JPH10178220A - トンネル型超伝導接合素子 - Google Patents
トンネル型超伝導接合素子Info
- Publication number
- JPH10178220A JPH10178220A JP8338652A JP33865296A JPH10178220A JP H10178220 A JPH10178220 A JP H10178220A JP 8338652 A JP8338652 A JP 8338652A JP 33865296 A JP33865296 A JP 33865296A JP H10178220 A JPH10178220 A JP H10178220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- tunnel
- earth element
- formula
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物超伝導薄膜を用いた高性能のトンネル
型超伝導素子を提供する。 【解決手段】 主体成分が、希土類元素（R）、アルカ
リ土類元素（A）、銅（Cu）の酸化物からなる、一般化
学式R2A4Cu6+nO14+n-xで表される酸化物超伝導電極に対
して、主成分が、希土類元素（R）、アルカリ土類元素
（A）、銅（Cu）、金属元素（M）からなる、一般化学式R
A2Cu2+zMzO7-wまたはRA2Cu2NO8+yで表される複合酸化物
をトンネル層として用いて構成する。ここでMはAl、T
i、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Gaを、NはNb、Taである。
またnは0または1または2を表し、xは0≦x≦0.5、yは-0.
3≦y≦0.3、zは0＜z≦0.7、wは0≦w≦0.5の範囲の数を
表す。
型超伝導素子を提供する。 【解決手段】 主体成分が、希土類元素（R）、アルカ
リ土類元素（A）、銅（Cu）の酸化物からなる、一般化
学式R2A4Cu6+nO14+n-xで表される酸化物超伝導電極に対
して、主成分が、希土類元素（R）、アルカリ土類元素
（A）、銅（Cu）、金属元素（M）からなる、一般化学式R
A2Cu2+zMzO7-wまたはRA2Cu2NO8+yで表される複合酸化物
をトンネル層として用いて構成する。ここでMはAl、T
i、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Gaを、NはNb、Taである。
またnは0または1または2を表し、xは0≦x≦0.5、yは-0.
3≦y≦0.3、zは0＜z≦0.7、wは0≦w≦0.5の範囲の数を
表す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高速・高感度の動作が期
待されている超伝導デバイスの要素部品となるトンネル
型超伝導接合素子に関するものである。
待されている超伝導デバイスの要素部品となるトンネル
型超伝導接合素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年発見された酸化物超伝導体の中に
は、その超伝導臨界温度が液体窒素温度を越えるものが
あり、超伝導体の応用分野を大きく広げることとなっ
た。エレクトロニクス分野に応用が期待される超伝導デ
バイスに関しては、基本的要素部品である超伝導接合と
して、超伝導薄膜の面内の粒界を利用した接合、階段状
の段差を利用した接合などが試作されている（高田進、
応用物理、Vol.62、p.443 (1993)）。
は、その超伝導臨界温度が液体窒素温度を越えるものが
あり、超伝導体の応用分野を大きく広げることとなっ
た。エレクトロニクス分野に応用が期待される超伝導デ
バイスに関しては、基本的要素部品である超伝導接合と
して、超伝導薄膜の面内の粒界を利用した接合、階段状
の段差を利用した接合などが試作されている（高田進、
応用物理、Vol.62、p.443 (1993)）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これら従来試作されて
いる超伝導接合素子は特性が未だ不十分であり、理想的
なジョセフソン特性を示すトンネル型接合素子はほとん
ど実現されていない。この理由はトンネル接合が超伝導
