JPH07273379A - 酸化物超電導体接合素子の製造方法 - Google Patents
酸化物超電導体接合素子の製造方法Info
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- JPH07273379A JPH07273379A JP6065077A JP6507794A JPH07273379A JP H07273379 A JPH07273379 A JP H07273379A JP 6065077 A JP6065077 A JP 6065077A JP 6507794 A JP6507794 A JP 6507794A JP H07273379 A JPH07273379 A JP H07273379A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ジョセフソン接合素子とフラックスフロー素
子を再現性良く作り分ける。また、各々の素子の電流−
電圧特性の再現性の良い、集束イオンビームを用いた酸
化物超電導体接合素子の製造法を提供する。 【構成】 酸化物超電導体膜に発生する弱結合部を利用
した酸化物超電導体接合素子の製造方法であって、単結
晶基板１１上にＧａイオン等の集束イオンビームを用い
て微細な劣化領域を形成した後、その基板１１上全面に
酸化物超電導体薄膜１５を堆積する時の酸素分圧を制御
してジョセフソン接合素子とフラックスフロー素子を作
り分ける。また、前記酸化物超電導体の成膜時の酸素分
圧Ｐを、１００≦Ｐ≦１５０ｍTorrの範囲にしてジョセ
フソン接合を作製し、１５０＜Ｐ≦２００ｍTorrの範囲
の酸素圧下でフラックスフロー素子を作製する。
子を再現性良く作り分ける。また、各々の素子の電流−
電圧特性の再現性の良い、集束イオンビームを用いた酸
化物超電導体接合素子の製造法を提供する。 【構成】 酸化物超電導体膜に発生する弱結合部を利用
した酸化物超電導体接合素子の製造方法であって、単結
晶基板１１上にＧａイオン等の集束イオンビームを用い
て微細な劣化領域を形成した後、その基板１１上全面に
酸化物超電導体薄膜１５を堆積する時の酸素分圧を制御
してジョセフソン接合素子とフラックスフロー素子を作
り分ける。また、前記酸化物超電導体の成膜時の酸素分
圧Ｐを、１００≦Ｐ≦１５０ｍTorrの範囲にしてジョセ
フソン接合を作製し、１５０＜Ｐ≦２００ｍTorrの範囲
の酸素圧下でフラックスフロー素子を作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導体接合素
子の作製法に関するものである。
子の作製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化物高温超電導体の電子デバイスへの
応用を図る上で、酸化物超電導体薄膜の一部分に設けた
弱結合部分を利用した酸化物超電導体接合素子を再現性
良く作製する技術は重要である。例えばジョセフソン接
合素子に関して言えば、高い超電導転移温度Ｔｃの酸化
物超電導体はいずれも層状の結晶構造を持ち、また、コ
ヒーレンス長が短いことから積層型のジョセフソン接合
を作製するには高度の技術が要求されている。そこで、
基板上に人工的に結晶粒界を設け、その上にジョセフソ
ン接合を作製する方法が技術的に簡易なため、数多く開
発されている。例えば、２つの単結晶をはりあわせた基
板を用いる方法（R. Gross, P. Chaudhari, D. Dimos,
A. Gupta, G. Koren, Phys. Rev. Lett. 64,228 (1990)
参照）、基板上にステップを設ける方法（K. Dary, W.
D. Dozier, J. F. Burch, S. B. Coons, R. Hu, C. E.
Platt, R. W. Simon, Appl. Phys. Lett. 58,543 (199
1)）が提案されている。
応用を図る上で、酸化物超電導体薄膜の一部分に設けた
弱結合部分を利用した酸化物超電導体接合素子を再現性
良く作製する技術は重要である。例えばジョセフソン接
合素子に関して言えば、高い超電導転移温度Ｔｃの酸化
物超電導体はいずれも層状の結晶構造を持ち、また、コ
ヒーレンス長が短いことから積層型のジョセフソン接合
を作製するには高度の技術が要求されている。そこで、
基板上に人工的に結晶粒界を設け、その上にジョセフソ
ン接合を作製する方法が技術的に簡易なため、数多く開
発されている。例えば、２つの単結晶をはりあわせた基
板を用いる方法（R. Gross, P. Chaudhari, D. Dimos,
A. Gupta, G. Koren, Phys. Rev. Lett. 64,228 (1990)
参照）、基板上にステップを設ける方法（K. Dary, W.
