大な方へもばらつくことがある。このよ
うな場合の例として、図２（Ｂ）に示すように、縦軸に
示すジョセフソン接合抵抗値Ｒがかなり小さい場合があ
る。このようなサンプルＢの場合は、上記の酸素プラズ
マ状態に曝すと、横軸に暴露時間Ｔをとった図２（Ｂ）
のようにジョセフソン接合抵抗値Ｒが変化する。すなわ
ち、暴露時間Ｔが４分以下の場合はジョセフソン接合抵
抗値Ｒは減少し、暴露時間Ｔが４分の時にジョセフソン
接合抵抗値Ｒは最小となり、暴露時間Ｔが４分を超える
とジョセフソン接合抵抗値Ｒは増大する。このような挙
動をしめすのは、多結晶ＹＢａＣｕ酸化物結晶粒界形成
時に、酸素が過大であったため、ある程度以下の分圧の
酸素ガスのプラズマ状態では、酸素プラズマは吸収され
ず、逆に排出されると考えられる。
流値Ｉc は、過大な方へもばらつくことがある。このよ
うな場合の例として、図２（Ｂ）に示すように、縦軸に
示すジョセフソン接合抵抗値Ｒがかなり小さい場合があ
る。このようなサンプルＢの場合は、上記の酸素プラズ
マ状態に曝すと、横軸に暴露時間Ｔをとった図２（Ｂ）
のようにジョセフソン接合抵抗値Ｒが変化する。すなわ
ち、暴露時間Ｔが４分以下の場合はジョセフソン接合抵
抗値Ｒは減少し、暴露時間Ｔが４分の時にジョセフソン
接合抵抗値Ｒは最小となり、暴露時間Ｔが４分を超える
とジョセフソン接合抵抗値Ｒは増大する。このような挙
動をしめすのは、多結晶ＹＢａＣｕ酸化物結晶粒界形成
時に、酸素が過大であったため、ある程度以下の分圧の
酸素ガスのプラズマ状態では、酸素プラズマは吸収され
ず、逆に排出されると考えられる。
【００１６】上記のジョセフソン接合抵抗値Ｒの変化
を、このジョセフソン接合Ｊ1 を構成するＹＢａＣｕ酸
化物の臨界温度以下の環境、例えば、７７Ｋにおけるジ
ョセフソン電流値Ｉc で見てみると、図２（Ｃ）におけ
る曲線Ｂのようになる。すなわち、暴露時間Ｔが４分以
下の場合はジョセフソン電流値Ｉc は増大し、暴露時間
Ｔが４分の時にジョセフソン電流値Ｉc は最大となり、
暴露時間Ｔが４分を超えるとジョセフソン電流値Ｉc は
減少し、暴露時間Ｔが８分の時にサンプルＢのジョセフ
ソン電流値Ｉc はサンプルＡの最大ジョセフソン電流値
と一致し、暴露時間Ｔが８分を超えるとサンプルＢのジ
ョセフソン電流値Ｉc はさらに減少する。
を、このジョセフソン接合Ｊ1 を構成するＹＢａＣｕ酸
化物の臨界温度以下の環境、例えば、７７Ｋにおけるジ
ョセフソン電流値Ｉc で見てみると、図２（Ｃ）におけ
る曲線Ｂのようになる。すなわち、暴露時間Ｔが４分以
下の場合はジョセフソン電流値Ｉc は増大し、暴露時間
Ｔが４分の時にジョセフソン電流値Ｉc は最大となり、
暴露時間Ｔが４分を超えるとジョセフソン電流値Ｉc は
減少し、暴露時間Ｔが８分の時にサンプルＢのジョセフ
ソン電流値Ｉc はサンプルＡの最大ジョセフソン電流値
と一致し、暴露時間Ｔが８分を超えるとサンプルＢのジ
ョセフソン電流値Ｉc はさらに減少する。
【００１７】上記より、ジョセフソン接合Ｊ1 の抵抗値
Ｒは、ジョセフソン接合Ｊ1 を流れる電流値と電圧値が
わかれば算出できる。また、サンプルＳ1 中のジョセフ
ソン接合の品質が酸素過多型か酸素過小型かの違いは、
暴露時間Ｔに対するジョセフソン接合抵抗値Ｒの変化曲
線を監視すれば判明する。
Ｒは、ジョセフソン接合Ｊ1 を流れる電流値と電圧値が
わかれば算出できる。また、サンプルＳ1 中のジョセフ
ソン接合の品質が酸素過多型か酸素過小型かの違いは、
暴露時間Ｔに対するジョセフソン接合抵抗値Ｒの変化曲
線を監視すれば判明する。
【００１８】したがって、上記の酸素プラズマ状態にお
いて、暴露時間Ｔに対する電圧計８の経時変化を読み取
れば、ジョセフソン接合抵抗値Ｒの経時変化を算出する
ことができ、図２（Ａ）あるいは図２（Ｂ）のようなグ
ラフを得ることができる。
いて、暴露時間Ｔに対する電圧計８の経時変化を読み取
れば、ジョセフソン接合抵抗値Ｒの経時変化を算出する
ことができ、図２（Ａ）あるいは図２（Ｂ）のようなグ
ラフを得ることができる。
【００１９】この場合に、ある暴露時間Ｔでプラズマ暴
露を停止、すなわち、上記ＲＦパワー電源５をＯＦＦす
れば、ジョセフソン接合Ｊ1 へのプラズマの吸収は停止
し、ジョセフソン電流Ｉc はそれ以上変化しなくなる。
このことを利用して、ジョセフソン電流値Ｉc を所定の
値に収束させることが可能となる。
