JPS6161555B2 - - Google Patents
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- JPS6161555B2 JPS6161555B2 JP54143126A JP14312679A JPS6161555B2 JP S6161555 B2 JPS6161555 B2 JP S6161555B2 JP 54143126 A JP54143126 A JP 54143126A JP 14312679 A JP14312679 A JP 14312679A JP S6161555 B2 JPS6161555 B2 JP S6161555B2
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- JP
- Japan
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- layer
- tunnel junction
- superconductor
- barrier layer
- josephson device
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Links
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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
- H10N60/10—Junction-based devices
- H10N60/12—Josephson-effect devices
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、第１の超伝導体層とその第１の超伝
導体層上に配されたバリヤ層とそのバリヤ層上に
配された第２の超伝導体層との積層構成を有する
トンネル接合型ジヨセフソン素子及びその製法の
改良に関する。
導体層上に配されたバリヤ層とそのバリヤ層上に
配された第２の超伝導体層との積層構成を有する
トンネル接合型ジヨセフソン素子及びその製法の
改良に関する。
従来、種々の斯種トンネル接合型ジヨセフソン
素子が提案されているが、その何れも、少ない回
数の常温と極低温との間の温度サイクルにしか耐
えられないという問題があつたり、第１及び第２
の超伝導体層の超伝導転移温度が低いことにより
極低温を得るに大なる消費電力を要するという問
題があつたり、第１及び第２の超伝導体層及びバ
リヤ層、特村に出来得る限り薄いを可とするバリ
ヤ層を再現性良く容易に得ることが困難であると
いう問題があつたりしていた。
素子が提案されているが、その何れも、少ない回
数の常温と極低温との間の温度サイクルにしか耐
えられないという問題があつたり、第１及び第２
の超伝導体層の超伝導転移温度が低いことにより
極低温を得るに大なる消費電力を要するという問
題があつたり、第１及び第２の超伝導体層及びバ
リヤ層、特村に出来得る限り薄いを可とするバリ
ヤ層を再現性良く容易に得ることが困難であると
いう問題があつたりしていた。
因みに従来、第１図に示す如き、基板１上に帯
状の超伝導体層２が形成され、この超伝導体層２
の遊端部上にバリヤ層３が形成され、このバリヤ
層３上に帯状の超伝導体層４が、バリヤ層３側よ
りみて超伝導体層２側とは反対側に基板１上に延
長せる態様を以つて形成されてなる所謂直線形の
トンネル接合型ジヨセフソン素子に於て、この超
伝導体層２がPb−In合金又はPb−In−Sn合金若
しくはPb−In−Au合金でなり、又バリヤ層３が
斯るPb−In合金又はPb−In−Sn合金若しくはPb
−In−Au合金でなる超伝導体層２の表面の酸化
によつて得られた酸化物層でなり、更に超伝導体
層４がPb又はPb−Au合金でなるというトンネル
接合型ジヨセフソン素子が最も実用性のあるトン
ネル接合型ジヨセフソン素子の１つであると提案
されているも、斯るトンネル接合型ジヨセフソン
素子であつても、それが僅か500回程度迄の常温
と極低温との間の温度サイクルにしか耐えられな
いものであり、又超伝導転移温度が10゜Ｋ以下で
あるに過ぎないものであり、更にバリヤ層を薄く
得んとすればそのバリヤ層がピンホールの生じた
ものとして得られて了うものであつた。
状の超伝導体層２が形成され、この超伝導体層２
の遊端部上にバリヤ層３が形成され、このバリヤ
層３上に帯状の超伝導体層４が、バリヤ層３側よ
りみて超伝導体層２側とは反対側に基板１上に延
長せる態様を以つて形成されてなる所謂直線形の
トンネル接合型ジヨセフソン素子に於て、この超
伝導体層２がPb−In合金又はPb−In−Sn合金若
しくはPb−In−Au合金でなり、又バリヤ層３が
斯るPb−In合金又はPb−In−Sn合金若しくはPb
−In−Au合金でなる超伝導体層２の表面の酸化
によつて得られた酸化物層でなり、更に超伝導体
層４がPb又はPb−Au合金でなるというトンネル
接合型ジヨセフソン素子が最も実用性のあるトン
ネル接合型ジヨセフソン素子の１つであると提案
されているも、斯るトンネル接合型ジヨセフソン
素子であつても、それが僅か500回程度迄の常温
と極低温との間の温度サイクルにしか耐えられな
いものであり、又超伝導転移温度が10゜Ｋ以下で
あるに過ぎないものであり、更にバリヤ層を薄く
得んとすればそのバリヤ層がピンホールの生じた
ものとして得られて了うものであつた。
依つて本発明は、第１の超伝導体層とその第１
の超伝導体層上に配されたバリヤ層とそのバリヤ
層上に配された第２の超伝導体層との積層構成を
有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に於て、
従来提案されている斯種トンネル接合型ジヨセフ
ソン素子に比し格段的に多い回数の常温と極低温
との間の温度サイクルに耐え得、又第１及び第２
の超伝導体層の超伝導転移温度が従来提案されて