D. Dozier, J. F. Burch, S. B. Coons, R. Hu, C. E.
Platt, R. W. Simon, Appl. Phys. Lett. 58,543 (199
1)）が提案されている。
【０００３】また、Ｇａイオン等の集束イオンビームを
用いて単結晶基板上に微細な劣化領域を形成して、その
基板上の全面に堆積した酸化物超電導体のうち、集束イ
オンビームにより形成された劣化領域上に位置する酸化
物超電導体膜部分にのみ選択的に酸化物超電導体接合素
子を発生させる方法が提案されている（特願平４−２９
９４５０号明細書）。
用いて単結晶基板上に微細な劣化領域を形成して、その
基板上の全面に堆積した酸化物超電導体のうち、集束イ
オンビームにより形成された劣化領域上に位置する酸化
物超電導体膜部分にのみ選択的に酸化物超電導体接合素
子を発生させる方法が提案されている（特願平４−２９
９４５０号明細書）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の前者の二つの従
来方法は、接合の両側の結晶方位の違いを積極的に利用
した方法であり、現状では、いずれの従来方法も、ジョ
セフソン接合の特性の再現性は良くなく、任意の位置に
接合を設けることが困難であるため、集積回路への適用
が困難であるという問題があった。
来方法は、接合の両側の結晶方位の違いを積極的に利用
した方法であり、現状では、いずれの従来方法も、ジョ
セフソン接合の特性の再現性は良くなく、任意の位置に
接合を設けることが困難であるため、集積回路への適用
が困難であるという問題があった。
【０００５】また、前記後者の従来の方法を用いると、
簡易に、任意の位置に弱結合部を作製することが可能と
なるが、この方法で、酸化物超電導体成膜時に導入され
る酸素分圧を大きく変えたところ、素子の電流−電圧特
性が、時にはジョセフソン接合の特性を示し、また、あ
る時にはフラックスフロー型の特性を示すといった具合
に、素子の型にばらつきが多く、更に、得られたジョセ
フソン接合の電流−電圧特性の再現性も良くないという
場合があった。これは、酸化物超電導体成膜時に導入さ
れる酸素の圧力が、弱結合部分に与える影響を詳細に検
討しなければならない。
簡易に、任意の位置に弱結合部を作製することが可能と
なるが、この方法で、酸化物超電導体成膜時に導入され
る酸素分圧を大きく変えたところ、素子の電流−電圧特
性が、時にはジョセフソン接合の特性を示し、また、あ
る時にはフラックスフロー型の特性を示すといった具合
に、素子の型にばらつきが多く、更に、得られたジョセ
フソン接合の電流−電圧特性の再現性も良くないという
場合があった。これは、酸化物超電導体成膜時に導入さ
れる酸素の圧力が、弱結合部分に与える影響を詳細に検
討しなければならない。
【０００６】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、ジョセフソン接合
素子とフラックスフロー素子を再現性良く作り分けるこ
とが可能な技術を提供することにある。
されたものであり、本発明の目的は、ジョセフソン接合
素子とフラックスフロー素子を再現性良く作り分けるこ
とが可能な技術を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、各々の素子の電流−
電圧特性の再現性の良い、集束イオンビームを用いた酸
化物超電導体接合素子の製造法を提供することにある。
電圧特性の再現性の良い、集束イオンビームを用いた酸
化物超電導体接合素子の製造法を提供することにある。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】本願において開示され
る発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
る発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【０００９】（１）酸化物超電導体膜に発生する弱結合
部を利用した酸化物超電導体接合素子の製造方法であっ
て、単結晶基板上にＧａイオン等の集束イオンビームを
用いて微細な劣化領域を形成した後、その基板上全面に
酸化物超電導体薄膜を堆積する時の酸素分圧を制御して
ジョセフソン接合素子とフラックスフロー素子を作り分
けることを最も特徴とする。
部を利用した酸化物超電導体接合素子の製造方法であっ
て、単結晶基板上にＧａイオン等の集束イオンビームを
用いて微細な劣化領域を形成した後、その基板上全面に