物質と非超伝導物質という異種の材料で構成されるた
め、高温超伝導体のような複合酸化物を使って完全に乱
れのない接合を実現することが技術的に困難なことに依
る。すなわち、取り出した超伝導薄膜素子とその電極部
分の膜厚方向の良質の接触を達成して、実用的な優れた
素子の特性を得るには、電極部分が優れた伝導性を有し
ているだけでなく、材料的に両者の相性が良く、しかも
作りやすい必要がある。
いる超伝導接合素子は特性が未だ不十分であり、理想的
なジョセフソン特性を示すトンネル型接合素子はほとん
ど実現されていない。この理由はトンネル接合が超伝導
物質と非超伝導物質という異種の材料で構成されるた
め、高温超伝導体のような複合酸化物を使って完全に乱
れのない接合を実現することが技術的に困難なことに依
る。すなわち、取り出した超伝導薄膜素子とその電極部
分の膜厚方向の良質の接触を達成して、実用的な優れた
素子の特性を得るには、電極部分が優れた伝導性を有し
ているだけでなく、材料的に両者の相性が良く、しかも
作りやすい必要がある。
【０００４】本発明は前記課題を解決するため、高性能
のトンネル型超伝導素子を提供することを目的とする。
のトンネル型超伝導素子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第一のトンネル型超伝導接合素子は、主体
成分が、希土類元素（R）、アルカリ土類元素（A）、銅
（Cu）の酸化物からなる、一般化学式R2A4Cu6+nO14+n-x
で表される酸化物超伝導電極に対して、主成分が、希土
類元素（R）、アルカリ土類元素（A）、銅（Cu）、金属
元素（M）からなる、一般式RA2Cu2+zMzO7-wで表される
複合酸化物をトンネル層として用いることを特徴とする
ものである。
め、本発明の第一のトンネル型超伝導接合素子は、主体
成分が、希土類元素（R）、アルカリ土類元素（A）、銅
（Cu）の酸化物からなる、一般化学式R2A4Cu6+nO14+n-x
で表される酸化物超伝導電極に対して、主成分が、希土
類元素（R）、アルカリ土類元素（A）、銅（Cu）、金属
元素（M）からなる、一般式RA2Cu2+zMzO7-wで表される
複合酸化物をトンネル層として用いることを特徴とする
ものである。
【０００６】また本発明の第二のトンネル型超伝導接合
素子は、前記酸化物超伝導電極に対して、一般式RA2Cu2
NO8+yで表される複合酸化物を、トンネル層として用い
ることを特徴とするものである。ここでMはAl、Ti、V、
Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びGaから選ばれる少なくとも１種
の金属元素、NはNb及びTaから選ばれる少なくとも１種
の金属元素である。またnは0または1または2を表し、x
は0≦x≦0.5、yは-0.3≦y≦0.3、zは0＜z≦0.7、wは0≦
w≦0.5の範囲の数を表す。
素子は、前記酸化物超伝導電極に対して、一般式RA2Cu2
NO8+yで表される複合酸化物を、トンネル層として用い
ることを特徴とするものである。ここでMはAl、Ti、V、
Cr、Mn、Fe、Co、Ni及びGaから選ばれる少なくとも１種
の金属元素、NはNb及びTaから選ばれる少なくとも１種
の金属元素である。またnは0または1または2を表し、x
は0≦x≦0.5、yは-0.3≦y≦0.3、zは0＜z≦0.7、wは0≦
w≦0.5の範囲の数を表す。
【０００７】
【発明の実施の形態】前記本発明によれば、一般式Ｒ2
Ａ4Ｃｕ6+nＯ14+n-x（但しＲは希土類元素、Ａはアルカ
リ土類元素、ｎは０、１及び２から選ばれる１つの数、
ｘは０≦ｘ≦０．５の範囲の数を表す。）で表される酸
化物超伝導電極と、一般式ＲＡ2Ｃｕ2ＮＯ8+y（但しＲ
は希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、ＮはＮｂ及びＴ
ａから選ばれる少なくとも１種の金属元素、ｙは−０．
３≦ｙ≦０．３の範囲の数を表す。）で表される複合酸
化物トンネル層または一般式ＲＡ2Ｃｕ2+zＭzＯ7-w（但
しＲは希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、ＭはＡｌ、
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＧａから
選ばれる少なくとも１種の金属元素、ｚは０＜ｚ≦０．
７の範囲の数、ｗは０≦ｗ≦０．５の範囲の数を表
す。）で表される複合酸化物トンネル層とを備えたトン
ネル型超伝導接合素子であることにより、相性の良い超
伝導材料と電極用金属材料の組み合わせにより良質のト
ンネル接合素子を達成できる。
Ａ4Ｃｕ6+nＯ14+n-x（但しＲは希土類元素、Ａはアルカ
リ土類元素、ｎは０、１及び２から選ばれる１つの数、
ｘは０≦ｘ≦０．５の範囲の数を表す。）で表される酸
化物超伝導電極と、一般式ＲＡ2Ｃｕ2ＮＯ8+y（但しＲ
は希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、ＮはＮｂ及びＴ
ａから選ばれる少なくとも１種の金属元素、ｙは−０．
３≦ｙ≦０．３の範囲の数を表す。）で表される複合酸
化物トンネル層または一般式ＲＡ2Ｃｕ2+zＭzＯ7-w（但
しＲは希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、ＭはＡｌ、
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ及びＧａから
選ばれる少なくとも１種の金属元素、ｚは０＜ｚ≦０．
７の範囲の数、ｗは０≦ｗ≦０．５の範囲の数を表
す。）で表される複合酸化物トンネル層とを備えたトン
ネル型超伝導接合素子であることにより、相性の良い超
伝導材料と電極用金属材料の組み合わせにより良質のト
ンネル接合素子を達成できる。
【０００８】すなわち123系および124系の超伝導体（RA
2Cu3O7-xおよびRA2Cu4O8）は2種類の銅（Cu）サイトを
持っていることが知られており（Rは希土類、Aはアルカ
リ土類元素）、1種類はab面に平行なCuO2面を形成し、
もう1種類はCuO2面間にCuOの1次元構造を形成すること
が分かっている。ここで前者CuO2面は超伝導電流の伝導
路として、後者CuO一次元構造は超伝導キャリアの供給
部さらに通常のキャリアの伝導路として機能しているこ
とが報告されている（A.Odagawa and Y.Enomoto,Physic
a C 252, 141 (1995)）。このような123系や124系、ま
たは両者が結合した247系は一般式R2A4Cu6+nO14+n-xで
表される。トンネル層であるRA2Cu2+zMzO7- wやRA2Cu2NO
8+yにおいて、Cuに対して部分置換されたMやNは、CuOの
Cuサイトに対して、一部または全部が選択置換される
が、発明者らは、置換された金属元素と酸素の層が結晶
のc軸方向の伝導を著しく制限し、トンネル層として働
くことを見いだした。このようなトンネル層に対してR2
A4Cu6+nO14+n-xで表される酸化物超伝導電極は、前記の
トンネル層に対して格子整合性や薄膜作成上の相性が良
い。
2Cu3O7-xおよびRA2Cu4O8）は2種類の銅（Cu）サイトを
持っていることが知られており（Rは希土類、Aはアルカ
リ土類元素）、1種類はab面に平行なCuO2面を形成し、
もう1種類はCuO2面間にCuOの1次元構造を形成すること
が分かっている。ここで前者CuO2面は超伝導電流の伝導
路として、後者CuO一次元構造は超伝導キャリアの供給
部さらに通常のキャリアの伝導路として機能しているこ
とが報告されている（A.Odagawa and Y.Enomoto,Physic
a C 252, 141 (1995)）。このような123系や124系、ま
たは両者が結合した247系は一般式R2A4Cu6+nO14+n-xで
表される。トンネル層であるRA2Cu2+zMzO7- wやRA2Cu2NO
8+yにおいて、Cuに対して部分置換されたMやNは、CuOの
Cuサイトに対して、一部または全部が選択置換される
が、発明者らは、置換された金属元素と酸素の層が結晶
のc軸方向の伝導を著しく制限し、トンネル層として働
くことを見いだした。このようなトンネル層に対してR2
A4Cu6+nO14+n-xで表される酸化物超伝導電極は、前記の
トンネル層に対して格子整合性や薄膜作成上の相性が良
い。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明
する。 （実施例１）酸化物超伝導電極としてLaBa2Cu3O7.0を、
電極用酸化物としてLaBa2Cu2TaO8.1を用いて超伝導素子