いる斯種トンネル接合型ジヨセフソン素子に比し
格段的に高く、更に第１及び第２の超伝導体層は
もとよりバリヤ層も従来提案されている斯種トン
ネル接合型ジヨセフソン素子の場合に比し再現性
良く容易に得ることが出来るという新規な斯種ト
ンネル接合型ジヨセフソン素子を提案せんとする
もので、以下詳述する所より明らかとなるであろ
う。
の超伝導体層上に配されたバリヤ層とそのバリヤ
層上に配された第２の超伝導体層との積層構成を
有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に於て、
従来提案されている斯種トンネル接合型ジヨセフ
ソン素子に比し格段的に多い回数の常温と極低温
との間の温度サイクルに耐え得、又第１及び第２
の超伝導体層の超伝導転移温度が従来提案されて
いる斯種トンネル接合型ジヨセフソン素子に比し
格段的に高く、更に第１及び第２の超伝導体層は
もとよりバリヤ層も従来提案されている斯種トン
ネル接合型ジヨセフソン素子の場合に比し再現性
良く容易に得ることが出来るという新規な斯種ト
ンネル接合型ジヨセフソン素子を提案せんとする
もので、以下詳述する所より明らかとなるであろ
う。
本発明者等は種々の実験の結果、
BaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わされ
るペロブスカイト形酸化物によれば、それが常温
に於て常伝導体（金属伝導体）としての性質を呈
するも、極低温に於て超伝導体としての性質を呈
することによつて、そのBaPb1-xBixO3（但し0.05
≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化
物を、第１図にて上述せる構成を有するトンネル
接合型ジヨセフソン素子の超伝導体層２及び４と
して適用し得ること、又Ba又はSrを含むペロブ
スカイト形酸化物就中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-
ｙBiy）xO3（但しＡはＶ、Nb、Ta及びSb中により
選ばれた１つ又は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦
0.5）若しくはSrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）
で表わされるペロブスカイト形酸化物によれば、
それが常温及び極低温に於て絶縁体乃至半導体と
しての性質を呈する（BaSnO3で表わされるペロ
ブスカイト形酸化物は絶縁体としての性質を呈
し、又BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはＶ、
Nb、Ta及びSb中より選ばれた１つ又は複数；
0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）で表わされるペロブ
スカイト形酸化物及びSrPb1-xBixO3（但し０≦
ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化物
は半導体としての性質を呈する）ことによつて、
そのBa又はSrを含むペロブスカイト形酸化物就
中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡは
Ｖ、Nb、Ta及びSb中より選ばれた１つ又は複
数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物を、第１図にて上述せる
構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子の
バリヤ層３として適用し得ることを確認するに到
つた。
BaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わされ
るペロブスカイト形酸化物によれば、それが常温
に於て常伝導体（金属伝導体）としての性質を呈
するも、極低温に於て超伝導体としての性質を呈
することによつて、そのBaPb1-xBixO3（但し0.05
≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化
物を、第１図にて上述せる構成を有するトンネル
接合型ジヨセフソン素子の超伝導体層２及び４と
して適用し得ること、又Ba又はSrを含むペロブ
スカイト形酸化物就中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-
ｙBiy）xO3（但しＡはＶ、Nb、Ta及びSb中により
選ばれた１つ又は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦
0.5）若しくはSrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）
で表わされるペロブスカイト形酸化物によれば、
それが常温及び極低温に於て絶縁体乃至半導体と
しての性質を呈する（BaSnO3で表わされるペロ
ブスカイト形酸化物は絶縁体としての性質を呈
し、又BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはＶ、
Nb、Ta及びSb中より選ばれた１つ又は複数；
0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）で表わされるペロブ
スカイト形酸化物及びSrPb1-xBixO3（但し０≦
ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化物
は半導体としての性質を呈する）ことによつて、
そのBa又はSrを含むペロブスカイト形酸化物就
中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡは
Ｖ、Nb、Ta及びSb中より選ばれた１つ又は複
