JPH081969B2 - セラミック超電導装置 - Google Patents
セラミック超電導装置Info
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- JPH081969B2 JPH081969B2 JP63148576A JP14857688A JPH081969B2 JP H081969 B2 JPH081969 B2 JP H081969B2 JP 63148576 A JP63148576 A JP 63148576A JP 14857688 A JP14857688 A JP 14857688A JP H081969 B2 JPH081969 B2 JP H081969B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はセラミック超電導素子の磁気抵抗特性を、導
体線の磁界で制御する論理演算装置の改良に関するもの
である。
体線の磁界で制御する論理演算装置の改良に関するもの
である。
＜従来の技術＞ 超電導特性を用いた論理回路素子として、ジョセフソ
ン素子が知られている。このジョセフソン素子は、ニオ
ブや鉛又はその合金よりなる超電導体の間に極めて薄い
絶縁膜を挾んだ接合構造である。
ン素子が知られている。このジョセフソン素子は、ニオ
ブや鉛又はその合金よりなる超電導体の間に極めて薄い
絶縁膜を挾んだ接合構造である。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし上記したジョセフソン素子の接合の絶縁膜は数
10Å程度の薄膜が必要であり、この絶縁膜を作製するた
めには高度の薄膜製造技術が要求され、生産が困難であ
った。またジョセフソン素子は動作速度が極めて速いこ
とが技術上の利点として挙げられるが、反面その出力レ
ベルの変化は大きくないため、実用的な使用が困難な素
子であった。
10Å程度の薄膜が必要であり、この絶縁膜を作製するた
めには高度の薄膜製造技術が要求され、生産が困難であ
った。またジョセフソン素子は動作速度が極めて速いこ
とが技術上の利点として挙げられるが、反面その出力レ
ベルの変化は大きくないため、実用的な使用が困難な素
子であった。
上記の点に鑑みて、先に、ジョセフソン素子よりなる
論理回路の有する問題点を除去した新規な超電導装置、
即ち製造が容易で、かつ動作特性が優れ、しかもAND,O
R,XOR（イクスクルージブオア）及びNOT（インバータ）
の論理演算が可能なセラミック超電導装置を特願昭63−
29526及び、昭和63年５月13日付の出願として出願人の
１人であるシャープ株式会社から提案している。
論理回路の有する問題点を除去した新規な超電導装置、
即ち製造が容易で、かつ動作特性が優れ、しかもAND,O
R,XOR（イクスクルージブオア）及びNOT（インバータ）
の論理演算が可能なセラミック超電導装置を特願昭63−
29526及び、昭和63年５月13日付の出願として出願人の
１人であるシャープ株式会社から提案している。
本発明は、前記の超電導装置について更に改良し、Im
plication（含意）、及び、Equivalence（対等）の論理
演算も可能にする超電導装置について提案することを目
的としたものである。
plication（含意）、及び、Equivalence（対等）の論理
演算も可能にする超電導装置について提案することを目
的としたものである。
＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、本発明のセラミック超電
導装置は、少なくとも一対の電極を備えた磁気抵抗効果
をもつセラミック超電導体と、上記のセラミック超電導
素子に近接して設けられた電流を流す第1,第２及び第３
の導体線とを備え、上記第１の導体線に常に一定の電流
を流しておくことにより発生し、その臨界磁界HC以上に
なる一定磁界を上記のセラミック超電導素子と常に印加
せしめた状態で、上記の第２及び第３の導体線に流す電
流により発生する磁界を上記のセラミック超電導素子と
作用せしめる制御線になるように構成している。
導装置は、少なくとも一対の電極を備えた磁気抵抗効果
をもつセラミック超電導体と、上記のセラミック超電導
素子に近接して設けられた電流を流す第1,第２及び第３
の導体線とを備え、上記第１の導体線に常に一定の電流