の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれLaBa2Cu3O6.7お
よびLaBa2Cu2TaO8.3のターゲットを用いたoff-axisスパ
ッタリング法により行い、同一真空槽内で積層を実施し
た。スパッタリングは酸素5%混合した20Paアルゴン雰囲
気中で80Wの放電電力で行い、約770℃に加熱した基板上
に成膜を実施した。図１に素子形成の工程図を示す。Sr
TiO3(100)面基板11上に超伝導電極層のLaBa2Cu 3O7薄膜1
2を100nm堆積させ、その上にトンネル層となるLaBa2Cu2
TaO8.1薄膜13を堆積した後、再び超伝導電極層LaBa2Cu3
O7を100nm堆積させ、上部電極14とした。超伝導層の膜
厚は堆積速度換算で1.2nmから100nmまで変化させて素子
形成を行った。これらの薄膜は全てc軸方位が基板面に
垂直に配向して成長していることが確認されている。素
子面積5×5μm2に描画したフォトレジスト15を形成した
後、アルゴンイオンでエッチングを行い、接合部16の切
り出しを行った。その後CaF2薄膜の絶縁分離層17を形成
し、引き出し銀電極18を配線して素子を完成させた。こ
の工程を経た後で、室温でのc軸方向での電気抵抗率が2
0Ωcm、素子は約80Ｋで超伝導転移することが確認され
た。
する。 （実施例１）酸化物超伝導電極としてLaBa2Cu3O7.0を、
電極用酸化物としてLaBa2Cu2TaO8.1を用いて超伝導素子
の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれLaBa2Cu3O6.7お
よびLaBa2Cu2TaO8.3のターゲットを用いたoff-axisスパ
ッタリング法により行い、同一真空槽内で積層を実施し
た。スパッタリングは酸素5%混合した20Paアルゴン雰囲
気中で80Wの放電電力で行い、約770℃に加熱した基板上
に成膜を実施した。図１に素子形成の工程図を示す。Sr
TiO3(100)面基板11上に超伝導電極層のLaBa2Cu 3O7薄膜1
2を100nm堆積させ、その上にトンネル層となるLaBa2Cu2
TaO8.1薄膜13を堆積した後、再び超伝導電極層LaBa2Cu3
O7を100nm堆積させ、上部電極14とした。超伝導層の膜
厚は堆積速度換算で1.2nmから100nmまで変化させて素子
形成を行った。これらの薄膜は全てc軸方位が基板面に
垂直に配向して成長していることが確認されている。素
子面積5×5μm2に描画したフォトレジスト15を形成した
後、アルゴンイオンでエッチングを行い、接合部16の切
り出しを行った。その後CaF2薄膜の絶縁分離層17を形成
し、引き出し銀電極18を配線して素子を完成させた。こ
の工程を経た後で、室温でのc軸方向での電気抵抗率が2
0Ωcm、素子は約80Ｋで超伝導転移することが確認され
た。
【００１０】この素子の4.2Kにおける電極間の電流・電
圧特性を測定し、超伝導層の厚みとの関係を調べた。図
２は超伝導層厚1.2nmの場合の素子特性である。明確な
ヒステリシスを持つ典型的なジョセフソン特性が認めら
れる。このような良質なジョセフソン特性は、特にトン
ネル層厚が1nmから10nmが再現性良く得ることができ、
好ましいことが確認された。このように本素子構造にお
いて優れた特性が得られるのは、超伝導素子層と酸化物
電極層の組み合わせの相性が非常に良いためと、電極層
が素子部の界面の保護膜として働いているためであると
考えられる。図３に1.2nmの超伝導素子層に対する酸化
物電極層の接合界面付近の結晶構造模式図を示す。図の
ようにトンネル層13と超伝導電極層12、14の界面結晶構
造は良く適合して接合されており、このことが、良質で
単一の超伝導トンネル素子の実現を可能にしたと考えら
れる。すなわち、良質で単一の超伝導トンネル素子が本
素子構造の電極を採用することで再現性良く実現できる
ことが示された。
圧特性を測定し、超伝導層の厚みとの関係を調べた。図
２は超伝導層厚1.2nmの場合の素子特性である。明確な
ヒステリシスを持つ典型的なジョセフソン特性が認めら
れる。このような良質なジョセフソン特性は、特にトン
ネル層厚が1nmから10nmが再現性良く得ることができ、
好ましいことが確認された。このように本素子構造にお