露を停止、すなわち、上記ＲＦパワー電源５をＯＦＦす
れば、ジョセフソン接合Ｊ1 へのプラズマの吸収は停止
し、ジョセフソン電流Ｉc はそれ以上変化しなくなる。
このことを利用して、ジョセフソン電流値Ｉc を所定の
値に収束させることが可能となる。
【００２０】一つの実験例としては、基板としてＳｒＴ
ｉＯ3 （１００）基板を使用し、高温超伝導薄膜として
厚さが２０００オングストロームのイットリウム・バリ
ウム・銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r など）を用い、
基板段差が２０００オングストロームのステップ・エッ
ジ型ジョセフソン接合において、ＲＦパワー電源の出力
を１００ワット（２ワット／ｃｍ2 ）とし、酸素ガス分
圧を０．４ｔｏｒｒ（０．４ｍｍＨｇ）とした場合、図
２（Ｃ）に示すように、サンプルＡでは、初期のジョセ
フソン電流値Ｉc が２μＡであったものが、８分のプラ
ズマ処理により１００μＡに増大し、サンプルＢでは、
初期のジョセフソン電流値Ｉc が１３０μＡであったも
のが、８分のプラズマ処理により１００μＡに減少した
例を挙げる。
ｉＯ3 （１００）基板を使用し、高温超伝導薄膜として
厚さが２０００オングストロームのイットリウム・バリ
ウム・銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r など）を用い、
基板段差が２０００オングストロームのステップ・エッ
ジ型ジョセフソン接合において、ＲＦパワー電源の出力
を１００ワット（２ワット／ｃｍ2 ）とし、酸素ガス分
圧を０．４ｔｏｒｒ（０．４ｍｍＨｇ）とした場合、図
２（Ｃ）に示すように、サンプルＡでは、初期のジョセ
フソン電流値Ｉc が２μＡであったものが、８分のプラ
ズマ処理により１００μＡに増大し、サンプルＢでは、
初期のジョセフソン電流値Ｉc が１３０μＡであったも
のが、８分のプラズマ処理により１００μＡに減少した
例を挙げる。
【００２１】また、他の実験例としては、バイクリスタ
ル基板として結晶方位が２４°ずれた２枚のＳｒＴｉＯ
3 （１００）基板を合わせたものを使用し、高温超伝導
薄膜として厚さが２０００オングストロームのイットリ
ウム・バリウム・銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r な
ど）を用いたバイクリスタル型ジョセフソン接合におい
て、ＲＦパワー電源の出力を１００ワット（２ワット／
ｃｍ2 ）とし、酸素ガス分圧を０．４ｔｏｒｒ（０．４
ｍｍＨｇ）とした場合、図３に示すように、サンプルＣ
では、初期のジョセフソン電流値Ｉc が１μＡであった
ものが、８分のプラズマ処理により８０μＡに増大し、
サンプルＤでは、初期のジョセフソン電流値Ｉc が１２
０μＡであったものが、８分のプラズマ処理により８０
μＡに減少した例を挙げる。
ル基板として結晶方位が２４°ずれた２枚のＳｒＴｉＯ
3 （１００）基板を合わせたものを使用し、高温超伝導
薄膜として厚さが２０００オングストロームのイットリ
ウム・バリウム・銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r な
ど）を用いたバイクリスタル型ジョセフソン接合におい
て、ＲＦパワー電源の出力を１００ワット（２ワット／
ｃｍ2 ）とし、酸素ガス分圧を０．４ｔｏｒｒ（０．４
ｍｍＨｇ）とした場合、図３に示すように、サンプルＣ
では、初期のジョセフソン電流値Ｉc が１μＡであった
ものが、８分のプラズマ処理により８０μＡに増大し、
サンプルＤでは、初期のジョセフソン電流値Ｉc が１２
０μＡであったものが、８分のプラズマ処理により８０
μＡに減少した例を挙げる。
【００２２】さらに他の実験例として、バイエピタキシ
ャル基板としてＣｅＯ2 のシード層を設けたＳｒＴｉＯ
3 （１００）基板を使用し、高温超伝導薄膜として厚さ
が２０００オングストロームのイットリウム・バリウム
・銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏ7-r など）を用いたバイ
エピタキシャル型ジョセフソン接合において、ＲＦパワ
ー電源の出力を１００ワット（２ワット／ｃｍ2 ）と
し、酸素ガス分圧を０．４ｔｏｒｒ（０．４ｍｍＨｇ）
とした場合、図４に示すように、サンプルＥでは、初期
のジョセフソン電流値Ｉc が２０μＡであったものが、