酸化物超電導体薄膜を堆積する時の酸素分圧を制御して
ジョセフソン接合素子とフラックスフロー素子を作り分
けることを最も特徴とする。
【００１０】（２）前記（１）の酸化物超電導体の成膜
時の酸素分圧Ｐを、１００≦Ｐ≦１５０ｍTorrの範囲に
してジョセフソン接合を作製し、１５０＜Ｐ≦２００ｍ
Torrの範囲の酸素圧下でフラックスフロー素子を作製す
ることを特徴とする。
時の酸素分圧Ｐを、１００≦Ｐ≦１５０ｍTorrの範囲に
してジョセフソン接合を作製し、１５０＜Ｐ≦２００ｍ
Torrの範囲の酸素圧下でフラックスフロー素子を作製す
ることを特徴とする。
【００１１】（３）前記（１）または（２）の酸化物超
電導体接合素子の製造方法において、酸化物超電導体の
成膜を基板温度７２０℃以上８００℃以下の範囲でパル
スレーザー蒸着法で行うことを特徴とする。
電導体接合素子の製造方法において、酸化物超電導体の
成膜を基板温度７２０℃以上８００℃以下の範囲でパル
スレーザー蒸着法で行うことを特徴とする。
【００１２】
【作用】前述の手段の項の（１）乃至（３）によれば、
単結晶基板上にＣａイオン等の集束イオンビームを用い
て微細な劣化領域を形成した後、その基板上全面に酸化
物超電導体を堆積する過程の酸素分圧を制御して、ジョ
セフソン接合素子とフラックスフロー素子を再現性良く
作り分けることができる。両方の素子共に、弱結合部分
の両側の素子の電極部となる酸化物超電導体薄膜の超電
導性を良好に保持することができ、各々の電流−電圧特
性の再現性を良好することができる。
単結晶基板上にＣａイオン等の集束イオンビームを用い
て微細な劣化領域を形成した後、その基板上全面に酸化
物超電導体を堆積する過程の酸素分圧を制御して、ジョ
セフソン接合素子とフラックスフロー素子を再現性良く
作り分けることができる。両方の素子共に、弱結合部分
の両側の素子の電極部となる酸化物超電導体薄膜の超電
導性を良好に保持することができ、各々の電流−電圧特
性の再現性を良好することができる。
【００１３】例えば、ＹＢＣＯ（ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7〜8）
成膜時の酸素圧が１００ｍTorr〜１５０ｍTorrの時は、
図３（例えば、測定温度１４Ｋ）に示す様な電流−電圧
特性を持ったジョセフソン接合が作製でき、ＹＢＣＯ成
膜時の酸素圧が１５０ｍTorrより大きく２００ｍTorrま
での時は、図６に示すような電流−電圧特性を持ったフ
ラックスフロー型素子が得られる。
成膜時の酸素圧が１００ｍTorr〜１５０ｍTorrの時は、
図３（例えば、測定温度１４Ｋ）に示す様な電流−電圧
特性を持ったジョセフソン接合が作製でき、ＹＢＣＯ成
膜時の酸素圧が１５０ｍTorrより大きく２００ｍTorrま
での時は、図６に示すような電流−電圧特性を持ったフ
ラックスフロー型素子が得られる。
【００１４】しかし、ＹＢＣＯ成膜時の酸素圧が１００
ｍTorr未満の時は、図７に示す素子の臨界温度、図８に
示すｃ軸長のＹＢＣＯ成膜時酸素分圧依存性から分かる
ように、弱結合部分以外のＹＢＣＯ膜全体の膜質劣化が
顕著に発生する。よって、ＹＢＣＯ膜全体の膜質を劣化
させずに酸化物超電導体接合素子を作製するためには、
ＹＢＣＯ成膜時酸素分圧は１００ｍTorr以上が適当であ
る。
ｍTorr未満の時は、図７に示す素子の臨界温度、図８に
示すｃ軸長のＹＢＣＯ成膜時酸素分圧依存性から分かる
ように、弱結合部分以外のＹＢＣＯ膜全体の膜質劣化が
顕著に発生する。よって、ＹＢＣＯ膜全体の膜質を劣化
させずに酸化物超電導体接合素子を作製するためには、
ＹＢＣＯ成膜時酸素分圧は１００ｍTorr以上が適当であ
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
説明する。
【００１６】〔実施例１〕図１（ａ）〜（ｃ）は本発明
の実施例１のジョセフソン素子作製方法の各工程におけ
る構成の断面を示す断面図であり、図１（ｄ）は本実施
例のジョセフソン素子の上から見た平面図、図２は図１
（ｄ）に示す丸印で囲んだ部分の拡大断面図である。図
１及び図２において、１１は基板であり、例えばＭｇＯ
（１００）基板を用いる。１２はＡｕ薄膜（１００ｎ
ｍ）、１３はＧａ+ビーム、１４はＧａ+ビームを照射し
た劣化領域、１５はＹＢＣＯ（例えば、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ
7〜8）薄膜（３００ｎｍ）、１６は酸化物超電導体接合
素子電極部分、１７は弱結合部分である。
の実施例１のジョセフソン素子作製方法の各工程におけ