いて優れた特性が得られるのは、超伝導素子層と酸化物
電極層の組み合わせの相性が非常に良いためと、電極層
が素子部の界面の保護膜として働いているためであると
考えられる。図３に1.2nmの超伝導素子層に対する酸化
物電極層の接合界面付近の結晶構造模式図を示す。図の
ようにトンネル層13と超伝導電極層12、14の界面結晶構
造は良く適合して接合されており、このことが、良質で
単一の超伝導トンネル素子の実現を可能にしたと考えら
れる。すなわち、良質で単一の超伝導トンネル素子が本
素子構造の電極を採用することで再現性良く実現できる
ことが示された。
【００１１】ここでは、超伝導電極としてLaBa2Cu3O7を
用いたが、LaBa2Cu4O8やLa2Ba4Cu7O 15を用いた場合でも
ほぼ同様なトンネル素子特性を示す結果が得られた。 （実施例２）酸化物超伝導電極としてSmBaSrCu3O
6.7を、電極用酸化物としてSmSr2Cu2TaO7. 8を用いて超
伝導素子の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれSmSr2C
u3O6.5およびSmSr2Cu2TaO7.7のターゲットを用い、実施
例１と同様にして素子を完成させた。この工程を経た後
で、素子は約60Ｋで超伝導転移することが確認された。
この素子の4.2Kにおける電極間の電流・電圧特性を測定
した。実施例１と同様に、明確なヒステリシスを持つ典
型的なジョセフソン特性が認められる。このように本素
子構造において優れた特性が得られるのは、超伝導素子
層と酸化物電極層の組み合わせの相性が非常に良いため
と、電極層が素子部の界面の保護膜として働いているた
めであると考えられる。すなわち、良質で単一の超伝導
トンネル素子が本素子構造の電極を採用することで再現
性良く実現できることが示された。 （実施例３）酸化物超伝導電極としてYBa2Cu3O6.7を、
電極用酸化物としてYBa2Cu2.3Ni0.7O 6.7を用いて超伝導
素子の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれYBa2Cu3O
6.5およびYBa2Cu2.3Ni0.7O6.7のターゲットを用い、実
施例１と同様にして素子を完成させた。この工程を経た
後で、素子は約70Ｋで超伝導転移することが確認され
た。
用いたが、LaBa2Cu4O8やLa2Ba4Cu7O 15を用いた場合でも
ほぼ同様なトンネル素子特性を示す結果が得られた。 （実施例２）酸化物超伝導電極としてSmBaSrCu3O
6.7を、電極用酸化物としてSmSr2Cu2TaO7. 8を用いて超
伝導素子の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれSmSr2C
u3O6.5およびSmSr2Cu2TaO7.7のターゲットを用い、実施
例１と同様にして素子を完成させた。この工程を経た後
で、素子は約60Ｋで超伝導転移することが確認された。
この素子の4.2Kにおける電極間の電流・電圧特性を測定
した。実施例１と同様に、明確なヒステリシスを持つ典
型的なジョセフソン特性が認められる。このように本素
子構造において優れた特性が得られるのは、超伝導素子
層と酸化物電極層の組み合わせの相性が非常に良いため
と、電極層が素子部の界面の保護膜として働いているた
めであると考えられる。すなわち、良質で単一の超伝導
トンネル素子が本素子構造の電極を採用することで再現
性良く実現できることが示された。 （実施例３）酸化物超伝導電極としてYBa2Cu3O6.7を、
電極用酸化物としてYBa2Cu2.3Ni0.7O 6.7を用いて超伝導
素子の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれYBa2Cu3O
6.5およびYBa2Cu2.3Ni0.7O6.7のターゲットを用い、実
施例１と同様にして素子を完成させた。この工程を経た
後で、素子は約70Ｋで超伝導転移することが確認され
た。
【００１２】この素子の4.2Kにおける電極間の電流・電
圧特性を測定したところ、明確なヒステリシスを持つジ
ョセフソン特性が認められる。このように本素子構造に
おいて優れた特性が得られるのは、超伝導素子層と酸化
物電極層の組み合わせの相性が非常に良いためと考えら
れる。すなわち、良質で単一の超伝導トンネル素子が本