を流しておくことにより発生し、その臨界磁界HC以上に
なる一定磁界を上記のセラミック超電導素子と常に印加
せしめた状態で、上記の第２及び第３の導体線に流す電
流により発生する磁界を上記のセラミック超電導素子と
作用せしめる制御線になるように構成している。
即ち、本発明はセラミック系よりなる超電導素子の結
晶粒界に存在する弱結合を利用するものであって、超電
導体に平行または交差して少なくとも３本の導体線を配
置し、これらの導体線に流す電流によって発生する磁界
が上記の超電導素子に作用し、制御するように構成した
ものである。
晶粒界に存在する弱結合を利用するものであって、超電
導体に平行または交差して少なくとも３本の導体線を配
置し、これらの導体線に流す電流によって発生する磁界
が上記の超電導素子に作用し、制御するように構成した
ものである。
上記の超電導素子は、好ましい実施例にあってはY1Ba
2Cu3O7-X,Bi1Sr1Ca1Cu2OXなどのセラミック超電導体膜
であり、一方向に長く形成し、この超電導体膜に平行も
しくは交差して３本の電流導体線を配置している。
2Cu3O7-X,Bi1Sr1Ca1Cu2OXなどのセラミック超電導体膜
であり、一方向に長く形成し、この超電導体膜に平行も
しくは交差して３本の電流導体線を配置している。
また上記のセラミック超電導素子と電流を流す３本の
導体線を同一基板上に設けてなるように構成しており、
更に上記のセラミック超電導素子と、電流を流す３本の
導体線を絶縁物を介して積層構成になしても良く、また
上記セラミック超電導素子と電流を流す３本の導体線と
は近接して平行に配置しても良く、あるいは交差させる
ように配置しても良い。
導体線を同一基板上に設けてなるように構成しており、
更に上記のセラミック超電導素子と、電流を流す３本の
導体線を絶縁物を介して積層構成になしても良く、また
上記セラミック超電導素子と電流を流す３本の導体線と
は近接して平行に配置しても良く、あるいは交差させる
ように配置しても良い。
また本発明の他の好ましい実施例にあっては一つのセ
ラミック超電導素子の両側にそれぞれ独立した電流を流
す導体線を設けるように構成している。
ラミック超電導素子の両側にそれぞれ独立した電流を流
す導体線を設けるように構成している。
また、本発明のセラミック超電導装置を使用するにあ
たっては、セラミック超電導素子に近接して設けた３つ
の導体線の、第１の導体線に常に一定の電流を流し発生
する一定強度の磁界をセラミック超電導素子に常に作用
させた状態で、第２の導体線に第１の導体線によって発
生した磁界と逆の極性の磁界がセラミック超電導素子に
作用するように電流を流し、更に、第３の導体線に、第
１の導体線によって発生した磁界、又は、第２の導体線
によって発生した磁界と極性が同じ磁界がセラミック超
電導素子に作用するように電流を流すことにより、所定
の論理演算の結果を、セラミック超電導素子の一対の電
極から電圧として出力する論理出力させるものである。
たっては、セラミック超電導素子に近接して設けた３つ
の導体線の、第１の導体線に常に一定の電流を流し発生
する一定強度の磁界をセラミック超電導素子に常に作用
させた状態で、第２の導体線に第１の導体線によって発
生した磁界と逆の極性の磁界がセラミック超電導素子に
作用するように電流を流し、更に、第３の導体線に、第
１の導体線によって発生した磁界、又は、第２の導体線
によって発生した磁界と極性が同じ磁界がセラミック超
電導素子に作用するように電流を流すことにより、所定
の論理演算の結果を、セラミック超電導素子の一対の電
極から電圧として出力する論理出力させるものである。
＜作 用＞ セラミック超電導体の結晶粒界は、微弱な磁界でその
超電導状態が破られ、超電導体は超電導状態から抵抗体
に変化することを、特願昭62−233369号（出願人シャー
プ株式会社）「超電導磁気抵抗システム」として提案さ
れているが、本発明は、この現象を利用したもので、超
電導素子に平行あるいは交差して配置した導体線に流れ
る電流によって発生する磁界をその超電導素子に作用さ
せ、超電導体が超電導状態と通常の抵抗体に変化する状
態を検出するようにしたものである。
超電導状態が破られ、超電導体は超電導状態から抵抗体
に変化することを、特願昭62−233369号（出願人シャー
プ株式会社）「超電導磁気抵抗システム」として提案さ
れているが、本発明は、この現象を利用したもので、超
