JPS605234B2 - ジヨセフソン接合素子の製造方法 - Google Patents
ジヨセフソン接合素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS605234B2 JPS605234B2 JP56188161A JP18816181A JPS605234B2 JP S605234 B2 JPS605234 B2 JP S605234B2 JP 56188161 A JP56188161 A JP 56188161A JP 18816181 A JP18816181 A JP 18816181A JP S605234 B2 JPS605234 B2 JP S605234B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- envelope
- glass
- electrode
- josephson junction
- manufacturing
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0912—Manufacture or treatment of Josephson-effect devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はジョセフソン接合素子、特に点接触ジョセフ
ソン接合素子の製造方法に関する。
ソン接合素子の製造方法に関する。
周知のようにジョセフソン接合素子は電磁波の検波器と
して使用されるものであり、現今では点接触接合素子が
主に用いられている。第１図は従来のこの種接合素子の
断面図を示す。この構成は真ちゆう製の外囲器１を用い
たもので、Ｎｂ線材からなる針電極２をＮｂからなるウ
イスカポスト３に溶接し、これをボリカーボネートのよ
うな絶縁体４に接着してから外囲器１に固定する。又点
接触の平面電極５はＮｂ棒からなり、その周囲にねじを
切り、これを外図器１にねじ込み、このねじの遊びを補
償するため後部よりＮｂ製の押え棒６を挿入する。押え
棒６には孔７があげられてあり、特殊な同軸ドライバを
用いて平面電極５と押え棒６とを適当に前進、後退させ
て針電極２との接合を調節してから固定する。更に押え
棒６のねじ部に接着剤を注入して、素子の密封と固定を
完全にする。このような構成によれば機械的振動、熱サ
イクル等の問題については一応解決できるものの、その
製作が極めて面倒である。
して使用されるものであり、現今では点接触接合素子が
主に用いられている。第１図は従来のこの種接合素子の
断面図を示す。この構成は真ちゆう製の外囲器１を用い
たもので、Ｎｂ線材からなる針電極２をＮｂからなるウ
イスカポスト３に溶接し、これをボリカーボネートのよ
うな絶縁体４に接着してから外囲器１に固定する。又点
接触の平面電極５はＮｂ棒からなり、その周囲にねじを
切り、これを外図器１にねじ込み、このねじの遊びを補
償するため後部よりＮｂ製の押え棒６を挿入する。押え
棒６には孔７があげられてあり、特殊な同軸ドライバを
用いて平面電極５と押え棒６とを適当に前進、後退させ
て針電極２との接合を調節してから固定する。更に押え
棒６のねじ部に接着剤を注入して、素子の密封と固定を
完全にする。このような構成によれば機械的振動、熱サ
イクル等の問題については一応解決できるものの、その
製作が極めて面倒である。
すなわち上述したように絶縁体４の外囲器１に対する固
定、平面電極５の接合位置の設定のためのねじ加工、平
面電極５の外囲器１に対する固定更にはねじの遊びの補
償等が必要であり、その製作のために再現性、安定性に
欠けるため、大量生産にはどうしても適応できない。こ
の発明はこの種接合素子を再現性、安定性に充分に対応
できる製造方法を提供することを目的とする。
定、平面電極５の接合位置の設定のためのねじ加工、平
面電極５の外囲器１に対する固定更にはねじの遊びの補
償等が必要であり、その製作のために再現性、安定性に
欠けるため、大量生産にはどうしても適応できない。こ
の発明はこの種接合素子を再現性、安定性に充分に対応
できる製造方法を提供することを目的とする。
この発明の実施例を第２図以降の各図によって説明する
。
。
第２図はこの発明によって製作された接合素子の断面図
を示し、１１はガラス製の管状の外囲器、１２はＮｂ線
材からなる針電極、１３は同じくＮｂ材からなる平面電
極である。針電極１２は弾性をもたせるために屈曲して
あり、その先端は電解エッチング等により先鋭化されて
ある。そしてこの先端が平面電極１３に点接触する。１
４，１５は外囲器１１のガラスと熱膨張係数の合ったデ
ュメット線、１６，１７は前記ガラスと同質のガラスで
製造工程において加熱されて外囲器１１に溶着され、外
函器１１内を封止する。まず第３図に示すようにデュメ
ット線１４の先端に平面電極１３を溶接して固着すると
ともに、外囲器１１のガラスと同質のガラス玉１６′を
つけておく。
を示し、１１はガラス製の管状の外囲器、１２はＮｂ線
材からなる針電極、１３は同じくＮｂ材からなる平面電
極である。針電極１２は弾性をもたせるために屈曲して