数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物を、第１図にて上述せる
構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子の
バリヤ層３として適用し得ることを確認するに到
つた。
又本発明者等は斯る確認に基き、第１図にて上
述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン
素子に於て、その超伝導体層２及び４を
BaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わされ
るペロブスカイト形酸化物でなるものとし、又バ
リヤ層３をBa又はSrを含むペロブスカイト形酸
化物就中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但
しＡはＶ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ
又は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなるものとせるトンネ
ル接合型ジヨセフソン素子を得た場合、それが、
第１図にて上述せる構成を有するトンネル接合型
ジヨセフソン素子に於て、その超伝導体層２を前
述せる如くにPb−In合金又はPb−In−Sn合金若
しくはPb−In−Au合金でなるものとし、又バリ
ヤ層３を斯るPb−In合金又はPb−In−Sn合金若
しくはPb−In−Au合金でなる超伝導体層２の表
面の酸化によつて得られた酸化物層でなるものと
し、更に超伝導体層４をPb又はPb−Au合金でな
るものとして得られた従来最も実用性のあるとさ
れている従来のトンネル接合型ジヨセフソン素子
に比し、格段的に多い回数の常温と極低温との間
の温度サイクルに耐え得るものとして得られるこ
と、そしてそれは、超伝導体層２及び４とバリヤ
層３とが共にペロブスカイト形酸化物であつて両
者間の熱膨張係数の差が、超伝導体層２及び４が
金属、バリヤ層３が酸化物でなる従来のトンネル
接合型ジヨセフソン素子の場合に比し、格段的に
小であることにより、両者間でのそれ等を構成す
る材料の原子が不必要に移動しないことに基くも
のであることを確認するに到つた。
述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン
素子に於て、その超伝導体層２及び４を
BaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わされ
るペロブスカイト形酸化物でなるものとし、又バ
リヤ層３をBa又はSrを含むペロブスカイト形酸
化物就中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但
しＡはＶ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ
又は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなるものとせるトンネ
ル接合型ジヨセフソン素子を得た場合、それが、
第１図にて上述せる構成を有するトンネル接合型
ジヨセフソン素子に於て、その超伝導体層２を前
述せる如くにPb−In合金又はPb−In−Sn合金若
しくはPb−In−Au合金でなるものとし、又バリ
ヤ層３を斯るPb−In合金又はPb−In−Sn合金若
しくはPb−In−Au合金でなる超伝導体層２の表
面の酸化によつて得られた酸化物層でなるものと
し、更に超伝導体層４をPb又はPb−Au合金でな
るものとして得られた従来最も実用性のあるとさ
れている従来のトンネル接合型ジヨセフソン素子
に比し、格段的に多い回数の常温と極低温との間
の温度サイクルに耐え得るものとして得られるこ
と、そしてそれは、超伝導体層２及び４とバリヤ
層３とが共にペロブスカイト形酸化物であつて両
者間の熱膨張係数の差が、超伝導体層２及び４が
金属、バリヤ層３が酸化物でなる従来のトンネル
接合型ジヨセフソン素子の場合に比し、格段的に
小であることにより、両者間でのそれ等を構成す
る材料の原子が不必要に移動しないことに基くも
のであることを確認するに到つた。
更に本発明者等は前述せる確認に基き、第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子に於て、その超伝導体層２及び４を上
述せる如くBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）
で表わされるペロブスカイト形酸化物でなるもの
とし、又バリヤ層３をBa又はSrを含むペロブス
カイト形酸化物就中BaSnO3又は BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはＶ、Nb、Ta及
びSb中より選ばれた１つ又は複数；0.1≦ｘ＜
0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくはSrPb1-xBixO3（但し
０≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸
化物でなるものとせるトンネル接合型ジヨセフソ
ン素子を得た場合、その超伝導体層２及び４の超
伝導転移温度が１３゜Ｋと、上述せる従来のトン
ネル接合型ジヨセフソン素子に於せる、その超伝
導体層２及び４に比し、格段的に高いことによ
り、極低温を得るに要する消費電力が上述せる従
来のトンネル接合型ジヨセフソン素子の場合に比
し、格段的に少なくて済むということを確認する
に到つた。
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子に於て、その超伝導体層２及び４を上
述せる如くBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）