電導素子に平行あるいは交差して配置した導体線に流れ
る電流によって発生する磁界をその超電導素子に作用さ
せ、超電導体が超電導状態と通常の抵抗体に変化する状
態を検出するようにしたものである。
更に詳細に説明すると、セラミック系の粒子よりなる
結晶粒界を有する超電導体よりなる素子は、磁界が印加
されない場合には、第５図に示すように、素子の示す電
気抵抗R0は完全に零の値を示すが、ある臨界磁界HCを加
えると突然素子は電気抵抗を示し、印加磁界の増大とと
もに、電気抵抗が急激に増大する、現象を利用している
が、この素子の初期抵抗R0に対する抵抗の変化ΔＲの
比、ΔR/R0は無限大となって、従来の磁気抵抗素子とは
比較にならない高性能を示す素子である。
結晶粒界を有する超電導体よりなる素子は、磁界が印加
されない場合には、第５図に示すように、素子の示す電
気抵抗R0は完全に零の値を示すが、ある臨界磁界HCを加
えると突然素子は電気抵抗を示し、印加磁界の増大とと
もに、電気抵抗が急激に増大する、現象を利用している
が、この素子の初期抵抗R0に対する抵抗の変化ΔＲの
比、ΔR/R0は無限大となって、従来の磁気抵抗素子とは
比較にならない高性能を示す素子である。
即ち、最近多くの研究機関で進められているセラミッ
ク超電導体の研究の方向は、臨界温度（TC）、臨界磁界
（HC）、臨界電流（IC）の向上を図ることにあるが、本
出願人も上記セラミック超電導体について種々研究した
ところ、この超電導体のある種のもの（超電導体の粒子
間に弱結合状態を持つもの）が上記第５図に示すように
極めて弱い磁界（数ガウス）で弱結合の超電導状態が破
れて電気抵抗を示し、印加磁界の強さとともに急激に増
加することを見出し、この低い臨界磁界現象を用いて新
規な論理回路素子として動作するセラミック超電導装置
を創案したものである。
ク超電導体の研究の方向は、臨界温度（TC）、臨界磁界
（HC）、臨界電流（IC）の向上を図ることにあるが、本
出願人も上記セラミック超電導体について種々研究した
ところ、この超電導体のある種のもの（超電導体の粒子
間に弱結合状態を持つもの）が上記第５図に示すように
極めて弱い磁界（数ガウス）で弱結合の超電導状態が破
れて電気抵抗を示し、印加磁界の強さとともに急激に増
加することを見出し、この低い臨界磁界現象を用いて新
規な論理回路素子として動作するセラミック超電導装置
を創案したものである。
上記第５図に示したような磁界の印加に対する電気抵
抗の変化特性は、セラミック系の超電導体が多くの超電
導体微粒子より構成される結晶体で、その粒子境界に極
めて薄い絶縁物あるいは抵抗体が介在、または、粒子間
の接触部分がポイント状態になる、即ち、粒界と粒界が
点状の接触をなしている等、いわゆる超電導の弱結合状
態にあり、超電導状態では、トンネル効果等により、電
子が自由に移動して電気抵抗零を示す。つまりセラミッ
ク系等の多結晶の弱結合状態にある超電導体は第６図に
示すように等価的には多数のジョセフソン接合121,121,
…の結合体とみなすことが出来る。
抗の変化特性は、セラミック系の超電導体が多くの超電
導体微粒子より構成される結晶体で、その粒子境界に極
めて薄い絶縁物あるいは抵抗体が介在、または、粒子間
の接触部分がポイント状態になる、即ち、粒界と粒界が
点状の接触をなしている等、いわゆる超電導の弱結合状
態にあり、超電導状態では、トンネル効果等により、電
子が自由に移動して電気抵抗零を示す。つまりセラミッ
ク系等の多結晶の弱結合状態にある超電導体は第６図に
示すように等価的には多数のジョセフソン接合121,121,
…の結合体とみなすことが出来る。
このような超電導体の素子に磁界を印加すると、磁界
の影響により、ジョセフソン接合121,121,…から超電導
状態が破れ、即ち、弱磁界の印加によっても超電導の弱
結合状態が破れて、素子は電気抵抗を示すようになり、
磁界の強さの増大と共に電気抵抗は増大する。
の影響により、ジョセフソン接合121,121,…から超電導
状態が破れ、即ち、弱磁界の印加によっても超電導の弱
結合状態が破れて、素子は電気抵抗を示すようになり、
磁界の強さの増大と共に電気抵抗は増大する。
この性質は上記原理からも明らかなように、結晶粒界
はランダムに配置されているため、印加する磁界の方向
には依存せずに、磁界の強さの絶対値によって定まるも
のである。
はランダムに配置されているため、印加する磁界の方向