る構成の断面を示す断面図であり、図１（ｄ）は本実施
例のジョセフソン素子の上から見た平面図、図２は図１
（ｄ）に示す丸印で囲んだ部分の拡大断面図である。図
１及び図２において、１１は基板であり、例えばＭｇＯ
（１００）基板を用いる。１２はＡｕ薄膜（１００ｎ
ｍ）、１３はＧａ+ビーム、１４はＧａ+ビームを照射し
た劣化領域、１５はＹＢＣＯ（例えば、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ
7〜8）薄膜（３００ｎｍ）、１６は酸化物超電導体接合
素子電極部分、１７は弱結合部分である。
【００１７】本実施例のジョセフソン素子作製方法は、
図１（ａ）に示すように、まず、１０-6Torrの真空度に
おいて、真空蒸着法により厚さ１００ｎｍの金（Ａｕ）
薄膜１２を全面に蒸着したＭｇＯ（１００）基板１１上
に、集束イオンビーム（ＦＩＢ）でＧａ+イオンを徴小
領域（２０μｍ×０.１μｍ）に照射し劣化領域１４と
して深さ４０ｎｍ〜８０ｎｍの浅い溝を形成した。ビー
ムの加速電圧は３０ｋＶ、イオン電流は１０ｐＡで加工
を行った。
図１（ａ）に示すように、まず、１０-6Torrの真空度に
おいて、真空蒸着法により厚さ１００ｎｍの金（Ａｕ）
薄膜１２を全面に蒸着したＭｇＯ（１００）基板１１上
に、集束イオンビーム（ＦＩＢ）でＧａ+イオンを徴小
領域（２０μｍ×０.１μｍ）に照射し劣化領域１４と
して深さ４０ｎｍ〜８０ｎｍの浅い溝を形成した。ビー
ムの加速電圧は３０ｋＶ、イオン電流は１０ｐＡで加工
を行った。
【００１８】その後、４ｇのＫＩと１ｇのＩを１５０ｇ
の蒸留水に溶解して作製したエッチング液を用いて、図
１（ｂ）に示すように、前記金（Ａｕ）薄膜１２を全て
剥離して、この基板１１上の全面に、図１（ｃ）に示す
ように、１００ｍTorrの酸素分圧下においてパルスレー
ザー蒸着法（ＰＬＤ法）でＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7〜8（ＹＢＣ
Ｏ）薄膜１５を３００ｎｍの厚さに堆積した。その時の
基板温度は７７０℃である。
の蒸留水に溶解して作製したエッチング液を用いて、図
１（ｂ）に示すように、前記金（Ａｕ）薄膜１２を全て
剥離して、この基板１１上の全面に、図１（ｃ）に示す
ように、１００ｍTorrの酸素分圧下においてパルスレー
ザー蒸着法（ＰＬＤ法）でＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7〜8（ＹＢＣ
Ｏ）薄膜１５を３００ｎｍの厚さに堆積した。その時の
基板温度は７７０℃である。
【００１９】前記ＹＢＣＯ薄膜１５は、基板１１に存在
する劣化領域の影響を受けながら堆積され、ＦＩＢによ
り形成した劣化領域（Ｇａ+ビーム照射領域）１４直上
の部分のみＹＢＣＯ膜膜１５の結晶性が乱された。その
結果、図２に示すように、結晶性の乱れた部分は、その
両側のｃ軸配向したＹＢＣＯ膜膜間を弱く結合させる弱
結合部分１６を形成した。そして、図１（ｄ）に示すよ
うに、フォトリソグラフ工程、アルゴンイオンを用いた
ドライエッチングによってＹＢＣＯ薄膜１５のパターニ
ングを行って、ＹＢＣＯ薄膜１５中の弱結合部分１６
が、幅５μｍ、長さ３０μｍのＹＢＣＯ細線内に存在
し、弱結合部分１６の両側の電極部分１７は幅１ｍｍ、
長さ５ｍｍのＹＢＣＯ薄膜１５で構成されるジョセフソ
ン素子を作製した。
する劣化領域の影響を受けながら堆積され、ＦＩＢによ
り形成した劣化領域（Ｇａ+ビーム照射領域）１４直上
の部分のみＹＢＣＯ膜膜１５の結晶性が乱された。その
結果、図２に示すように、結晶性の乱れた部分は、その
両側のｃ軸配向したＹＢＣＯ膜膜間を弱く結合させる弱
結合部分１６を形成した。そして、図１（ｄ）に示すよ
うに、フォトリソグラフ工程、アルゴンイオンを用いた
ドライエッチングによってＹＢＣＯ薄膜１５のパターニ
ングを行って、ＹＢＣＯ薄膜１５中の弱結合部分１６
が、幅５μｍ、長さ３０μｍのＹＢＣＯ細線内に存在
し、弱結合部分１６の両側の電極部分１７は幅１ｍｍ、
長さ５ｍｍのＹＢＣＯ薄膜１５で構成されるジョセフソ
ン素子を作製した。
【００２０】このようにして作製されたジョセフソン素
子の電気的特性の測定は、４端子法により行った。得ら
れた電流−電圧特性を図３に示す。ジョセフソン接合
は、分布容量、準粒子コンダクタンス、及び非線形ジョ
セフソン素子が並列に接続されたＲＳＪ（resistively
shunted junction）モデルで説明することができ、その
電流−電圧特性は、図５に示すように、下に凸の曲線を