素子構造の電極を採用することで再現性良く実現できる
ことが示された。また、本実施例ではNiを選択置換させ
たが、Alを用いた場合でも同様のトンネル特性を示す結
果が得られた。 （実施例４）酸化物超伝導電極としてYBa2Cu3O6.7を、
電極用酸化物としてYBa2Cu2.7Co0.3O 6.7を用いて超伝導
素子の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれYBa2Cu3O
6.5およびYBa2Cu2.7Co0.3O6.7のターゲットを用い、実
施例１と同様にして素子を完成させた。この工程を経た
後で、素子は約20Ｋで超伝導転移することが確認され
た。
圧特性を測定したところ、明確なヒステリシスを持つジ
ョセフソン特性が認められる。このように本素子構造に
おいて優れた特性が得られるのは、超伝導素子層と酸化
物電極層の組み合わせの相性が非常に良いためと考えら
れる。すなわち、良質で単一の超伝導トンネル素子が本
素子構造の電極を採用することで再現性良く実現できる
ことが示された。また、本実施例ではNiを選択置換させ
たが、Alを用いた場合でも同様のトンネル特性を示す結
果が得られた。 （実施例４）酸化物超伝導電極としてYBa2Cu3O6.7を、
電極用酸化物としてYBa2Cu2.7Co0.3O 6.7を用いて超伝導
素子の作製を行った。薄膜の作製はそれぞれYBa2Cu3O
6.5およびYBa2Cu2.7Co0.3O6.7のターゲットを用い、実
施例１と同様にして素子を完成させた。この工程を経た
後で、素子は約20Ｋで超伝導転移することが確認され
た。
【００１３】この素子の4.2Kにおける電極間の電流・電
圧特性を測定したところ、明確なヒステリシスを持つジ
ョセフソン特性が認められる。このように本素子構造に
おいて優れた特性が得られるのは、超伝導素子層と酸化
物電極層の組み合わせの相性が非常に良いためと考えら
れる。すなわち、良質で単一の超伝導トンネル素子が本
素子構造の電極を採用することで再現性良く実現できる
ことが示された。また、本実施例ではCoを選択置換させ
たが、Ti、V、Cr、Mn、Fe、またはGaを用いた場合でも
同様のトンネル特性を示す結果が得られた。
圧特性を測定したところ、明確なヒステリシスを持つジ
ョセフソン特性が認められる。このように本素子構造に
おいて優れた特性が得られるのは、超伝導素子層と酸化
物電極層の組み合わせの相性が非常に良いためと考えら
れる。すなわち、良質で単一の超伝導トンネル素子が本
素子構造の電極を採用することで再現性良く実現できる
ことが示された。また、本実施例ではCoを選択置換させ
たが、Ti、V、Cr、Mn、Fe、またはGaを用いた場合でも
同様のトンネル特性を示す結果が得られた。
【００１４】
【発明の効果】以上のように前記本発明によれば、一般
式Ｒ2Ａ4Ｃｕ6+nＯ14+n-x（但しＲは希土類元素、Ａは
アルカリ土類元素、ｎは０、１及び２から選ばれる１つ
の数、ｘは０≦ｘ≦０．５の範囲の数を表す。）で表さ
れる酸化物超伝導電極と、一般式ＲＡ2Ｃｕ2ＮＯ
8+y（但しＲは希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、Ｎ
はＮｂ及びＴａから選ばれる少なくとも１種の金属元
素、ｙは−０．３≦ｙ≦０．３の範囲の数を表す。）で
表される複合酸化物トンネル層または一般式ＲＡ2Ｃｕ
2+zＭzＯ7-w（但しＲは希土類元素、Ａはアルカリ土類
元素、ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ及びＧａから選ばれる少なくとも１種の金属元素、
ｚは０＜ｚ≦０．７の範囲の数、ｗは０≦ｗ≦０．５の
範囲の数を表す。）で表される複合酸化物トンネル層と
を備えたトンネル型超伝導接合素子であることにより、
相性の良い超伝導材料と電極用金属材料の組み合わせに
より高性能のトンネル接合素子を提供できる。
式Ｒ2Ａ4Ｃｕ6+nＯ14+n-x（但しＲは希土類元素、Ａは
アルカリ土類元素、ｎは０、１及び２から選ばれる１つ
の数、ｘは０≦ｘ≦０．５の範囲の数を表す。）で表さ
れる酸化物超伝導電極と、一般式ＲＡ2Ｃｕ2ＮＯ
8+y（但しＲは希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、Ｎ