で表わされるペロブスカイト形酸化物でなるもの
とし、又バリヤ層３をBa又はSrを含むペロブス
カイト形酸化物就中BaSnO3又は BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはＶ、Nb、Ta及
びSb中より選ばれた１つ又は複数；0.1≦ｘ＜
0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくはSrPb1-xBixO3（但し
０≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸
化物でなるものとせるトンネル接合型ジヨセフソ
ン素子を得た場合、その超伝導体層２及び４の超
伝導転移温度が１３゜Ｋと、上述せる従来のトン
ネル接合型ジヨセフソン素子に於せる、その超伝
導体層２及び４に比し、格段的に高いことによ
り、極低温を得るに要する消費電力が上述せる従
来のトンネル接合型ジヨセフソン素子の場合に比
し、格段的に少なくて済むということを確認する
に到つた。
又本発明者等は種々の実験の結果、基板上に、
これが冷却されている状態でのスパツタリングに
よつてBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表
わされるペロブスカイト形酸化物でなる層も形成
するとすれば、その層を常温及び極低温に於て絶
縁体としての性質を呈する非晶質な層として再現
性良く容易に得ることが出来、又その層に対し熱
処理を施せば、その層を常温に於て金属伝導体と
しての性質を呈するも極低温に於て超伝導体とし
ての性質を呈する結晶化された層として再現性良
く容易に得ることが出来、従つて基板上に、これ
が冷却されている状態でのスパツタリング、続く
熱処理をなすことを含んでBaPb1-xBixO3（但し
0.05≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形
酸化物でなる層を形成することによつて、その層
による良好な超伝導体層を基板上に再現性良く容
易に形成し得ること、又斯く基板上に形成された
超伝導体層上に、これが冷却されている状態での
スパツタリングをなすことを含んでBa又はSrを
含むペロブスカイト形酸化物でなる層就中
BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡは
Ｖ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又は複
数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層を形成すれば、
その層を常温及び極低温に於て絶縁体乃至半導体
としての性質を呈し、（BaSnO3で表わされるペロ
ブスカイト形酸化物でなる層の場合絶縁体として
の性質を呈し、BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡ
はＶ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又は
複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層及び
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層の場合半導体と
しての性質を呈する）且数10Å〜数100Åの極め
て薄くそれでいて稠密且均一な層として再現性良
く容易に、しかも上述せる如くに形成された超伝
導体層の形状、性質を実質的に損うことなしに得
ることが出来ること、従つて上述せる如くに基板
上に形成された超伝導体層上に、これが冷却され
ている状態でのスパツタリングをなすことを含ん
でBa又はSrを含むペロブスカイト形酸化物でな
る層就中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但
しＡはＶ、Nb、Ta及びSb中より選ばれた１つ又
は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層を形成すること
によつて、その層による極めて薄い良好なバリヤ
層を上述せる如くに基板上に形成された超伝導体
層上にその形状、性質を実質的に損うことなしに
再現性良く容易に形成し得ること、更に斯く形成
されたバリヤ層上に、これが冷却されている状態
でのスパツタリングによつてBaPb1-xBixO3（但
し0.05≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト
形酸化物でなる層を形成すれば、その層を常温及
び極低温に於て絶縁体としての性質を呈する非晶
質な層として再現性良く容易に得ることが出来、
又その層に対し熱処理を施せば、その層を常温に
於て金属伝導体としての性質を呈するも極低温に
於て超伝導体としての性質を呈する結晶化された
層として再現性良く容易に、しかも上述せる如く
に形成されたバリヤ層の形状、性質を実質的に損
うことなしに得ることが出来、従つて上述せる如
くに形成されたバリヤ層上に、これが冷却されて
いる状態でのスパツタリング、続く熱処理をなす
ことを含んでBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦
0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化物でな
なる層を形成することによつて、その層による良
好な超伝導体層を上述せる如くに形成されたバリ
ヤ層上にその形状、性質を実質的に損うことなし
に再現性良く容易に形成し得ることを確認するに
到つた。
これが冷却されている状態でのスパツタリングに
よつてBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表
わされるペロブスカイト形酸化物でなる層も形成
するとすれば、その層を常温及び極低温に於て絶