８分のプラズマ処理により９０μＡに増大し、サンプル
Ｆでは、初期のジョセフソン電流値Ｉc が１００μＡで
あったものが、８分のプラズマ処理により９０μＡに減
少した例を挙げる。
ャル基板としてＣｅＯ2 のシード層を設けたＳｒＴｉＯ
3 （１００）基板を使用し、高温超伝導薄膜として厚さ
が２０００オングストロームのイットリウム・バリウム
・銅酸化物（ＹＢａ2 Ｃｕ3Ｏ7-r など）を用いたバイ
エピタキシャル型ジョセフソン接合において、ＲＦパワ
ー電源の出力を１００ワット（２ワット／ｃｍ2 ）と
し、酸素ガス分圧を０．４ｔｏｒｒ（０．４ｍｍＨｇ）
とした場合、図４に示すように、サンプルＥでは、初期
のジョセフソン電流値Ｉc が２０μＡであったものが、
８分のプラズマ処理により９０μＡに増大し、サンプル
Ｆでは、初期のジョセフソン電流値Ｉc が１００μＡで
あったものが、８分のプラズマ処理により９０μＡに減
少した例を挙げる。
【００２３】このように、常温環境下で結晶粒界型ジョ
セフソン接合をプラズマ雰囲気中に曝しながら微小電流
を流し、その電圧をモニターすることによりその時のジ
ョセフソン接合の抵抗値変化をモニターし、任意のプラ
ズマ暴露時間経過後にプラズマ暴露を停止することによ
り、超伝導状態のジョセフソン接合のジョセフソン電流
値Ｉc の初期値を増大又は減少することができる。
セフソン接合をプラズマ雰囲気中に曝しながら微小電流
を流し、その電圧をモニターすることによりその時のジ
ョセフソン接合の抵抗値変化をモニターし、任意のプラ
ズマ暴露時間経過後にプラズマ暴露を停止することによ
り、超伝導状態のジョセフソン接合のジョセフソン電流
値Ｉc の初期値を増大又は減少することができる。
【００２４】次に図５に、本発明の第２実施例であるプ
ラズマ処理装置の構成を示す。図に示すように、この第
２実施例は、上記の第１実施例におけるサンプルＳ1 上
のジョセフソン接合個数が１個であったのに対し、通常
のｄｃＳＱＵＩＤのように２個のジョセフソン接合Ｊ1
，Ｊ2 を含むサンプルＳ2 を処理対象とするものであ
る。この第２実施例の場合は、サンプルＳ2 のジョセフ
ソン接合Ｊ2 ，Ｊ3 を含むＳＱＵＩＤループＬの両端に
４個の端子Ｔ5 〜Ｔ8 が設けられており、端子Ｔ5 とＴ
8 が定電流源７に接続され、端子Ｔ6 とＴ7 が電圧計８
に接続されている点を除き上記第１実施例と同様であ
る。この第２実施例の場合も、上記第１実施例の場合と
同様に、ジョセフソン接合Ｊ2 ，Ｊ3 に微小電流を流し
ながらＲＦパワー電源５をＯＮさせ電極３から電極４に
向けて高周波を発射すると、容器２内の酸素ガスが高周
波によってプラズマ状態となり、このとき発生する酸素
ラジカルがサンプルＳ2 内のジョセフソン接合Ｊ2 ，Ｊ
3 に吸収又は排出されて多結晶ＹＢａＣｕ酸化物の結晶
粒界状態を変化させるので、その電圧をモニターするこ
とによりその時のジョセフソン接合の抵抗値変化をモニ
ターし、任意のプラズマ暴露時間経過後にプラズマ暴露
を停止すれば、超伝導状態のジョセフソン接合のジョセ
フソン電流値Ｉc の初期値を増大又は減少させジョセフ
ソン電流値Ｉc を所定の値に収束させることができる。
また、まったく同様にしてジョセフソン接合が３個以上
含まれる場合にも本発明は応用可能である。
ラズマ処理装置の構成を示す。図に示すように、この第
２実施例は、上記の第１実施例におけるサンプルＳ1 上
のジョセフソン接合個数が１個であったのに対し、通常
のｄｃＳＱＵＩＤのように２個のジョセフソン接合Ｊ1
，Ｊ2 を含むサンプルＳ2 を処理対象とするものであ
る。この第２実施例の場合は、サンプルＳ2 のジョセフ
ソン接合Ｊ2 ，Ｊ3 を含むＳＱＵＩＤループＬの両端に
４個の端子Ｔ5 〜Ｔ8 が設けられており、端子Ｔ5 とＴ
8 が定電流源７に接続され、端子Ｔ6 とＴ7 が電圧計８
に接続されている点を除き上記第１実施例と同様であ
る。この第２実施例の場合も、上記第１実施例の場合と
同様に、ジョセフソン接合Ｊ2 ，Ｊ3 に微小電流を流し
ながらＲＦパワー電源５をＯＮさせ電極３から電極４に
向けて高周波を発射すると、容器２内の酸素ガスが高周
波によってプラズマ状態となり、このとき発生する酸素
ラジカルがサンプルＳ2 内のジョセフソン接合Ｊ2 ，Ｊ
3 に吸収又は排出されて多結晶ＹＢａＣｕ酸化物の結晶
粒界状態を変化させるので、その電圧をモニターするこ