には依存せずに、磁界の強さの絶対値によって定まるも
のである。
＜実施例＞ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図である。
第１図において、１は、セラミック超電導体3,この超
電導体３の両端近傍に設けられた一対の電流電極21,21
及びこの電極21,21の間に設けられた電圧電極22,22より
なる、超電導素子であり、5,6及び７はそれぞれこの超
電導素子１の近傍に平行状態に設けられた第1,第２及び
第３導体線であり、上記の超電導素子１及び導体線5,6
及び７は共通の基板８上に形成されている。
電導体３の両端近傍に設けられた一対の電流電極21,21
及びこの電極21,21の間に設けられた電圧電極22,22より
なる、超電導素子であり、5,6及び７はそれぞれこの超
電導素子１の近傍に平行状態に設けられた第1,第２及び
第３導体線であり、上記の超電導素子１及び導体線5,6
及び７は共通の基板８上に形成されている。
次に、上記第１図に示した装置の作製方法について詳
細に説明する。
細に説明する。
まず、本装置に用いられるセラミック超電導体膜の素
子１を作製するために、第４図に示す成膜装置におい
て、安定化ジルコニアの基板８をヒーター10で基板温度
を400℃に保ちながら、Ｙ（NO3）３・6H2O,Ba（NO3）2,
Cu（NO3）２・3H2OをY1Ba2Cu3O7-Xとなる様所定量秤量
し、硝酸塩水溶液にして噴射装置11からエァスプレー12
で断続的に、基板８に向けて、膜厚５μｍの一様な膜と
なる様に成膜し、その後950℃で60分間と、500℃で10時
間の空気中アニールを行った。この様にして作製したセ
ラミック超電導体膜の臨界温度は、抵抗が100Kから下が
りはじめ、83Kで完全に抵抗零を示している。
子１を作製するために、第４図に示す成膜装置におい
て、安定化ジルコニアの基板８をヒーター10で基板温度
を400℃に保ちながら、Ｙ（NO3）３・6H2O,Ba（NO3）2,
Cu（NO3）２・3H2OをY1Ba2Cu3O7-Xとなる様所定量秤量
し、硝酸塩水溶液にして噴射装置11からエァスプレー12
で断続的に、基板８に向けて、膜厚５μｍの一様な膜と
なる様に成膜し、その後950℃で60分間と、500℃で10時
間の空気中アニールを行った。この様にして作製したセ
ラミック超電導体膜の臨界温度は、抵抗が100Kから下が
りはじめ、83Kで完全に抵抗零を示している。
次に、このセラミック高温超電導体膜を50μｍ幅，長
さ30mmに加工して超電導体３とするために、レジストを
塗布し、通常のフォトリソグラフィ工程にて細いストラ
イプ状に加工し超電導素子１の超電導体部分を作製し
た。このセラミック高温超電導体はリン酸系エッチング
液で容易に加工することが出来た。
さ30mmに加工して超電導体３とするために、レジストを
塗布し、通常のフォトリソグラフィ工程にて細いストラ
イプ状に加工し超電導素子１の超電導体部分を作製し
た。このセラミック高温超電導体はリン酸系エッチング
液で容易に加工することが出来た。
次に第１図に示す素子１の電極21,22、及び、磁界を
発生させるための導体線5,6及び７を作製するため、再
びフォトリソグラフィ工程とリフトオフ法により、Ti蒸
着膜による配線パターンを形成し、第１図に示す本発明
のセラミック超電導装置を作製した。
発生させるための導体線5,6及び７を作製するため、再
びフォトリソグラフィ工程とリフトオフ法により、Ti蒸
着膜による配線パターンを形成し、第１図に示す本発明
のセラミック超電導装置を作製した。
本発明に用いたセラミック超電導素子１は、粒界に介
在する絶縁層やポイントコンタクトによる弱結合にな
り、ジョセフソン接合の集合体と考えられ、印加磁界と
電気抵抗の関係は第２図に示す様に、抵抗零の状態から
ある磁界において突然抵抗が現われ、しかもその抵抗の
磁界に対する増加率は極めて大きい。また、突然抵抗が
現われる磁界の大きさ（閾値）とその増加率は、このセ
ラミック超電導素子１に流す定電流の大きさによって制
御することが出来る。
在する絶縁層やポイントコンタクトによる弱結合にな
り、ジョセフソン接合の集合体と考えられ、印加磁界と
電気抵抗の関係は第２図に示す様に、抵抗零の状態から
ある磁界において突然抵抗が現われ、しかもその抵抗の
磁界に対する増加率は極めて大きい。また、突然抵抗が
