JPS5889878A - 超伝導回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、接地用超伝導体層上に層間絶縁層を形成し、
その層関糖縁層上に超伝導回路を構成してなる構成の超
伝導回路構成部が基板上に形成されてなる構成を有する
超伝導回路装置に関する。

新株超伝導ａ路装置として、従来、第１図に示す如き、
シリコン、ガラス等でなる基板１上に、鉛、鉛−インジ
ウム−金合金、ニオブ等でなるａｍ用超伝導体湘２が蒸
着、スパッタリング等・によって形成され、その接地用
超伝導体層２上に８１０２　　等でなる層間絶縁層５が
蒸着勢によって形成され、一方層間＠社層ｓ上に超伝導
回路構成部４が構成され、この場合超伝導回路４が、層
間４８轍層３上ｌこ鉛、鉛−インジウム−金合金、鉛−
ビス１フ合金、−ニオブ等でなる超伝導体層５が所要の
パターンを以って形成され、その少くとも遊端部の表面
上に超伝導体層５に対する酸化処珈によりトンネル障壁
となる薄い絶縁層６が形成され、又層間絶縁層５上に超
伝導体層５とｔ１１様の材料でなる超伝導体層７が、超
伝導体層５と絶縁層６を介して対向延長せる態様を以っ
て所要のパターンを以って形成され、更に層間絶縁層ｓ
上に超伝導体層５及び７を堀設せる態様を以って層間絶
縁層３ぷ同様の材料でな−る層間絶縁層８が形成され、
その層間絶縁層８上に、超伝導体層７が超伝導体層５と
絶縁層６を介して対向延長している部と対向延長せる態
様を以って超伝導体層５及び７と同様の材料でなる超伝
導体層９が所要のパターンを以って形成されてなる構成
を有するものが提案されている。

所で欺る構成を有する超伝導回路装置は、接地用超伝導
体層２、層間絶縁層５及び超伝導回路４による超伝導−
結構底部１０を有し、その超伝導−結構底部１０が基板
１上に形成されてなる構成を有するものである。そして
この場合、Ｉ！ｊｉ伝導回路構成一部１０の超伝導回路
４が、超伝導体層７が超伝導体層５に４８縁層６を介し
て対向−擾している部に於て形成されたジョセフソン−
合１１を有し、そのジョセフソン接合１１が、超伝導体
層７が超伝導体層５に絶縁層６を合１１と対向延長して
いる超伝導体層９に制御用電流が流されることによって
その超伝導体層９の周りに発生する磁場の影響を愛社て
スイッチング制御されるものである。又接地用超伝導体
層２が、上述せる如くに超伝導体層９の周りに発生する
磁場を、接地用超伝導体層２と超伝導体層９との間に局
在せしめ、従って上述せるジョセフソン接合１１のスイ
ッチング制御を効果的になさしめるものである。

従ってＷＸ１図に示す従来のヌ伝導回路装置によれば、
接地用超伝導体層２上に層間絶縁層５を形成し、その層
間絶縁層３上に超伝導回路４を構成してなる構成の超伝
導回路構成＠１０が、基板１上に形成さｎてなる構成を
有し、そして接地用超伝導体層２にて、超伝導回路４を
構成せる超伝導体層９に流される電流によってその超伝
導体層９の属り、に発生する磁場を、接地用超伝導体層
２と超伝導体層９との闇に局在せしめて、超伝導回路４
を構成゛せるジョセフソン接合１１を効果的にスイッチ
ング制御せしめ得るものである。　　　゛ 然し乍ら、接地用超伝導体層２にて、超伏４回１ｌｉ８
４を構成せる超伝導体層９に流される電、流によってそ
の超伝導体層９の周りに発生する磁場を、接地用超伝導
体層２と超伝導体層９との間に局在せしめる様になされ
ている為、接地用超伝導体４２と超伝導体層９との間に
、磁場の影響を受けてはならない超伝導体層、他のジョ
セフソン接合等を配し得ないという制約を有し、この為
超伝導回路装置が全体として大面積化するものであるｂ 依って本発明は、全体として小ｍｌ横化し得る、ｔｉｒ
規′な斯ａｌｌ［超伝導回路装置を提案せんとするもの
で、以下詳述する所より明らかとなるであろう。