とによりその時のジョセフソン接合の抵抗値変化をモニ
ターし、任意のプラズマ暴露時間経過後にプラズマ暴露
を停止すれば、超伝導状態のジョセフソン接合のジョセ
フソン電流値Ｉc の初期値を増大又は減少させジョセフ
ソン電流値Ｉc を所定の値に収束させることができる。
また、まったく同様にしてジョセフソン接合が３個以上
含まれる場合にも本発明は応用可能である。
【００２５】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ものではない。上記実施例は、例示であり、本発明の特
許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な
構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる
ものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００２６】例えば、上記実施例においては、ステップ
・エッジ型ジョセフソン接合としてＳｒＴｉＯ3 （１０
０）基板を使用し高温超伝導薄膜としてＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7- r を用いた例を説明したが、これには限定されず、
他の材料により基板と高温超伝導薄膜を形成してもよ
い。また、上記実施例においては、バイクリスタル型ジ
ョセフソン接合としてＳｒＴｉＯ3 （１００）基板を使
用し高温超伝導薄膜としてＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r を用い
た例を説明したが、これには限定されず、他の材料によ
り基板と超伝導薄膜を形成してもよい。例えば、バイク
リスタル基板としては、ＭｇＯ，ＹＳＺ（イットリウム
安定化ジルコニア）などを用いてもよく、高温超伝導薄
膜としてＢｉＳｒＣａＣｕＯなどを用いてもよい。そし
て、上記実施例においては、バイエピタキシャル型ジョ
セフソン接合としてＣｅＯ2 のシード層を設けたＳｒＴ
ｉＯ3 （１００）基板を使用し高温超伝導薄膜としてＹ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r を用いた例を説明したが、これには
限定されず、他の材料により基板と超伝導薄膜を形成し
てもよい。例えば、バイエピタキシャル基板としてＡｌ
2 Ｏ3 基板を用いてＭｇＯのシード層を形成し、基板全
面をＳｒＴｉＯ3 薄膜のバッファ（緩衝）層で覆った
後、ＹＢａＣｕ酸化物薄膜をエピタキシャル成長させる
ようにしてもかまわない。上記のバッファ層としてはＣ
ｅＯ2 やＹＳＺなどを用いてもよい。また、ＭｇＯをシ
ード層としたビスマス系超伝導薄膜によるバイエピタキ
シャル接合も可能である。
・エッジ型ジョセフソン接合としてＳｒＴｉＯ3 （１０
０）基板を使用し高温超伝導薄膜としてＹＢａ2 Ｃｕ3
Ｏ7- r を用いた例を説明したが、これには限定されず、
他の材料により基板と高温超伝導薄膜を形成してもよ
い。また、上記実施例においては、バイクリスタル型ジ
ョセフソン接合としてＳｒＴｉＯ3 （１００）基板を使
用し高温超伝導薄膜としてＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r を用い
た例を説明したが、これには限定されず、他の材料によ
り基板と超伝導薄膜を形成してもよい。例えば、バイク
リスタル基板としては、ＭｇＯ，ＹＳＺ（イットリウム
安定化ジルコニア）などを用いてもよく、高温超伝導薄
膜としてＢｉＳｒＣａＣｕＯなどを用いてもよい。そし
て、上記実施例においては、バイエピタキシャル型ジョ
セフソン接合としてＣｅＯ2 のシード層を設けたＳｒＴ
ｉＯ3 （１００）基板を使用し高温超伝導薄膜としてＹ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-r を用いた例を説明したが、これには
限定されず、他の材料により基板と超伝導薄膜を形成し
てもよい。例えば、バイエピタキシャル基板としてＡｌ
2 Ｏ3 基板を用いてＭｇＯのシード層を形成し、基板全
面をＳｒＴｉＯ3 薄膜のバッファ（緩衝）層で覆った
後、ＹＢａＣｕ酸化物薄膜をエピタキシャル成長させる
ようにしてもかまわない。上記のバッファ層としてはＣ
ｅＯ2 やＹＳＺなどを用いてもよい。また、ＭｇＯをシ