縁体としての性質を呈する非晶質な層として再現
性良く容易に得ることが出来、又その層に対し熱
処理を施せば、その層を常温に於て金属伝導体と
しての性質を呈するも極低温に於て超伝導体とし
ての性質を呈する結晶化された層として再現性良
く容易に得ることが出来、従つて基板上に、これ
が冷却されている状態でのスパツタリング、続く
熱処理をなすことを含んでBaPb1-xBixO3（但し
0.05≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形
酸化物でなる層を形成することによつて、その層
による良好な超伝導体層を基板上に再現性良く容
易に形成し得ること、又斯く基板上に形成された
超伝導体層上に、これが冷却されている状態での
スパツタリングをなすことを含んでBa又はSrを
含むペロブスカイト形酸化物でなる層就中
BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡは
Ｖ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又は複
数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層を形成すれば、
その層を常温及び極低温に於て絶縁体乃至半導体
としての性質を呈し、（BaSnO3で表わされるペロ
ブスカイト形酸化物でなる層の場合絶縁体として
の性質を呈し、BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡ
はＶ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又は
複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層及び
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層の場合半導体と
しての性質を呈する）且数10Å〜数100Åの極め
て薄くそれでいて稠密且均一な層として再現性良
く容易に、しかも上述せる如くに形成された超伝
導体層の形状、性質を実質的に損うことなしに得
ることが出来ること、従つて上述せる如くに基板
上に形成された超伝導体層上に、これが冷却され
ている状態でのスパツタリングをなすことを含ん
でBa又はSrを含むペロブスカイト形酸化物でな
る層就中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但
しＡはＶ、Nb、Ta及びSb中より選ばれた１つ又
は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層を形成すること
によつて、その層による極めて薄い良好なバリヤ
層を上述せる如くに基板上に形成された超伝導体
層上にその形状、性質を実質的に損うことなしに
再現性良く容易に形成し得ること、更に斯く形成
されたバリヤ層上に、これが冷却されている状態
でのスパツタリングによつてBaPb1-xBixO3（但
し0.05≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト
形酸化物でなる層を形成すれば、その層を常温及
び極低温に於て絶縁体としての性質を呈する非晶
質な層として再現性良く容易に得ることが出来、
又その層に対し熱処理を施せば、その層を常温に
於て金属伝導体としての性質を呈するも極低温に
於て超伝導体としての性質を呈する結晶化された
層として再現性良く容易に、しかも上述せる如く
に形成されたバリヤ層の形状、性質を実質的に損
うことなしに得ることが出来、従つて上述せる如
くに形成されたバリヤ層上に、これが冷却されて
いる状態でのスパツタリング、続く熱処理をなす
ことを含んでBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦
0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化物でな
なる層を形成することによつて、その層による良
好な超伝導体層を上述せる如くに形成されたバリ
ヤ層上にその形状、性質を実質的に損うことなし
に再現性良く容易に形成し得ることを確認するに
到つた。
又本発明者等は斯る確認に基き、基板上にそれ
が冷却されている状態でのスパツタリング続く熱
処理をなすことを含んでBaPb1-xBixO3（但し0.05
≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化
物でなる層を形成することによつて、その層によ
る超伝導体層を基板上に第１の超伝導体層として
形成する第１の工程と、その第１の工程によつて
形成された第１の超伝導体層上に、それが冷却さ
れている状態でのスパツタリングをなすことを含
んでBa又はSrを含むペロブスカイト形酸化物就
中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡは
Ｖ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又は複
数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層を形成すことに
よつて、その層によるバリヤ層を第１の超伝導体
層上に形成する第２の工程と、その第２の工程に
よつて形成されたバリヤ層上に、、それが冷却さ
れている状態でのスパツタリング、続く熱処理を
なすことを含んでBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦
0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化物でな
る層を形成することによつて、その層による超伝
導体層をバリヤ層上に第２の超伝導体層として形
成する第３の工程とを含んで、上述せる基板を第
