JPS607397B2 - スクイド - Google Patents
スクイドInfo
- Publication number
- JPS607397B2 JPS607397B2 JP57094361A JP9436182A JPS607397B2 JP S607397 B2 JPS607397 B2 JP S607397B2 JP 57094361 A JP57094361 A JP 57094361A JP 9436182 A JP9436182 A JP 9436182A JP S607397 B2 JPS607397 B2 JP S607397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- squid
- superconducting
- substrate
- holes
- 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
Links
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
- H10N60/10—Junction-based devices
- H10N60/12—Josephson-effect devices
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスクィド（ＳＱＵｍ）に関するものである。
超伝導体間の弱い部分をジョセフソン結合といい、この
弱い結合部分を含むリングを一般にスクイド（Ｓｕｐｅ
ｒｃｏｎｄｕｃｔｊｎｇＱｕａｎｔｎｍｌｎにｒｆｅｒ
ｅｎＣｅＤｅｖｉｃｅｓの略としてＳＱＵＩＤと表示）
と呼んでいる。
弱い結合部分を含むリングを一般にスクイド（Ｓｕｐｅ
ｒｃｏｎｄｕｃｔｊｎｇＱｕａｎｔｎｍｌｎにｒｆｅｒ
ｅｎＣｅＤｅｖｉｃｅｓの略としてＳＱＵＩＤと表示）
と呼んでいる。
このスクィドは、高感度の磁束計、磁束こう配計、電流
計、低温用温度計等、各種の分野に応用が可能である。
第１図および第２図は従来公知のスクィドを示す構成図
で、いずれも弱い結合部分を機械的な点接触形で構成し
たものである。
計、低温用温度計等、各種の分野に応用が可能である。
第１図および第２図は従来公知のスクィドを示す構成図
で、いずれも弱い結合部分を機械的な点接触形で構成し
たものである。
しかしながら、このような従来公知のスクィド‘こおい
ては、点接触部分の接触圧の調整に長時間を要すること
、長期間の使用あるいは常温と極低温の温度サイクルに
よって点接触圧が変化し、検出感度が変動したり長寿命
が期待できないこと、振動の影響を受けること等、実用
上種々の問題があった。ここにおいて、本発明は従来公
知のスクィドにおける問題点をなくし、検出感度が高く
、長寿命で安定な動作を行なうスクィドを提供しようと
するものである。
ては、点接触部分の接触圧の調整に長時間を要すること
、長期間の使用あるいは常温と極低温の温度サイクルに
よって点接触圧が変化し、検出感度が変動したり長寿命
が期待できないこと、振動の影響を受けること等、実用
上種々の問題があった。ここにおいて、本発明は従来公
知のスクィドにおける問題点をなくし、検出感度が高く
、長寿命で安定な動作を行なうスクィドを提供しようと
するものである。
第３図は本発明にかかわるスクィドの構成説明図である
。
。
本発明に係るスクィドは、弱い結合部分をサフアイャ基
板上に形成した超伝導金属の薄膜ブリッジで構成すると
ともに、このサフアィャ基板を超伝導リングブロックで
保持することを特徴とする。
板上に形成した超伝導金属の薄膜ブリッジで構成すると
ともに、このサフアィャ基板を超伝導リングブロックで
保持することを特徴とする。
図において、１０１ま弱い結合部分が薄膜ブリッジで構
成された薄膜スクィド、６０‘ま例えばホワイトメタル
で構成された超伝導リングブロックで、これには薄膜ス
クィド１０が収まる溝６１と後述するコイル７１，７２
が挿入される円筒状の穴６２，６３およびこの穴６２，
６３を結ぶ幅の狭にスリット６４が設けられている。
成された薄膜スクィド、６０‘ま例えばホワイトメタル
で構成された超伝導リングブロックで、これには薄膜ス
クィド１０が収まる溝６１と後述するコイル７１，７２
が挿入される円筒状の穴６２，６３およびこの穴６２，
６３を結ぶ幅の狭にスリット６４が設けられている。
８川まスクィド１０を押える押え板で、例えばフェノー
ル樹脂、石英あるいはセラミック等で構成されている。
ル樹脂、石英あるいはセラミック等で構成されている。
８１，８２は押えネジで、薄膜スクィド１０を溝６１に
収納した後、これらのネジを縦付けることにより薄膜ス
クィド１０を超伝導リングブロック６川こ保持させる。
コイル７１は、スクイドー０‘こ例えば側定すべき外部
磁束に対応した磁束を交叉させるためのものであり、コ
イル７２はスクイド１０の出力を取り出すためのもので
、いずれも薄膜スタンド１川こおし、．て、超伝導薄膜
の穴３１，３２の筒緑部および薄膜ブリッジで構成され
る超伝導リング誘導的に結合している。第４図は本発明
において用いられている薄膜スクィド１０の構成説明図
である。
収納した後、これらのネジを縦付けることにより薄膜ス
クィド１０を超伝導リングブロック６川こ保持させる。
コイル７１は、スクイドー０‘こ例えば側定すべき外部
磁束に対応した磁束を交叉させるためのものであり、コ
イル７２はスクイド１０の出力を取り出すためのもので
、いずれも薄膜スタンド１川こおし、．て、超伝導薄膜
の穴３１，３２の筒緑部および薄膜ブリッジで構成され