ード層としたビスマス系超伝導薄膜によるバイエピタキ
シャル接合も可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、上記構成を有する
本発明によれば、高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用
したジョセフソン接合、例えばステップ・エッジ型ジョ
セフソン接合、バイクリスタル型ジョセフソン接合、あ
るいはバイエピタキシャル型ジョセフソン接合などを形
成した後、常温環境下で結晶粒界を利用したジョセフソ
ン接合をプラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流
し、その時の電圧をモニターすることによりその時の結
晶粒界を利用したジョセフソン接合の抵抗値のプラズマ
暴露経過時間に対する経時変化をモニターし、任意のプ
ラズマ暴露時間経過後にプラズマ暴露を停止することに
より、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセフソン
電流値の初期値を増大又は減少させることができる。し
たがって、ジョセフソン接合形成時にばらついていたジ
ョセフソン電流値を所定の値に収束させることができ
る、という利点がある。
本発明によれば、高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用
したジョセフソン接合、例えばステップ・エッジ型ジョ
セフソン接合、バイクリスタル型ジョセフソン接合、あ
るいはバイエピタキシャル型ジョセフソン接合などを形
成した後、常温環境下で結晶粒界を利用したジョセフソ
ン接合をプラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流
し、その時の電圧をモニターすることによりその時の結
晶粒界を利用したジョセフソン接合の抵抗値のプラズマ
暴露経過時間に対する経時変化をモニターし、任意のプ
ラズマ暴露時間経過後にプラズマ暴露を停止することに
より、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセフソン
電流値の初期値を増大又は減少させることができる。し
たがって、ジョセフソン接合形成時にばらついていたジ
ョセフソン電流値を所定の値に収束させることができ
る、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるプラズマ処理装置の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】図１に示すプラズマ処理装置の動作を説明する
図（１）である。
図（１）である。
【図３】図１に示すプラズマ処理装置の動作を説明する
図（２）である。
図（２）である。
【図４】図１に示すプラズマ処理装置の動作を説明する
図（３）である。
図（３）である。
【図５】本発明の第２実施例であるプラズマ処理装置の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図６】従来のＹＢａＣｕ酸化物薄膜型ジョセフソン接
合の構成を示す図である。
合の構成を示す図である。
【図７】粒界接合型ジョセフソン接合の構成を示す断面
図である。
図である。
１ プラズマ処理装置 ２ 容器 ３，４ 電極 ５ ＲＦパワー電源 ６ マッチングボックス ７ 定電流源 ８ 電圧計 ９ 酸素ガス供給装置 １０ 真空ポンプ １１，１１Ａ〜１１Ｃ 基板 １２ ＹＢａＣｕ酸化物薄膜 １３ 結晶粒界 １３Ａ1 ，１３Ａ2 ステップ・エッジ型ジョセフソン接
合 １３Ｂ バイクリスタル型ジョセフソン接合 １３Ｃ バイエピタキシャル型ジョセフソン接合 １４ 広幅部 １５ 狭幅部 １６ 段差 １７ シード層 Ｊ1 〜Ｊ3 ジョセフソン接合 Ｌ ＳＱＵＩＤループ Ｓ1 ，Ｓ2 サンプル Ｔ1 〜Ｔ8 端子
合 １３Ｂ バイクリスタル型ジョセフソン接合 １３Ｃ バイエピタキシャル型ジョセフソン接合 １４ 広幅部 １５ 狭幅部 １６ 段差 １７ シード層 Ｊ1 〜Ｊ3 ジョセフソン接合 Ｌ ＳＱＵＩＤループ Ｓ1 ，Ｓ2 サンプル Ｔ1 〜Ｔ8 端子
Claims (5)
- 【請求項１】 高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用し