１図にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジ
ヨセフソン素子に於ける基板１とし、又上述せる
第１図の超伝導体層を夫々超伝導体層２及び４と
し、更に上述せるバリヤ層３とせる態様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得た場合、そのトンネル接合型ジヨ
セフソン素子が、前述せる如く格段的に多い回数
の常温と極低温との間の温度サイクルに耐え得る
ものとして、又同様に前述せる如く超伝導体層２
及び４の超伝導転移温度が13゜Ｋと格段的に高い
ものとして得られることを確認するに到つた。
が冷却されている状態でのスパツタリング続く熱
処理をなすことを含んでBaPb1-xBixO3（但し0.05
≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化
物でなる層を形成することによつて、その層によ
る超伝導体層を基板上に第１の超伝導体層として
形成する第１の工程と、その第１の工程によつて
形成された第１の超伝導体層上に、それが冷却さ
れている状態でのスパツタリングをなすことを含
んでBa又はSrを含むペロブスカイト形酸化物就
中BaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡは
Ｖ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又は複
数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる層を形成すことに
よつて、その層によるバリヤ層を第１の超伝導体
層上に形成する第２の工程と、その第２の工程に
よつて形成されたバリヤ層上に、、それが冷却さ
れている状態でのスパツタリング、続く熱処理を
なすことを含んでBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦
0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化物でな
る層を形成することによつて、その層による超伝
導体層をバリヤ層上に第２の超伝導体層として形
成する第３の工程とを含んで、上述せる基板を第
１図にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジ
ヨセフソン素子に於ける基板１とし、又上述せる
第１図の超伝導体層を夫々超伝導体層２及び４と
し、更に上述せるバリヤ層３とせる態様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得た場合、そのトンネル接合型ジヨ
セフソン素子が、前述せる如く格段的に多い回数
の常温と極低温との間の温度サイクルに耐え得る
ものとして、又同様に前述せる如く超伝導体層２
及び４の超伝導転移温度が13゜Ｋと格段的に高い
ものとして得られることを確認するに到つた。
又本発明者等は上述せる第１、第２及び第３の
工程を含んで第１図にて上述せる構成を有するト
ンネル接合型ジヨセフソン素子を得る場合に於け
る、その第１及び第３の工程就中第３の工程に於
ける熱処理をレーザ照射によつてなせば、その熱
処理を不必要に第２の工程によつて得られるバリ
ヤ層が加熱されることなしにスパツタリングによ
り得られる層に対してのみ加熱せしめる様になす
ことが出来ることにより、そのバリヤ層が熱処理
によつて形状、性質の損なわれるものになるとい
う懽れがなくなるので、トンネル接合型ジヨセフ
ソン素子を全体として容易に所期の特性を有する
ものとして得ることが出来ることを確認するに到
つた。
工程を含んで第１図にて上述せる構成を有するト
ンネル接合型ジヨセフソン素子を得る場合に於け
る、その第１及び第３の工程就中第３の工程に於
ける熱処理をレーザ照射によつてなせば、その熱
処理を不必要に第２の工程によつて得られるバリ
ヤ層が加熱されることなしにスパツタリングによ
り得られる層に対してのみ加熱せしめる様になす
ことが出来ることにより、そのバリヤ層が熱処理
によつて形状、性質の損なわれるものになるとい
う懽れがなくなるので、トンネル接合型ジヨセフ
ソン素子を全体として容易に所期の特性を有する
ものとして得ることが出来ることを確認するに到
つた。
以上に基き本発明者等は特許請求の範囲第１項
乃至第４項所載の新規なトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子を本発明によるトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子として、又特許請求の範囲第５項乃至第
６項所載の新規なトンネル接合型ジヨセフソン素
子の製法を本発明によるトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子の製法として提案するに到つたもので、
次に本発明によるトンネル接合型ジヨセフソン素
子の製法の実施例を述べる所よりして本発明によ
るトンネル接合型ジヨセフソン素子及びその製法
の特徴が更に明らかとなるであろう。
乃至第４項所載の新規なトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子を本発明によるトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子として、又特許請求の範囲第５項乃至第
６項所載の新規なトンネル接合型ジヨセフソン素
子の製法を本発明によるトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子の製法として提案するに到つたもので、
次に本発明によるトンネル接合型ジヨセフソン素
子の製法の実施例を述べる所よりして本発明によ
るトンネル接合型ジヨセフソン素子及びその製法
の特徴が更に明らかとなるであろう。
実施例 １