現われる磁界の大きさ（閾値）とその増加率は、このセ
ラミック超電導素子１に流す定電流の大きさによって制
御することが出来る。
一方、第１図に示すTi膜から構成してなる導体線５に
端子e,fを介して10mAの電流を流すと、距離50μｍの所
では、0.4ガウスの磁界を得ることが出来る。したがっ
て、第２図に示す超電導素子の特性から分るように、本
素子１に端子ａ−ｂを介して2mAの定電流を流し、0.4ガ
ウスの磁界を作用させた場合、20μＶの出力を得ること
が出来る。
端子e,fを介して10mAの電流を流すと、距離50μｍの所
では、0.4ガウスの磁界を得ることが出来る。したがっ
て、第２図に示す超電導素子の特性から分るように、本
素子１に端子ａ−ｂを介して2mAの定電流を流し、0.4ガ
ウスの磁界を作用させた場合、20μＶの出力を得ること
が出来る。
以上の実験結果から、第１図に示す構造において、導
体線7,導体線６、導体線５及び超電導素子１の各各の中
心間距離を50μｍとし、また各々の幅を30μm,30μm,30
μｍ及び50μｍにパターン形成した。
体線7,導体線６、導体線５及び超電導素子１の各各の中
心間距離を50μｍとし、また各々の幅を30μm,30μm,30
μｍ及び50μｍにパターン形成した。
上記のような構成において、少なくとも超電導素子１
を83K以下の温度に冷却した状態において、導体線5,6及
び７に電流を流さず、超電導素子１に磁界が印加されな
いときは、端子a,bを介してセンサ１に電流を流しても
超電導状態のため、端子c,d間に出力電圧は現われない
が、端子e,fを介して導体線５に10mAの定電流I1を流す
ことにより、その電流の作る磁界が超電導体３の超電導
状態を破って抵抗性を示すので、電流Ｉに対応して端子
c,d間に出力電圧として20μＶの出力が得られた。な
お、このとき超電導素子１の端子a,b間の定電流は2mAと
していた。
を83K以下の温度に冷却した状態において、導体線5,6及
び７に電流を流さず、超電導素子１に磁界が印加されな
いときは、端子a,bを介してセンサ１に電流を流しても
超電導状態のため、端子c,d間に出力電圧は現われない
が、端子e,fを介して導体線５に10mAの定電流I1を流す
ことにより、その電流の作る磁界が超電導体３の超電導
状態を破って抵抗性を示すので、電流Ｉに対応して端子
c,d間に出力電圧として20μＶの出力が得られた。な
お、このとき超電導素子１の端子a,b間の定電流は2mAと
していた。
導体線５に常に流しておく電流をI1,導体線６に流す
電流I2をI1と逆方向とし、導体線７に流す電流I3をI1と
同じ方向とし、電流I1,I2及びI3により発生し、超電導
体３に作用する磁界の強さをそれぞれH,H2及びH3,超電
導素子１に所定の電流を流して閾値出力を発生させる印
加磁界の強さをH0とする。
電流I2をI1と逆方向とし、導体線７に流す電流I3をI1と
同じ方向とし、電流I1,I2及びI3により発生し、超電導
体３に作用する磁界の強さをそれぞれH,H2及びH3,超電
導素子１に所定の電流を流して閾値出力を発生させる印
加磁界の強さをH0とする。
こゝで、以上の磁界の強を次の条件になるよう設定し
た。
た。
H1＞0,|H1−H2|＜H0,H1−H2＋H3＞H0 ……（１） 上記の条件で、H1を発生する電流I1を常に流してお
き、電流I2,又は、I3を流したときを１、流さないとき
を０で表わし、超電導素子１の電圧端子ｃ−ｄに出力電
圧があるときを１、ないときを０で表わせば、次のよう
な論理演算の表になる 上記の表から分るように、これはImplication（含
意）の論理出力になる。
き、電流I2,又は、I3を流したときを１、流さないとき
を０で表わし、超電導素子１の電圧端子ｃ−ｄに出力電
圧があるときを１、ないときを０で表わせば、次のよう
な論理演算の表になる 上記の表から分るように、これはImplication（含
意）の論理出力になる。
なお、前記（１）式の条件は、１例として常時流す電
流I1を10mAとし、I2とI3を、それぞれ25mAと40mAにして
も満たされる。
流I1を10mAとし、I2とI3を、それぞれ25mAと40mAにして
も満たされる。
次に、上記と異なる論理演算の例を示す。
前記のように、電流I2はI1と逆の方向に流れるように
し、更に電流I3もI1と逆の方向に流れるようにした。