た１個あるいは複数のジョセフソン接合を形成した後、
当該結晶粒界を利用したジョセフソン接合を常温環境下
でプラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、そ
の時の電圧をモニターすることによりその時の前記結晶
粒界を利用したジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズ
マ暴露の経過時間に対する経時変化をモニターし、任意
のプラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止す
ることにより、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョ
セフソン電流値の初期値を増大又は減少させることを特
徴とするジョセフソン接合処理方法。 - 【請求項２】 高温超伝導薄膜による１個あるいは複数
のステップ・エッジ型ジョセフソン接合を形成した後、
当該ステップ・エッジ型ジョセフソン接合を常温環境下
でプラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、そ
の時の電圧をモニターすることによりその時の前記ステ
ップ・エッジ型ジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズ
マ暴露の経過時間に対する経時変化をモニターし、任意
のプラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止す
ることにより、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョ
セフソン電流値の初期値を増大又は減少させることを特
徴とするジョセフソン接合処理方法。 - 【請求項３】 高温超伝導薄膜による１個あるいは複数
のバイクリスタル型ジョセフソン接合を形成した後、当
該バイクリスタル型ジョセフソン接合を常温環境下でプ
ラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流し、その時
の電圧をモニターすることによりその時の前記バイクリ
スタル型ジョセフソン接合の抵抗値の前記プラズマ暴露
の経過時間に対する経時変化をモニターし、任意のプラ
ズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露を停止すること
により、超伝導状態時のジョセフソン接合のジョセフソ
ン電流値の初期値を増大又は減少させることを特徴とす
るジョセフソン接合処理方法。 - 【請求項４】 高温超伝導薄膜による１個あるいは複数
のバイエピタキシャル型ジョセフソン接合を形成した
後、当該バイエピタキシャル型ジョセフソン接合を常温
環境下でプラズマ雰囲気中に暴露しながら微小電流を流
し、その時の電圧をモニターすることによりその時の前
記バイエピタキシャル型ジョセフソン接合の抵抗値の前
記プラズマ暴露の経過時間に対する経時変化をモニター
し、任意のプラズマ暴露時間経過後に前記プラズマ暴露
を停止することにより、超伝導状態時のジョセフソン接
合のジョセフソン電流値の初期値を増大又は減少させる
ことを特徴とするジョセフソン接合処理方法。 - 【請求項５】 高温超伝導薄膜による結晶粒界を利用し
た１個あるいは複数のジョセフソン接合を含むＳＱＵＩ
Ｄを形成した後、当該結晶粒界を利用したジョセフソン
接合を常温環境下でプラズマ雰囲気中に暴露しながら微
小電流を流し、その時の電圧をモニターすることにより
その時の前記結晶粒界を利用したジョセフソン接合の抵
抗値の前記プラズマ暴露の経過時間に対する経時変化を
モニターし、任意のプラズマ暴露時間経過後に前記プラ
ズマ暴露を停止することにより、超伝導状態時のジョセ
フソン接合のジョセフソン電流値の初期値を増大又は減
少させることを特徴とするジョセフソン接合処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077752A JP2619804B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | ジョセフソン接合処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077752A JP2619804B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | ジョセフソン接合処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263768A true JPH07263768A (ja) | 1995-10-13 |