示す。ゆえに、作製したジョセフソン接合は、いくつか
の折れ曲がりが見られるもののＲＳＪ型を示し、図４
（測定法１５Ｋ，２５ＧＨｚのマイクロ波照射）に示す
ように、マイクロ波を当てた時に明瞭なシャピロステッ
プが得られたことにより、良好なジョセフソン接合が得
られたことがわかる。図３に現われた折れ曲がりは、ジ
ョセフソン接合が直列に複数個存在するためと考えてい
る。
子の電気的特性の測定は、４端子法により行った。得ら
れた電流−電圧特性を図３に示す。ジョセフソン接合
は、分布容量、準粒子コンダクタンス、及び非線形ジョ
セフソン素子が並列に接続されたＲＳＪ（resistively
shunted junction）モデルで説明することができ、その
電流−電圧特性は、図５に示すように、下に凸の曲線を
示す。ゆえに、作製したジョセフソン接合は、いくつか
の折れ曲がりが見られるもののＲＳＪ型を示し、図４
（測定法１５Ｋ，２５ＧＨｚのマイクロ波照射）に示す
ように、マイクロ波を当てた時に明瞭なシャピロステッ
プが得られたことにより、良好なジョセフソン接合が得
られたことがわかる。図３に現われた折れ曲がりは、ジ
ョセフソン接合が直列に複数個存在するためと考えてい
る。
【００２１】〔実施例２〕前記実施例１で述べたジョセ
フソン接合素子作製工程の中で、ＹＢＣＯ膜堆積時の酸
素分圧を２００ｍTorrにして作製した酸化物超電導接合
素子の示す電流−電圧特性を図６に示す。これは、上に
凸の曲線を示しており、図５のようなジョセフソン接合
素子に特有なＲＳＪ的なジョセフソン特性ではなく、フ
ラックスフロー型の素子が得られたことを示している。
フソン接合素子作製工程の中で、ＹＢＣＯ膜堆積時の酸
素分圧を２００ｍTorrにして作製した酸化物超電導接合
素子の示す電流−電圧特性を図６に示す。これは、上に
凸の曲線を示しており、図５のようなジョセフソン接合
素子に特有なＲＳＪ的なジョセフソン特性ではなく、フ
ラックスフロー型の素子が得られたことを示している。
【００２２】一方、ＹＢＣＯ成膜時の酸素分圧を７５ｍ
Torr、５０ｍTorrにしたときの素子の特性も測定した
が、図７及び図８に示すように、ＹＢＣＯ薄膜１５全体
の膜質が急激に劣化し、また、接合の電流−電圧特性の
再現性が著しく低下した。
Torr、５０ｍTorrにしたときの素子の特性も測定した
が、図７及び図８に示すように、ＹＢＣＯ薄膜１５全体
の膜質が急激に劣化し、また、接合の電流−電圧特性の
再現性が著しく低下した。
【００２３】また、基板温度を７２０℃未満において、
ＹＢＣＯ薄膜の成膜を行って作製した素子に関しては、
膜が多結晶状態になって劣化してしまい、接合の電流−
電圧特性の再現性が著しく劣化した。同様に基板温度を
８００℃より大きな温度（８００℃を含まない）にして
ＹＢＣＯ薄膜の成膜を行って作製した素子に関しては、
膜がＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7〜8の組成からズレてしまい、超電
導膜にならなかったため、ＹＢＣＯ薄膜の成膜時の基板
温度は、７２０℃〜８００℃が適当であった。
ＹＢＣＯ薄膜の成膜を行って作製した素子に関しては、
膜が多結晶状態になって劣化してしまい、接合の電流−
電圧特性の再現性が著しく劣化した。同様に基板温度を
８００℃より大きな温度（８００℃を含まない）にして
ＹＢＣＯ薄膜の成膜を行って作製した素子に関しては、
膜がＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7〜8の組成からズレてしまい、超電
導膜にならなかったため、ＹＢＣＯ薄膜の成膜時の基板
温度は、７２０℃〜８００℃が適当であった。
【００２４】よってＹＢＣＯ膜１５の全体の膜質を劣化
させずに酸化物超電導体接合素子を作製するためには、
ＹＢＣＯ成膜時の酸素分圧は１００ｍTorr以上が適当で
ある。
させずに酸化物超電導体接合素子を作製するためには、
ＹＢＣＯ成膜時の酸素分圧は１００ｍTorr以上が適当で
ある。
【００２５】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以
下のとおりである。
【００２７】単結晶基板上に集束イオンビームを用いて
微細な劣化領域を形成した後、その基板上全面に酸化物
超電導体を堆積する過程の酸素分圧を制御して、ジョセ
フソン接合素子とフラックスフロー素子を再現性良く作
り分けることができた。両方の素子共に、弱結合部分の
両側の素子の電極部となる酸化物超電導体薄膜の超電導
性を良好に保持することができ、各々の電流−電圧特性