あり、その先端は電解エッチング等により先鋭化されて
ある。そしてこの先端が平面電極１３に点接触する。１
４，１５は外囲器１１のガラスと熱膨張係数の合ったデ
ュメット線、１６，１７は前記ガラスと同質のガラスで
製造工程において加熱されて外囲器１１に溶着され、外
函器１１内を封止する。まず第３図に示すようにデュメ
ット線１４の先端に平面電極１３を溶接して固着すると
ともに、外囲器１１のガラスと同質のガラス玉１６′を
つけておく。
針電極１２はこれに弾性をもたせるため予め屈曲させて
おき、これもデュメツト線１５の先端に溶接して固着し
、かつ外囲器１１のガラスと同質のガラス玉１７′をつ
けておく。ガラス；１６′，１７′は円筒状とされてあ
り、その中心に各デュメット線１４，１５を挿通してお
く。なお前記溶接の際に汚れがでた場合、希フッ酸等で
エッチングし洗浄するとよい。次に第３図、第４図に示
す針電極１２、平面電極１３を外囲器１１の各端部から
互に向かい合うように挿入する。
おき、これもデュメツト線１５の先端に溶接して固着し
、かつ外囲器１１のガラスと同質のガラス玉１７′をつ
けておく。ガラス；１６′，１７′は円筒状とされてあ
り、その中心に各デュメット線１４，１５を挿通してお
く。なお前記溶接の際に汚れがでた場合、希フッ酸等で
エッチングし洗浄するとよい。次に第３図、第４図に示
す針電極１２、平面電極１３を外囲器１１の各端部から
互に向かい合うように挿入する。
そして針電極１２と平面電極１３との接合圧を所望どお
り維持した状態（そのためにはデュメット線１４，１５
の一方又は両方を適宜加圧すればよい。）で、ガラス玉
１６′，１７′と外園器１１とが接している部分のみを
加熱する。この加熱によりガラス玉と外囲器１１とがと
げ合って溶着し、外囲器１１内は気密に封止される。又
ガラス玉１６′，１７′は加熱により第２図に示すガラ
ス１６，１７となり、外因器１１と一体となるので、機
械的にも安定し、接合圧も確実に維持される。そしてガ
ラスを使用しているので耐熱性も充分であり、室温、Ｎ
２、Ｈｅの温度サイクルにも充分耐えられる。なおジョ
セフソン効果をもたらすためには、針電極１２、平面電
極１３の表面に酸化膜が必要であるが、前述のようにガ
ラス封止する際に、不活性ガス（たとえばＮ２ガス）と
酸化性ガス（たとえば０２ガス）とを適当な比率で混合
した雰囲気ガスを使用すれば、希望する膜厚の酸化膜を
形成することができる。
り維持した状態（そのためにはデュメット線１４，１５
の一方又は両方を適宜加圧すればよい。）で、ガラス玉
１６′，１７′と外園器１１とが接している部分のみを
加熱する。この加熱によりガラス玉と外囲器１１とがと
げ合って溶着し、外囲器１１内は気密に封止される。又
ガラス玉１６′，１７′は加熱により第２図に示すガラ
ス１６，１７となり、外因器１１と一体となるので、機
械的にも安定し、接合圧も確実に維持される。そしてガ
ラスを使用しているので耐熱性も充分であり、室温、Ｎ
２、Ｈｅの温度サイクルにも充分耐えられる。なおジョ
セフソン効果をもたらすためには、針電極１２、平面電
極１３の表面に酸化膜が必要であるが、前述のようにガ
ラス封止する際に、不活性ガス（たとえばＮ２ガス）と
酸化性ガス（たとえば０２ガス）とを適当な比率で混合
した雰囲気ガスを使用すれば、希望する膜厚の酸化膜を
形成することができる。
実際には前記したガラス封止には、第５図に示すように
一対のグラフアィト治具２１，２２を用意し、両沿具２
１，２２間に、内部に各部品を挿入した外圏器１１を配
置し、各治具２１，２２を発熱させることによってガラ
ス玉１６′，１７′を外囲器１１に溶着するとよい。
一対のグラフアィト治具２１，２２を用意し、両沿具２
１，２２間に、内部に各部品を挿入した外圏器１１を配
置し、各治具２１，２２を発熱させることによってガラ
ス玉１６′，１７′を外囲器１１に溶着するとよい。
この場合上部となるデュメツト線（図の例ではデュメッ
ト線１４）に重りなどをおくことにより、接合圧を自由
に選定できる。又両拾具２１，２２間を冷却すれば、針
電極１２、平面電極１３及びその周囲の外園器１１の周
壁の加熱を極力回避することができる。両沿具２１，２
２間に多数の外園器を配置すれば、一度に多数の外囲器
についてのガラス封止が可能となる。なお実施例ではジ
ョセフソン接合素子用の電極としてニオブ（Ｎｂ）を用
いて説明したが、ニオブに限られることなくすべての超
伝導材料例えば鉛、スズ、バナジウム、インジウムでも
よいことは言うまでもない。以上詳述したようにこの発
明によれば、ガラスの外囲器とデュメット線のガラスと
の溶着により封止するので、従来のようなねじによる場
合よりも再現よく、かつ安定に製作でき、又ねじの遊び
の補償も不用となるし、更にデュメツト線自体をリード
として使用できるので、従来のように別個にリードを接
続する必要はなくなり、又構成も簡単であることとあい
まって大量に生産することもでき、酸化膜厚も封止時の
ガス成分により任意にコントロールできるし、しかも各
電極の接合位置の保持、並びに封止は単にガラスの溶着
のための加熱だけでよいので、その製作が極めて容易で
あるといった諸効果を奏する。
ト線１４）に重りなどをおくことにより、接合圧を自由