はＮｂ及びＴａから選ばれる少なくとも１種の金属元
素、ｙは−０．３≦ｙ≦０．３の範囲の数を表す。）で
表される複合酸化物トンネル層または一般式ＲＡ2Ｃｕ
2+zＭzＯ7-w（但しＲは希土類元素、Ａはアルカリ土類
元素、ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ及びＧａから選ばれる少なくとも１種の金属元素、
ｚは０＜ｚ≦０．７の範囲の数、ｗは０≦ｗ≦０．５の
範囲の数を表す。）で表される複合酸化物トンネル層と
を備えたトンネル型超伝導接合素子であることにより、
相性の良い超伝導材料と電極用金属材料の組み合わせに
より高性能のトンネル接合素子を提供できる。
【００１５】従って本発明によれば、高温で動作可能な
酸化物超伝導体を用いた良質の超伝導トンネル接合特性
を有する素子を実現でき、超伝導エレクトロニクスの基
本要素部品を提供するという有利な効果を発揮し、その
発展を大いに促すものである。
酸化物超伝導体を用いた良質の超伝導トンネル接合特性
を有する素子を実現でき、超伝導エレクトロニクスの基
本要素部品を提供するという有利な効果を発揮し、その
発展を大いに促すものである。
【図１】 本発明の一実施例における超伝導素子作製の
工程を示す図
工程を示す図
【図２】 本発明の一実施例において作製された超伝導
素子の電流・電圧特性図
素子の電流・電圧特性図
【図３】 本発明の一実施例において作製された超伝導
素子の接合部付近の結晶構造図
素子の接合部付近の結晶構造図
11 チタン酸ストロンチウム基板 12 LaBa2Cu3O7下部電極層 13 LaBa2Cu2TaO8.1トンネル層 14 LaBa2Cu3O7上部電極層 15 フォトレジスト 16 素子部 17 CaF2層間絶縁分離層 18 引き出しAg電極
Claims (2)
- 【請求項１】 一般式Ｒ2Ａ4Ｃｕ6+nＯ14+n-x（但しＲ
は希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、ｎは０、１及び
２から選ばれる１つの数、ｘは０≦ｘ≦０．５の範囲の
数を表す。）で表される酸化物超伝導電極と、一般式Ｒ
Ａ2Ｃｕ2ＮＯ8+ y（但しＲは希土類元素、Ａはアルカリ
土類元素、ＮはＮｂ及びＴａから選ばれる少なくとも１
種の金属元素、ｙは−０．３≦ｙ≦０．３の範囲の数を
表す。）で表される複合酸化物トンネル層とを備えたト
ンネル型超伝導接合素子。 - 【請求項２】 一般式Ｒ2Ａ4Ｃｕ6+nＯ14+n-x（但しＲ
は希土類元素、Ａはアルカリ土類元素、ｎは０、１及び
２から選ばれる１つの数、ｘは０≦ｘ≦０．５の範囲の
数を表す。）で表される酸化物超伝導電極と、一般式Ｒ
Ａ2Ｃｕ2+zＭzＯ7-w（但しＲは希土類元素、Ａはアルカ
リ土類元素、ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ及びＧａから選ばれる少なくとも１種の金属
元素、ｚは０＜ｚ≦０．７の範囲の数、ｗは０≦ｗ≦
０．５の範囲の数を表す。）で表される複合酸化物トン
ネル層とを備えたトンネル型超伝導接合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338652A JPH10178220A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | トンネル型超伝導接合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338652A JPH10178220A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | トンネル型超伝導接合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10178220A true JPH10178220A (ja) | 1998-06-30 |
Family