し、更に電流I3もI1と逆の方向に流れるようにした。
上記の電流I1,I2及びI3で発生し、超電導体３に作用
する磁界の強さをそれぞれH1,H2及びH3とし、超電導素
子１に所定の電流を流して閾値出力を発生させる印加磁
界の強さをH0とし、各磁界の強さが次の条件を満たすよ
う設定した。
する磁界の強さをそれぞれH1,H2及びH3とし、超電導素
子１に所定の電流を流して閾値出力を発生させる印加磁
界の強さをH0とし、各磁界の強さが次の条件を満たすよ
う設定した。
H1＞H0,|H1−H2|＜H0,|H1−H3|＜H0, H2＋H3−H1＞H0 ……（２） 上記の条件で、H1を発生する電流I1を常に流してお
き、電流I2、又は、I3を流したときを１、流さないとき
を０で表し、超電導素子１の電圧端子ｃ−ｄに出力電圧
があるときを１、ないときを０で表わすと、次のような
論理演算の表になる。
き、電流I2、又は、I3を流したときを１、流さないとき
を０で表し、超電導素子１の電圧端子ｃ−ｄに出力電圧
があるときを１、ないときを０で表わすと、次のような
論理演算の表になる。
上記の表から分るように、これはEquivalence（対
等）の論理出力である。
等）の論理出力である。
なお、前記（２）式の条件は、１例としてI1,I2及びI
3をそれぞれ10mA,25mA及び40mAとしても、満たし、上記
の表で示した論理出力が得られる。
3をそれぞれ10mA,25mA及び40mAとしても、満たし、上記
の表で示した論理出力が得られる。
なお、上記の実施例にあっては電流値I1,I2及びI3の
値を適宜選定するようになしているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば導体線5,6及び７に流
す電流値I1,I2及びI3を等しくかつ一定の値とし、超電
導体３と導体線5,導体線６または導体線７の間隔を適宜
選定して、上記（１）式または（２）式を満足する位置
に導体線5,6及び７を設けるようにしても良い。
値を適宜選定するようになしているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば導体線5,6及び７に流
す電流値I1,I2及びI3を等しくかつ一定の値とし、超電
導体３と導体線5,導体線６または導体線７の間隔を適宜
選定して、上記（１）式または（２）式を満足する位置
に導体線5,6及び７を設けるようにしても良い。
また、本発明の装置を作製する場合、上記した方法に
限定されるものではなく、導体線5,6,7または超電導素
子１をスパッタやMOCVDあるいは電子ビーム蒸着法等に
よる超電導薄膜で作成しても同様に結果を得ることが出
来、また素子形状の微細化をも期待することが出来る。
特に導体線5,6及び７を超電導薄膜で形成した場合、超
電導素子１の超電導体３と同時に形成することも可能
で、装置の作製工程が簡単化されることになる。
限定されるものではなく、導体線5,6,7または超電導素
子１をスパッタやMOCVDあるいは電子ビーム蒸着法等に
よる超電導薄膜で作成しても同様に結果を得ることが出
来、また素子形状の微細化をも期待することが出来る。
特に導体線5,6及び７を超電導薄膜で形成した場合、超
電導素子１の超電導体３と同時に形成することも可能
で、装置の作製工程が簡単化されることになる。
また、本発明の実施例に用いたセラミック高温超電導
体膜はY1Ba2Cu3O7-Xとしたが、粒界に弱接合を形成すれ
ば、他の成分の高温超電体を用いても同様の結果が得ら
れることは言うまでもない。
体膜はY1Ba2Cu3O7-Xとしたが、粒界に弱接合を形成すれ
ば、他の成分の高温超電体を用いても同様の結果が得ら
れることは言うまでもない。
また超電導体３と導体線5,6及び７の配置関係は上記
の実施例に限定されるものではなく、第３図に示すよう
に超電導体３の両側に導体５及び６と７を配置しても良
い。更に超電導素子の上にポリイミド樹脂やSiO2等の保
護膜を形成した上に導体線5,6及び７を形成しても同様
の作用効果が得られる。
の実施例に限定されるものではなく、第３図に示すよう
に超電導体３の両側に導体５及び６と７を配置しても良
い。更に超電導素子の上にポリイミド樹脂やSiO2等の保
護膜を形成した上に導体線5,6及び７を形成しても同様
の作用効果が得られる。
また、導体線の配置関係、又は、その形状は上記各実
施例に限定されるものではない。