に選定できる。又両拾具２１，２２間を冷却すれば、針
電極１２、平面電極１３及びその周囲の外園器１１の周
壁の加熱を極力回避することができる。両沿具２１，２
２間に多数の外園器を配置すれば、一度に多数の外囲器
についてのガラス封止が可能となる。なお実施例ではジ
ョセフソン接合素子用の電極としてニオブ（Ｎｂ）を用
いて説明したが、ニオブに限られることなくすべての超
伝導材料例えば鉛、スズ、バナジウム、インジウムでも
よいことは言うまでもない。以上詳述したようにこの発
明によれば、ガラスの外囲器とデュメット線のガラスと
の溶着により封止するので、従来のようなねじによる場
合よりも再現よく、かつ安定に製作でき、又ねじの遊び
の補償も不用となるし、更にデュメツト線自体をリード
として使用できるので、従来のように別個にリードを接
続する必要はなくなり、又構成も簡単であることとあい
まって大量に生産することもでき、酸化膜厚も封止時の
ガス成分により任意にコントロールできるし、しかも各
電極の接合位置の保持、並びに封止は単にガラスの溶着
のための加熱だけでよいので、その製作が極めて容易で
あるといった諸効果を奏する。
第１図は従来例の断面図、第２図はこの発明方法によっ
て製作されたものの断面図、第３図、第４図は一部の断
面図、第５図は製作工程の一部を説明する断面図である
。 １１・・・・・・外園器、１２・・・・・・針電極、１
３・・・・・・平面電極、１４，１５・・・・・・デュ
メツト線、１６，１６′，１７，１７′……ガラス。 案〆図 第２図 第３図 第４図 弟づ図
て製作されたものの断面図、第３図、第４図は一部の断
面図、第５図は製作工程の一部を説明する断面図である
。 １１・・・・・・外園器、１２・・・・・・針電極、１
３・・・・・・平面電極、１４，１５・・・・・・デュ
メツト線、１６，１６′，１７，１７′……ガラス。 案〆図 第２図 第３図 第４図 弟づ図
Claims (1)
- １ ガラスからなる管状の外囲器の一方の端部に、先端
にジヨセフソン接合素子用の平面電極を固定した、前記
外囲器と熱膨張係数の合ったデユメツト線を挿入し、又
他方の端部に、先端にジヨセフソン接合素子用の針電極
を固定した、前記外囲器と熱膨張係数の合ったデユメツ
ト線を挿入し、前記平面電極と針電極とが点接触した状
態で、前記各デユメツト線に設けたガラスとこのガラス
に向かい合う前記外囲部分とを加熱により溶着して封止
してなるジヨセフソン接合素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56188161A JPS605234B2 (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | ジヨセフソン接合素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56188161A JPS605234B2 (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | ジヨセフソン接合素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5889879A JPS5889879A (ja) | 1983-05-28 |
| JPS605234B2 true JPS605234B2 (ja) | 1985-02-08 |
Family
ID=16218815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56188161A Expired JPS605234B2 (ja) | 1981-11-24 | 1981-11-24 | ジヨセフソン接合素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605234B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227388A (ja) * | 2007-03-22 | 2007-09-06 | Mitsubishi Materials Corp | 電子部品封入体 |
-
1981
- 1981-11-24 JP JP56188161A patent/JPS605234B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227388A (ja) * | 2007-03-22 | 2007-09-06 | Mitsubishi Materials Corp | 電子部品封入体 |
| JP4544255B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2010-09-15 | 三菱マテリアル株式会社 | 電子部品封入体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5889879A (ja) | 1983-05-28 |
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