BaCO3の78.94gと、、PbO2の71.76gと、Bi2O3
の23.30gとを混合して800℃の空気中での約16時
間の反応処理をなしてそれ等の混合反応物を得、
次にその混合反応物を粉砕撹拌し、続いて800℃
の温度による加熱処理を16時間程度なした后、
800℃の温度での200Kg／cm2の圧力によるホツトプ
レス処理をなすことによつて予め得られていた超
伝導体層形成用のスパツタリング用ターゲツト
を、第２図にて符号１０で示す如くスパツタリン
グ用導電性容器１１内に、電極１上に載置せる態
様を以つて配し、一方第１図にて上述せる構成を
有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に於ける
基板１となるサフアイヤ、シリコン、ガラス等で
なる基板１３を、容器１１内に、液体窒素１４に
よつて冷却されている導電性ホルダ１５を用いて
ターゲツト１０と対向して取付けられた態様を以
つて配し、而して容器１１内を10-1Torrの酸素
を10％含むアルゴン雰囲気とし且図示せざるもタ
ーゲツト１０及び基板１３間に第１図にて上述せ
る構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子
に於ける超伝導体層２のパターンを有するマスク
を配した状態で容器１１及び電極１２に高周波を
印加せしめて、基板１３が液体窒素にて冷却され
ている状態でのスパツタリングをなして基板１３
上に図示せざるも第１図にて上述せる構成を有す
るトンネル接合型ジヨセフソン素子に於ける超伝
導体層２の形状を有するスパツタリングによる層
を得、次に斯く基板１３上に得られたスパツタリ
ングによる層に対し300℃の温度ででの２時間の
熱処理（その手段は図示せず）をなし、斯して基
板１３上にBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）
で表わされるペロブスカイト形酸化物でなる厚さ
5000Åの第１の超伝導体層を第１図にて上述せる
構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に
於ける超伝導体層２として形成した。
の23.30gとを混合して800℃の空気中での約16時
間の反応処理をなしてそれ等の混合反応物を得、
次にその混合反応物を粉砕撹拌し、続いて800℃
の温度による加熱処理を16時間程度なした后、
800℃の温度での200Kg／cm2の圧力によるホツトプ
レス処理をなすことによつて予め得られていた超
伝導体層形成用のスパツタリング用ターゲツト
を、第２図にて符号１０で示す如くスパツタリン
グ用導電性容器１１内に、電極１上に載置せる態
様を以つて配し、一方第１図にて上述せる構成を
有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に於ける
基板１となるサフアイヤ、シリコン、ガラス等で
なる基板１３を、容器１１内に、液体窒素１４に
よつて冷却されている導電性ホルダ１５を用いて
ターゲツト１０と対向して取付けられた態様を以
つて配し、而して容器１１内を10-1Torrの酸素
を10％含むアルゴン雰囲気とし且図示せざるもタ
ーゲツト１０及び基板１３間に第１図にて上述せ
る構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子
に於ける超伝導体層２のパターンを有するマスク
を配した状態で容器１１及び電極１２に高周波を
印加せしめて、基板１３が液体窒素にて冷却され
ている状態でのスパツタリングをなして基板１３
上に図示せざるも第１図にて上述せる構成を有す
るトンネル接合型ジヨセフソン素子に於ける超伝
導体層２の形状を有するスパツタリングによる層
を得、次に斯く基板１３上に得られたスパツタリ
ングによる層に対し300℃の温度ででの２時間の
熱処理（その手段は図示せず）をなし、斯して基
板１３上にBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）
で表わされるペロブスカイト形酸化物でなる厚さ
5000Åの第１の超伝導体層を第１図にて上述せる
構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に
於ける超伝導体層２として形成した。
次にBaCO3の78.94gとSnO2の60.28gとを混合
して900℃の空気中での約４時間の反応させた后
1000℃の温度での200Kg／cm2の圧力によるホツト
プレス処理をなすすことによつて予め得られてい
たバリヤ層形成用のスパツタリング用ターゲツト
を、上述せる容器１１内に、図示せざるも、上述
せる超伝導体層形成用のスパツタリング用ターゲ
ツト１０に代えて電極１２上に載置せる態様を以
つて配し、勿論容器１１内に上述せる如く第１の
超伝導体層を形成せる基板１３がホルダ１５を用
いて第１の超伝導体層がこの場合のターゲツトと
対向して取付けられた態様を以つて配されている
状態で、容器１１内を上述せる場合と同様に
10-1Torrの酸素を10％含むアルゴン雰囲気とし
且同様に図示せざるもこの場合のターゲツト及び
上述せる如くに形成された第１の超伝導体層間に
第１図にて上述せる構成を有するトンネル接合型
ジヨセフソン素子に於けるバリヤ層３のパターン
を有するマスクを配した状態で容器１１及び電極
１２間に高周波を印加せしめて、上述せる如くに
形成された第１の超伝導体層が基板１３と共に液
体窒素にて冷却されている状態でのスパツタリン
グを、それによる層が第１の超伝導体層上に100
Å／秒の速度で形成されるべくなして第１の超伝
導体層上に図示せざるBaSnO3で表わされるペロ
ブスカイト形酸化物でなる厚さ40Åのバリア層
を、第１図にて上述せる構成を有するトンネル接
合型ジヨセフソン素子に於けるバリヤ層３として
形成した。
して900℃の空気中での約４時間の反応させた后
1000℃の温度での200Kg／cm2の圧力によるホツト