ID=18320197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8338652A Pending JPH10178220A (ja) | 1996-12-18 | 1996-12-18 | トンネル型超伝導接合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10178220A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008078639A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-04-03 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | ジョセフソン接合素子、その形成方法、および超電導接合回路 |
| JP2019145800A (ja) * | 2011-03-30 | 2019-08-29 | アンバチュア インコーポレイテッド | 非常に低い抵抗材料で形成された、電気的デバイス、機械的デバイス、コンピュータデバイス、および／または、他のデバイス |
-
1996
- 1996-12-18 JP JP8338652A patent/JPH10178220A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008078639A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-04-03 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | ジョセフソン接合素子、その形成方法、および超電導接合回路 |
| JP2019145800A (ja) * | 2011-03-30 | 2019-08-29 | アンバチュア インコーポレイテッド | 非常に低い抵抗材料で形成された、電気的デバイス、機械的デバイス、コンピュータデバイス、および／または、他のデバイス |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8055318B1 (en) | Superconducting integrated circuit technology using iron-arsenic compounds | |
| JPH08501416A (ja) | 酸化物超伝導体装置及び回路のための改善されたバリア層 | |
| JPH02177381A (ja) | 超伝導体のトンネル接合素子 | |
| JPH03228384A (ja) | 超電導素子 | |
| JPH10178220A (ja) | トンネル型超伝導接合素子 | |
| JP2500302B2 (ja) | 超電導素子及び超電導回路 | |
| JPH0714079B2 (ja) | 酸化物超電導三端子素子 | |
| JP2902939B2 (ja) | 酸化物薄膜とその製造方法、およびそれを用いた超電導素子 | |
| JP3186035B2 (ja) | 電界効果素子用積層薄膜および該積層薄膜を用いた電界効果トランジスター | |
| JPH104223A (ja) | 酸化物超電導体ジョセフソン素子 | |
| JP2515947B2 (ja) | 超電導素子 | |
| JP2908346B2 (ja) | 超電導構造体 | |
| JPH04275470A (ja) | 超電導体／絶縁体層構造からなる製品、およびその製品の製造方法 | |
| JP2931779B2 (ja) | 超電導素子 | |
| JP3258824B2 (ja) | 金属酸化物材料、それを用いた超伝導接合素子及び超伝導素子用基板 | |
| JP2002141564A (ja) | 超電導素子及びその製造方法 | |
| JP3155641B2 (ja) | 超伝導トンネル接合デバイス | |
| JP2899287B2 (ja) | ジョセフソン素子 | |
| JP2679610B2 (ja) | 超電導素子の製造方法 | |
| JPH06132573A (ja) | 酸化物超伝導薄膜およびトンネル接合型ジョセフソン素子 | |
| JP3212141B2 (ja) | 超伝導素子 | |
| JPH1098218A (ja) | トンネル型超伝導接合素子 | |
| JPH05190927A (ja) | トンネル型ジョセフソン接合素子及びその作製方法 | |
| JPH1126822A (ja) | 高温超伝導ジョセフソン素子およびその製造方法 | |
| JPH02186681A (ja) | 超電導接合装置 |