施例に限定されるものではない。
＜発明の効果＞ 以上のように、本発明は従来の極めて薄い絶縁層を人
工的に作製するジョセフソン素子でなく、セラミック超
電導体の作製時に容易に構成できる粒界の弱結合を利用
した超電導素子を用い、それを入力信号による電流で発
生する磁界で制御する３本の導体線も実施例のように基
板上に平面的に配置するか、樹脂か酸化物の絶縁層を介
在させて導体線を積層構成にするもので、本発明の装置
の作製は容易になった。
工的に作製するジョセフソン素子でなく、セラミック超
電導体の作製時に容易に構成できる粒界の弱結合を利用
した超電導素子を用い、それを入力信号による電流で発
生する磁界で制御する３本の導体線も実施例のように基
板上に平面的に配置するか、樹脂か酸化物の絶縁層を介
在させて導体線を積層構成にするもので、本発明の装置
の作製は容易になった。
本発明により、Implication（含意）及びEquivalence
（対等）の論理演算が可能になった。従って先の出願で
提案した発明であるセラミック超電導装置によるAND,O
R,XOR及びNOTの基本論理演算と組み合せることにより、
多様な論理演算を可能にした。
（対等）の論理演算が可能になった。従って先の出願で
提案した発明であるセラミック超電導装置によるAND,O
R,XOR及びNOTの基本論理演算と組み合せることにより、
多様な論理演算を可能にした。
第１図は本発明のセラミック超電導装置の一実施例の構
成を示す平面図、第２図はセラミック超電導素子の特性
の一例を示す図、第３図は本発明のセラミック超電導装
置の他の実施例の配置を示す平面図、第４図は本発明の
実施例装置の作製に用いたセラミック超電導膜の作製方
法の概略構成を示す図、第５図は超電導素子の特性の一
例を示す図、第６図は超電導体の等価回路を示す図であ
る。 １……超電導素子、21,21……電流電極、22,22……電圧
電極、３……超電導体、５……第１の導体線、６……第
２の導体線、７……第３の導体線。
成を示す平面図、第２図はセラミック超電導素子の特性
の一例を示す図、第３図は本発明のセラミック超電導装
置の他の実施例の配置を示す平面図、第４図は本発明の
実施例装置の作製に用いたセラミック超電導膜の作製方
法の概略構成を示す図、第５図は超電導素子の特性の一
例を示す図、第６図は超電導体の等価回路を示す図であ
る。 １……超電導素子、21,21……電流電極、22,22……電圧
電極、３……超電導体、５……第１の導体線、６……第
２の導体線、７……第３の導体線。
フロントページの続き (72)発明者 片岡 照榮 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 橋爪 信郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 森末 道忠 埼玉県与野市上落合971番地５ (56)参考文献 特開 昭54−127645（ＪＰ，Ａ) 笛木和雄・北沢宏一編「酸化物超電導体 の化学」（昭和63−４−10）講談社ｐｐ. 227−231
Claims (2)
- 【請求項１】強さがH0の極めて弱い磁界によって超電導
体微粒子間の弱結合の超電導状態が破れて電気抵抗を示
す磁気抵抗特性をもつセラミック超電導素子と、 常に一定の電流を流し発生する一定強度の強さがH1の磁
界を前記セラミック超電導素子に常に作用させた状態に
する第１の導体線と、 電流が流されて前記第１の導体線によって発生する強さ
がH1の磁界と逆の極性の強さがH2の磁界を前記セラミッ
ク超電導体に作用させる第２の導体線と、 電流が流されて前記第１の導体線によって発生する強さ
がH1の磁界と同じ極性の強さがH3の磁界を前記セラミッ
ク超電導体に作用させる第３の導体線とを備え、 磁界の強さH0、磁界の強さH1、磁界の強さH2、及び磁界
の強さH3が、 H1＞０、|H1−H2|＜H0、H1−H2＋H3＞H0 となる条件を満たし、含意の論理演算機能を有するセラ
ミック超電導装置。 - 【請求項２】強さがH0の極めて弱い磁界によって超電導
体微粒子間の弱結合の超電導状態が破れて電気抵抗を示
す磁気抵抗特性をもつセラミック超電導素子と、 常に一定の電流を流し発生する一定強度の強さがH1の磁
界を前記セラミック超電導素子に常に作用させた状態に
する第１の導体線と、 電流が流されて前記第１の導体線によって発生する強さ