の再現性を良好にすることができる。
微細な劣化領域を形成した後、その基板上全面に酸化物
超電導体を堆積する過程の酸素分圧を制御して、ジョセ
フソン接合素子とフラックスフロー素子を再現性良く作
り分けることができた。両方の素子共に、弱結合部分の
両側の素子の電極部となる酸化物超電導体薄膜の超電導
性を良好に保持することができ、各々の電流−電圧特性
の再現性を良好にすることができる。
【図１】本発明の実施例１のジョセフソン素子作製方法
の各工程における構成の断面を示す断面図及び本実施例
のジョセフソン素子の上から見た平面図である。
の各工程における構成の断面を示す断面図及び本実施例
のジョセフソン素子の上から見た平面図である。
【図２】図１に示す丸印で囲んだ部分の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】本実施例１のジョセフソン素子のマイクロ波を
当てない時の電流−電圧特性を示す図である。
当てない時の電流−電圧特性を示す図である。
【図４】本実施例１のジョセフソン素子のマイクロ波を
当てた時の電流−電圧特性を示す図である。
当てた時の電流−電圧特性を示す図である。
【図５】本実施例１のＲＳＪモデルにより説明される酸
化物超電導体接合素子の電流−電圧特性を示す図であ
る。
化物超電導体接合素子の電流−電圧特性を示す図であ
る。
【図６】本発明の実施例２のＹＢＣＯ成膜時の酸素分圧
が２００ｍTorrの時のジョセフソン素子の電流−電圧特
性を示す図である。
が２００ｍTorrの時のジョセフソン素子の電流−電圧特
性を示す図である。
【図７】本発明にかかるＹＢＣＯ成膜時の酸素分圧を５
０ｍTorrから２００ｍTorrまで変化させたときのジョセ
フソン素子の臨界温度を示す図である。
０ｍTorrから２００ｍTorrまで変化させたときのジョセ
フソン素子の臨界温度を示す図である。
【図８】本発明にかかるＹＢＣＯ成膜時の酸素分圧を５
０ｍTorrから２００ｍTorrまで変化させたときのｃ軸長
のＹＢＣＯ成膜時酸素分圧依存性を示す図である。
０ｍTorrから２００ｍTorrまで変化させたときのｃ軸長
のＹＢＣＯ成膜時酸素分圧依存性を示す図である。
１１…基板、１２…Ａｕ薄膜（１００ｎｍ）、１３…Ｇ
ａ+ビーム、１４…Ｇａ+ビームを照射した劣化領域、１
５…ＹＢＣＯ薄膜（３００ｎｍ）、１６…酸化物超電導
体接合素子電極部分、１７…弱結合部分。
ａ+ビーム、１４…Ｇａ+ビームを照射した劣化領域、１
５…ＹＢＣＯ薄膜（３００ｎｍ）、１６…酸化物超電導
体接合素子電極部分、１７…弱結合部分。
フロントページの続き (72)発明者 藤本 学 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 鈴木 克己 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 榎本 陽一 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内 (72)発明者 田中 昭二 東京都江東区東雲一丁目14番３ 財団法人 国際超電導産業技術研究センター 超電 導工学研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化物超電導体膜に発生する弱結合部を
利用した酸化物超電導体接合素子の製造方法であって、
単結晶基板上に集束イオンビームを用いて微細な劣化領
域を形成した後、その基板上全面に酸化物超電導体薄膜
を堆積する時の酸素分圧を制御してジョセフソン接合素
子とフラックスフロー素子を作り分けることを特徴とす
る酸化物超電導体接合素子の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１の酸化物超電導体接合素子の製
造方法において、酸化物超電導体の成膜時の酸素分圧Ｐ
を、１００≦Ｐ≦１５０ｍTorrの範囲にしてジョセフソ
ン接合を作製し、１５０＜Ｐ≦２００ｍTorrの範囲の酸
素圧下でフラックスフロー素子を作製することを特徴と
する酸化物超電導体接合素子の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２または３に記載の酸化物超電導
体接合素子の製造方法において、酸化物超電導体の成膜
を基板温度７２０℃以上８００℃以下の範囲でパルスレ
ーザー蒸着法を用いて行うことを特徴とした酸化物超電
導体接合素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065077A JP2963614B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 酸化物超電導体接合素子の製造方法 |