る超伝導リング誘導的に結合している。第４図は本発明
において用いられている薄膜スクィド１０の構成説明図
である。
この図において、１はＡＩ２０３単結晶（サファイア）
基板、２はこのサファイア基板上に形成した超伝導金属
、例えばＮｂの薄膜で、その膜厚は７００Ａ〜１０００
Ａである。３１，３２は穴、４１，４２は穴３１，３２
に連絡する２０仏ｍ程度の幅の細溝、５川ま紬溝の途中
に設けた弱い結合部分を構成する薄膜ブリッジで、その
幅は１仏ｍ以下となっており、穴３１，３２の各周縁は
この薄膜ブリッジ５０でつながつている。
基板、２はこのサファイア基板上に形成した超伝導金属
、例えばＮｂの薄膜で、その膜厚は７００Ａ〜１０００
Ａである。３１，３２は穴、４１，４２は穴３１，３２
に連絡する２０仏ｍ程度の幅の細溝、５川ま紬溝の途中
に設けた弱い結合部分を構成する薄膜ブリッジで、その
幅は１仏ｍ以下となっており、穴３１，３２の各周縁は
この薄膜ブリッジ５０でつながつている。
このような構成の薄膜スクィを製作するには次のような
手順による。
手順による。
… 先ずサフアィャ基板を洗浄し、この基板上に７００
Ａ〜１０００△程度の厚さの超伝導金属薄膜を、真空蒸
着法によって付着させる。
Ａ〜１０００△程度の厚さの超伝導金属薄膜を、真空蒸
着法によって付着させる。
真空蒸着法としては、電子ビーム蒸着あるいは高周波ス
パッタが適する。これによって、サフアィャ基板上に第
５図に示すように超伝導金属薄膜が形成される。（ｉｉ
）薄膜上にフオトレジスト２１を塗布する（第６図参照
）。
パッタが適する。これによって、サフアィャ基板上に第
５図に示すように超伝導金属薄膜が形成される。（ｉｉ
）薄膜上にフオトレジスト２１を塗布する（第６図参照
）。
このフオトレジスト膜２１の厚さは３０００△程度で均
一になされることが望ましい。フオトレジストを塗布後
、これを乾燥する。（ｉｉｉ〕 次に、フオトレジスト
を塗布した基板上に別に用意したパターンマスクを重ね
て露光、蛭付けを行なう。
一になされることが望ましい。フオトレジストを塗布後
、これを乾燥する。（ｉｉｉ〕 次に、フオトレジスト
を塗布した基板上に別に用意したパターンマスクを重ね
て露光、蛭付けを行なう。
パターンマスクは、第７図に示すようにあらかじめ所望
のスクィドパターンが形成されており、このパターンを
再現性よくフオトレジスト上に焼きつけるためには、パ
ターンマスクを基板上に透き間なく密着させることが重
要となる。『の 基板を現像液に浸し、現像を行なう。
のスクィドパターンが形成されており、このパターンを
再現性よくフオトレジスト上に焼きつけるためには、パ
ターンマスクを基板上に透き間なく密着させることが重
要となる。『の 基板を現像液に浸し、現像を行なう。
これによって、露光された部分はフオトレジストが剥れ
、薄膜として残したい部分にオトレジスト膜が付着する
（第８図参照）。Ｍ 次にフオトレジストに覆われてい
ない超伝導金属薄膜の剥離を行う。
、薄膜として残したい部分にオトレジスト膜が付着する
（第８図参照）。Ｍ 次にフオトレジストに覆われてい
ない超伝導金属薄膜の剥離を行う。
この剥離の方法として・は、化学エッチング、逆スパッ
タエッチング等があるが、逆スパッタエッチング法が正
確なパターンを得るうえで適している。第９図はこの工
程を終了した状態を示す。これによって、サフアィヤ基
板上に厚さが７００Ａ〜１０００Ａ、幅がｌＡｍ程度以
下、長さ２山ｍの超伝導金属薄膜による薄膜ブリッジ５
０が形成される。ＮＤ フオトレジスト膜の剥離を行な
った後、薄膜ブリッジ部分の臨界電流値ｌｃを調整する
。
タエッチング等があるが、逆スパッタエッチング法が正
確なパターンを得るうえで適している。第９図はこの工
程を終了した状態を示す。これによって、サフアィヤ基
板上に厚さが７００Ａ〜１０００Ａ、幅がｌＡｍ程度以
下、長さ２山ｍの超伝導金属薄膜による薄膜ブリッジ５
０が形成される。ＮＤ フオトレジスト膜の剥離を行な
った後、薄膜ブリッジ部分の臨界電流値ｌｃを調整する
。
ジョセフィン接合としてのｌｃは１００仏Ａ以下の値で
あって「 ここではｌｃの調整を、空気中の熱酸化によ
って薄膜ブリッジ部分に表面から絶縁層が次第に形成さ
れるという性質を利用して行なっている。すなわち、薄
膜ブリッジが形成された基板を例えば２９０００の電気
炉に挿入すると、熱酸化による絶縁層の増大に従ってｌ
ｃの値は第１０図に示すように時間とともに減少する。
したがって、適当な時間経過したところで電気炉により
取り出せば、所定のｌｃ値に調整できる。以上の手順に
よって、第４図に示すような薄膜スクィドが完成する。
あって「 ここではｌｃの調整を、空気中の熱酸化によ
って薄膜ブリッジ部分に表面から絶縁層が次第に形成さ
れるという性質を利用して行なっている。すなわち、薄
膜ブリッジが形成された基板を例えば２９０００の電気
炉に挿入すると、熱酸化による絶縁層の増大に従ってｌ
ｃの値は第１０図に示すように時間とともに減少する。
したがって、適当な時間経過したところで電気炉により
取り出せば、所定のｌｃ値に調整できる。以上の手順に
よって、第４図に示すような薄膜スクィドが完成する。
このようにして完成した薄膜スクィド１０を超伝導リン
グブロック６０で保持させると、超伝導リングブロック
６０と薄膜スクィド１０とが結合し、弱い結合部分を共
用とする全体で一つのスクィドを構成するもので、全体
のィンダクタンスが小さくなって検出感度を増大させる
ことができる。
グブロック６０で保持させると、超伝導リングブロック