第２図は本発明による超伝導回路装置、の−例を示し、
第１図にて上述せる接地用Ｓ＠導体層２上に層間′＠縁
層５を形成し、その層間絶縁層ｓ上に超伝導回路４を構
成してなる構成の超伝導回路構成部１０と同様の構成を
有する超伝導回路構成部の少くとも２つが、第１丞び第
２の超伝導回路構成部１０Ａ及び１０Ｂとして有し、而
してそれ等温１及び第２の超伝導回路構成部１０人及び
ＩＤＢが、第１図の場合と同様の基板１上に積重ね−ら
れて形成されてなる構成を有する。同第１及び嬉２の超
伝導回路構成部１０ム及び１０Ｂに於て、第１図との対
応部分には同一１号にＡ及びＢの附された符号が附され
ている。

この場合、超伝導回路構成ｆｉ１０Ａ及びＩ　ＤＢは、
超伝導回路構成部ＩＯＡを基板１ｗ４として基板１上に
積重ねられて形成され、又超伝導−祁構成Ｎ１０Ａ及び
１０Ｂ閣に層間絶縁層５と同様の絶縁４２１が介挿され
ているものである。

以上が本発明による超伝導回路装置の一例構成であるが
、斯る構成によ°れば、その超伝導−路構成１＠Ｓ１０
　＆及゛び１０Ｂの夫々が、爾１ｄｉｉｌにて上述せる
超伝導回路構成部１０と同様の構成を有する・めで、超
伝導回路構成部１０Ａに於て、第１図の場合と同様に、
接地用超伝導体層２人にて、超伝導回路４人を構成せる
超伝導体層９人に流される電流によってその超伝導体層
９Ａの周りに発生する磁場を、接地用超伝導体ｌ曽２人
と超伝導体層９’Ａとの間に局在せしめて、超伝導回路
４Ａを構成せるジョセフソン接合１１Ａを効果的にスイ
ッチング制御せしめ得、又超伝導回路構成４１０Ｂに於
ても、同様に、接地用超伝導体層２Ｂにて、超伝導回路
４Ｂを構成せる超伏導体層’９　Ｂに流される電流によ
ってその超伝導体４９Ｂの周りに発生する磁場を、接地
用超伝導体４２Ｂと超伝導体層９Ｂとの間番と局在せし
めて、超伝導回路４Ｂを構成せるジョセフソン接＄１１
Ｂを効果的にスイッチングｌｉ′Ｉｌ＠せしめ得るもの
である。又この為、第１図の場合と同様に、超伝導回路
構成部１−０λに於て、接地用超伝導体層２人と超伝導
体層９Ａとのｌ１ｉ１に、磁場の影響を受けてはならな
い超伝導体層、他のジョセフソン接合等を配し得ないも
めであり、又超伝導回路構成１５１０Ｂに於ても、同様
に、接地用超伝導体層２Ｂと超伝導体層９Ｂとの間に、
磁場の影響を受ゆではならない超伝導体層、他のジョセ
フソン接合等を配し得ないものである。

然し乍ら、第２図に示す本発明による超伝導回路装置の
場合、第１図にて上述せる超伝導回路構成部１０と同様
の超伝導回路構成部１０Ａ及び１０Ｂが、基板１上に積
重ねられて形成されているので、基板１の面積を第１図
′の場合の１７２程度迄小としても、＃！１図の場合と
同様の機能を得る事ができるものである。又超伝導回路
構成ｊ＠ｌＩ　ＤＡ及びＩＯＢを夫々構成せる接地用超
伝導体層２人及び２Ｂは、蟲然乍ら反磁性を呈するもの
であるが、斯ぐ反磁性を呈する接地用超伝導体層２Ｂが
超伝導−結構底部１０Ａ及び１０Ｂ間に介挿されてなる
構成を有するので、超伝導回路構成部１０ム゛及び１０
Ｂが、接地用超伝導体層２Ｂによって、磁気的に互に分
離された状態で動作するものである。

依って第２図にて上述せる本発明による超伝導回路装置
によれば、第１図にて上述せる従来の超伝導回路装置に
て得られると同様の機能を、第１図にて上述せる従来の
超伝導回路装置に比し格段的に小面積化して得ることか
できるという大なる特徴を有するものである。