| US08/413,999 US5571778A (en) | 1994-04-01 | 1995-03-30 | Superconducting junction material and process of preparing same |
| DE69504390T DE69504390T2 (de) | 1994-04-01 | 1995-03-31 | Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Übergangsmaterials |
| EP95302185A EP0675553B1 (en) | 1994-04-01 | 1995-03-31 | A process of producing a superconductor junction material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6065077A JP2963614B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 酸化物超電導体接合素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273379A true JPH07273379A (ja) | 1995-10-20 |
| JP2963614B2 JP2963614B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=13276537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6065077A Expired - Fee Related JP2963614B2 (ja) | 1994-04-01 | 1994-04-01 | 酸化物超電導体接合素子の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5571778A (ja) |
| EP (1) | EP0675553B1 (ja) |
| JP (1) | JP2963614B2 (ja) |
| DE (1) | DE69504390T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD174Z (ro) * | 2009-05-19 | 2010-10-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Material semiconductor |
| MD323Z (ro) * | 2009-12-29 | 2011-08-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Microfir termoelectric în izolaţie de sticlă |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3392653B2 (ja) * | 1996-09-02 | 2003-03-31 | 財団法人国際超電導産業技術研究センター | 酸化物超電導体ジョセフソン接合素子及びその製造方法 |
| JP3367878B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2003-01-20 | 財団法人国際超電導産業技術研究センター | 酸化物超電導体素子の製造方法 |
| US6239431B1 (en) | 1998-11-24 | 2001-05-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Superconducting transition-edge sensor with weak links |
| US7015499B1 (en) | 1999-12-01 | 2006-03-21 | D-Wave Systems, Inc. | Permanent readout superconducting qubit |
| US6459097B1 (en) * | 2000-01-07 | 2002-10-01 | D-Wave Systems Inc. | Qubit using a Josephson junction between s-wave and d-wave superconductors |