| JP2619804B2 JP2619804B2 (ja) | 1997-06-11 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7534956B2 (en) | 2003-04-10 | 2009-05-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell module having an electric device |
| JP2013535805A (ja) * | 2010-07-05 | 2013-09-12 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | イオン制御式三端子素子 |
| KR101379865B1 (ko) * | 2011-12-20 | 2014-04-01 | 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 | 초전도체 물질의 접합 방법 |
| US20210408360A1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | International Business Machines Corporation | Selective chemical frequency modification of josephson junction resonators |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP6077752A patent/JP2619804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7534956B2 (en) | 2003-04-10 | 2009-05-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Solar cell module having an electric device |
| JP2013535805A (ja) * | 2010-07-05 | 2013-09-12 | フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | イオン制御式三端子素子 |
| KR101379865B1 (ko) * | 2011-12-20 | 2014-04-01 | 인더스트리얼 테크놀로지 리서치 인스티튜트 | 초전도체 물질의 접합 방법 |
| US8808492B2 (en) | 2011-12-20 | 2014-08-19 | Industrial Technology Research Institute | Method of joining superconductor materials |
| US20210408360A1 (en) * | 2020-06-25 | 2021-12-30 | International Business Machines Corporation | Selective chemical frequency modification of josephson junction resonators |
| US11895932B2 (en) * | 2020-06-25 | 2024-02-06 | International Business Machines Corporation | Selective chemical frequency modification of Josephson junction resonators |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2619804B2 (ja) | 1997-06-11 |
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