H1の磁界と逆の極性の強さがH2の磁界を前記セラミック
超電導体に作用させる第２の導体線と、 電流が流されて前記第２の導体線によって発生する強さ
がH2の磁界と同じ極性の強さがH3の磁界を前記セラミッ
ク超電導体に作用させる第３の導体線とを備え、 磁界の強さH0、磁界の強さH1、磁界の強さH2、及び磁界
の強さH3が、 H1＞H0、|H1−H2|＜H0、|H1−H3|＜H0、H2＋H3−H1＞H0 となる条件を満たし、対等の論理演算機能を有するセラ
ミック超電導装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148576A JPH081969B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | セラミック超電導装置 |
| US07/365,921 US5041880A (en) | 1988-06-16 | 1989-06-14 | Logic device and memory device using ceramic superconducting element |
| CN 92102162 CN1024056C (zh) | 1988-06-16 | 1989-06-16 | 采用陶瓷超导元件的存储器件 |
| CN89104039A CN1020363C (zh) | 1988-06-16 | 1989-06-16 | 采用陶瓷超导元件的逻辑器件 |
| EP89306161A EP0347258B1 (en) | 1988-06-16 | 1989-06-16 | Logic device using ceramic superconducting element |
| DE68922786T DE68922786T2 (de) | 1988-06-16 | 1989-06-16 | Logische Vorrichtung mit einem keramischen supraleitenden Element. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63148576A JPH081969B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | セラミック超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316977A JPH01316977A (ja) | 1989-12-21 |
| JPH081969B2 true JPH081969B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=15455834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63148576A Expired - Lifetime JPH081969B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | セラミック超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081969B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4862202B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2012-01-25 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 中性原子のトラップ装置 |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP63148576A patent/JPH081969B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 笛木和雄・北沢宏一編「酸化物超電導体の化学」（昭和６３−４−１０）講談社ｐｐ．２２７−２３１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01316977A (ja) | 1989-12-21 |
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