| US6504172B2 (en) | 2001-03-16 | 2003-01-07 | D-Wave Systems, Inc. | Superconducting dot/anti-dot flux qubit based on time-reversal symmetry breaking effects |
| JP3511098B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2004-03-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 超高速光電気信号変換素子 |
| CN111755587B (zh) * | 2019-03-26 | 2022-06-21 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 场效应超导纳米桥结及其结构和制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01161881A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Nec Corp | ジョセフソン素子およびその製造方法 |
| US5077266A (en) * | 1988-09-14 | 1991-12-31 | Hitachi, Ltd. | Method of forming weak-link josephson junction, and superconducting device employing the junction |
| US5262395A (en) * | 1992-03-12 | 1993-11-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Superconducting active impedance converter |
| US5356870A (en) * | 1992-03-26 | 1994-10-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method for processing superconducting thin films |
-
1994
- 1994-04-01 JP JP6065077A patent/JP2963614B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-03-30 US US08/413,999 patent/US5571778A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-31 DE DE69504390T patent/DE69504390T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-03-31 EP EP95302185A patent/EP0675553B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD174Z (ro) * | 2009-05-19 | 2010-10-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Material semiconductor |
| MD323Z (ro) * | 2009-12-29 | 2011-08-31 | Институт Электронной Инженерии И Промышленных Технологий Академии Наук Молдовы | Microfir termoelectric în izolaţie de sticlă |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0675553A1 (en) | 1995-10-04 |
| US5571778A (en) | 1996-11-05 |
| JP2963614B2 (ja) | 1999-10-18 |
| DE69504390T2 (de) | 1999-01-14 |
| DE69504390D1 (de) | 1998-10-08 |
| EP0675553B1 (en) | 1998-09-02 |
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