６０と薄膜スクィド１０とが結合し、弱い結合部分を共
用とする全体で一つのスクィドを構成するもので、全体
のィンダクタンスが小さくなって検出感度を増大させる
ことができる。
以上説明したように、本発明によれば、基板材料として
サフアィャを用い、これに超伝導金属で薄膜を付着する
とともに弱い結合部分を形成して薄膜スクィドを構成し
、この薄膜スクィドを超伝導リングブロックで保持する
ようにしたもので、検出感度が高く、小形軽量で長期間
に亘つて動作の安定なスクィドが実現できる。
サフアィャを用い、これに超伝導金属で薄膜を付着する
とともに弱い結合部分を形成して薄膜スクィドを構成し
、この薄膜スクィドを超伝導リングブロックで保持する
ようにしたもので、検出感度が高く、小形軽量で長期間
に亘つて動作の安定なスクィドが実現できる。
第１図および第２図は従来公知ののスクィド、第３図は
本発明にかかわるスクィドの構成説明図、第４図は本発
明において使用される薄膜スクィドの構成説明図、第５
図、第６図、第８図及び第９図は薄膜スクィドの製造過
程を説明するための説明図、第７図はパターンマスクの
一例を示す説明図、第１０図は熱酸化時間と臨界電流値
との関係を示す線図である。 １０・・・薄膜スクィド、１・・・サファイア基板、２
・・・超伝導材料薄膜、３１，３２・・・穴、４１，４
２・・・細溝、５０・・・弱い結合部分、６０・・・超
伝導リングブロック、６４…スリット。 オ′図 ズ２図 〆３図 オ４図 オＪ図 オふ図 ，力７図 力８図 オ？図 オ ／〃 図
本発明にかかわるスクィドの構成説明図、第４図は本発
明において使用される薄膜スクィドの構成説明図、第５
図、第６図、第８図及び第９図は薄膜スクィドの製造過
程を説明するための説明図、第７図はパターンマスクの
一例を示す説明図、第１０図は熱酸化時間と臨界電流値
との関係を示す線図である。 １０・・・薄膜スクィド、１・・・サファイア基板、２
・・・超伝導材料薄膜、３１，３２・・・穴、４１，４
２・・・細溝、５０・・・弱い結合部分、６０・・・超
伝導リングブロック、６４…スリット。 オ′図 ズ２図 〆３図 オ４図 オＪ図 オふ図 ，力７図 力８図 オ？図 オ ／〃 図
Claims (1)
- １ サフアイヤ基板と、このサフアイヤ基板上に付着さ
れ２つの穴とこの２つの穴を結ぶ途中に弱い結合部分を
有する超伝導金属の薄膜と、コイルが挿入される２つの
穴とこの２つの穴を結ぶ幅の狭いスリツトを有し前記サ
フアイヤ基板を保持する超伝導リングブロツクとを具備
したスクイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57094361A JPS607397B2 (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | スクイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57094361A JPS607397B2 (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | スクイド |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1392777A Division JPS5399795A (en) | 1977-02-10 | 1977-02-10 | Skid and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5812382A JPS5812382A (ja) | 1983-01-24 |
| JPS607397B2 true JPS607397B2 (ja) | 1985-02-23 |
Family
ID=14108156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57094361A Expired JPS607397B2 (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | スクイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607397B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042611Y2 (ja) * | 1987-08-25 | 1992-01-29 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5026682A (en) * | 1987-04-13 | 1991-06-25 | International Business Machines Corporation | Devices using high Tc superconductors |
-
1982
- 1982-06-02 JP JP57094361A patent/JPS607397B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042611Y2 (ja) * | 1987-08-25 | 1992-01-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5812382A (ja) | 1983-01-24 |
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