次に本発明による超伝導回路装置の他の例につき第６図
を伴なう、て述べるに、第２図との対応部分には同一符
号を附し詳細説明はこＶ、を省略するも、第２図にて上
述せる構成に於て、超伝導回路構成部１０Ａ及０１０Ｂ
閣に、絶縁層２１と超伝導回路構成部１０Ｂを構成せる
接地用超伝導体層２Ｂとの間に介挿せる態様を以って、
パーマロイ、ミューメタル等の高透磁率を有する材料で
なるを可とする磁性層２２が介挿されてなる事を除いて
は、第２図の場合と同様の構成を有する０ 以上が本発明による超伝導回路装置の他の例の構成であ
るが、斯る構成によれば、それが第２図にて上述せる構
成に於て、その超伝導回路＃４１１ｔ部１０Ａ及び１０
Ｂ間に、磁性層２２が介挿されてなる事を除いては、第
２図の場合と同様の構成を有するので、詳細説明はこれ
を省略する□も第２図の場合と同様゛の優れた特徴を有
するものである。

然し乍ら第３図にて上述せる本発明による超伝導回路装
置の場合、超伝導回路構成部１０ム及び１０Ｂ間に磁性
層２２を有するので、超伝導回路構成部１０Ａの超伝導
体層９人と超伝導回路構成部１０Ｂの接地用超伝導体層
２Ｂとの間の間隔が第２図の場合に比し格段的に小であ
りが、磁性層２２内に留められて、超伝導回路ｍ底部１
０Ｂを構成せる接地用超伝導体層２Ｂに達せず、依って
超伝導回路構成部１０Ｂの接地用超伝導体層２Ｂが超伝
導、回路構成部１０Ａの接地用超伝導体層として、接地
用超伝導体層２人と同様の作用をなすことがなく、依っ
て超伝導回路構成部１０Ａの超伝導体層９ムと超伝導Ｕ
＠Ｉｉ８粥成部ｔｏ底部接地用超伝導体層２Ｂと、の間
の間隔が少であっても、超伝導体回路構成部１０Ａが所
期の特性を以って作動するものである。

尚上述に於ては本発明の僅かな例を示したに留まり、あ
る場合は、＃！２図にて上述せる構成に於て、その基板
１が超伝導回路構成部１０Ｂの超伝導回路構成部１０人
側とは反対糊にある構成とすることもでき、又第５図に
て上述せる構成に於て、その超伝導回路構成部１０Ｂが
その接地用超伝導体層２Ｂをして超伝導回路構成＠’Ｈ
ｏＡ＠とは反対側とせる構成とするこ−ともでき、更に
超伝導回路構成部１０Ａ及び１０Ｂの何れか一力が、超
伝導体層を有するもジョセフソン接合を有さざる構成と
することもできるものである。父上述に於ては、ンヨセ
フソン接合が所幽トンネル接合・直ａｍである′として
図示説明したものであるぎ、ジョセフソン接合を所浦ト
ンネル接合・直交型とすることもでき、史にはブリッジ
型とするこ−ともでき、その他車発明の精神を脱するこ
となしに檀々の変型変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の超伝導回路装置を示・す路線的断面図、
第２図は本発明による超伝導回路装置の一例を示す路線
的断面図、第５図は本発明による超伝導回路装置の他の
例を示す路線的断面図である。 図中１は基板、２Ａ及び２Ｂは接地用超伝導体層、５Ａ
及び３Ｂは眉間絶縁層、４Ａ及び４Ｂは超伝導回路、５
Ａ、５Ｂ、７ム、７Ｂ。 ９Ａ及び９Ｂは超伝導体層、ＩＯＡ及び１０Ｂは超伝導
回路構成部、１１人及０１１Ｂはジョセフソン接合、２
１は絶縁層、２には磁性層を夫々示す。 出願人　日本電信Ｘ砧公社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｗ！地用超伝導体層上に層間絶縁層を形成し、娘層
   間絶縁層上＆Ｃ超伏−回路を構成してなる構成の超伝導
   −路構底部の少くとも２つを第１及びｍ２の超伝導回路
   構成部として有し、該第１及びＩＩＥ２の超伝導−路構
   底部が基板上に積電ねられて形成されてなる拳を４Ｉ像
   とする超伝導回路装置。 ２、接地用逓伝導体層上に層間絶縁層を形成し、該層閲
   絶醸層上に超伝導回路を構成してなる構成の超伝導−路
   構底部の少くとも２つを第１及び第２の超伝導−路構底
   部と゛して有し、該第１及び嬉２の超伝導−路構底部が
   基板上に積重ねられて形成され、上記ｇｔ及び［２の超
   伝導回路ｉＩＩ！ｉＬｓ閏蟇こ磁性層が介挿されてなる
   事を特徴とする超伝導回路装置。