プレス処理をなすすことによつて予め得られてい
たバリヤ層形成用のスパツタリング用ターゲツト
を、上述せる容器１１内に、図示せざるも、上述
せる超伝導体層形成用のスパツタリング用ターゲ
ツト１０に代えて電極１２上に載置せる態様を以
つて配し、勿論容器１１内に上述せる如く第１の
超伝導体層を形成せる基板１３がホルダ１５を用
いて第１の超伝導体層がこの場合のターゲツトと
対向して取付けられた態様を以つて配されている
状態で、容器１１内を上述せる場合と同様に
10-1Torrの酸素を10％含むアルゴン雰囲気とし
且同様に図示せざるもこの場合のターゲツト及び
上述せる如くに形成された第１の超伝導体層間に
第１図にて上述せる構成を有するトンネル接合型
ジヨセフソン素子に於けるバリヤ層３のパターン
を有するマスクを配した状態で容器１１及び電極
１２間に高周波を印加せしめて、上述せる如くに
形成された第１の超伝導体層が基板１３と共に液
体窒素にて冷却されている状態でのスパツタリン
グを、それによる層が第１の超伝導体層上に100
Å／秒の速度で形成されるべくなして第１の超伝
導体層上に図示せざるBaSnO3で表わされるペロ
ブスカイト形酸化物でなる厚さ40Åのバリア層
を、第１図にて上述せる構成を有するトンネル接
合型ジヨセフソン素子に於けるバリヤ層３として
形成した。
次に上述せる第１の超伝導体層を得る場合に容
器１１内に配した超伝導体層形成用のスパツタリ
ング用ターゲツトと同じ他の超伝導体層形成用の
スパツタリング用ターゲツトを、上述せる容器１
１内に上述せるバリヤ層形成用のスパツタリング
用ターゲツトに代えて電極１２上に載置せる態様
を以つて配し、勿論容器１１内に上述せる如くに
順次に第１の超伝導体層及びバリヤ層を形成せる
基板１３がホルダ１５を用いてバリヤ層がこの場
合のターゲツトと対向して取付けられた態様を以
つて配されている状態で、容器１１内を上述せる
場合と同様に10-1Torrの酸素を10％含むアルゴ
ン雰囲気とし且同様に図示せざるもこの場合のタ
ーゲツト及び上述せる如くに形成されたバリヤ層
間に第１図にて上述せる構成を有するトンネル接
合型ジヨセフソン素子に於ける超伝導体層４のパ
ターンを有するマスクを配した状態で容器１１及
び電極１２間に高周波を印加せしめて、上述せる
如くに形成されてバリヤ層が基板１３及び第１の
超伝導体層と共に液体窒素にて冷却されている状
態でのスパツタリングをなしてバリヤ層上にスパ
ツタリングによる層を得、次にこの層に対する
300℃の温度での２時間の熱処理をなし、斯して
バリヤ層上に図示せざるもBaPb1-xBixO3（但し
0.05≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形
酸化物でなる厚さ5000Åの第２の超伝導体層を第
１図に於ける超伝導体層４として形成した。
器１１内に配した超伝導体層形成用のスパツタリ
ング用ターゲツトと同じ他の超伝導体層形成用の
スパツタリング用ターゲツトを、上述せる容器１
１内に上述せるバリヤ層形成用のスパツタリング
用ターゲツトに代えて電極１２上に載置せる態様
を以つて配し、勿論容器１１内に上述せる如くに
順次に第１の超伝導体層及びバリヤ層を形成せる
基板１３がホルダ１５を用いてバリヤ層がこの場
合のターゲツトと対向して取付けられた態様を以
つて配されている状態で、容器１１内を上述せる
場合と同様に10-1Torrの酸素を10％含むアルゴ
ン雰囲気とし且同様に図示せざるもこの場合のタ
ーゲツト及び上述せる如くに形成されたバリヤ層
間に第１図にて上述せる構成を有するトンネル接
合型ジヨセフソン素子に於ける超伝導体層４のパ
ターンを有するマスクを配した状態で容器１１及
び電極１２間に高周波を印加せしめて、上述せる
如くに形成されてバリヤ層が基板１３及び第１の
超伝導体層と共に液体窒素にて冷却されている状
態でのスパツタリングをなしてバリヤ層上にスパ
ツタリングによる層を得、次にこの層に対する
300℃の温度での２時間の熱処理をなし、斯して
バリヤ層上に図示せざるもBaPb1-xBixO3（但し
0.05≦ｘ≦0.3）で表わされるペロブスカイト形
酸化物でなる厚さ5000Åの第２の超伝導体層を第
１図に於ける超伝導体層４として形成した。
斯くて上述せる基板１３を第１図にて上述せる
構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に
於ける基板１とし、又上述せる第１及び第２の超
伝導体層を夫々超伝導体層２及び４とし、更に上
述せるバリヤ層をバリヤ層３とせる態様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得た。
構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子に
於ける基板１とし、又上述せる第１及び第２の超
伝導体層を夫々超伝導体層２及び４とし、更に上
述せるバリヤ層をバリヤ層３とせる態様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得た。
然るときはそのトンネル接合型ジヨセフソン素
子が、第３図に示す如きトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子としての電流−電圧特性を呈し、又前述
せる従来のトンネル接合型ジヨセフソン素子に比
し、格段的に多い回数の常温と極低温との間の温
度サイクルに耐え得、又超伝導体層２及び４の超
伝導転移温度をして13゜Ｋという前述せる従来の
トンネル接合型ジヨセフソン素子に比し格段的に
高い優れたものであつた。
子が、第３図に示す如きトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子としての電流−電圧特性を呈し、又前述
せる従来のトンネル接合型ジヨセフソン素子に比
し、格段的に多い回数の常温と極低温との間の温
度サイクルに耐え得、又超伝導体層２及び４の超
伝導転移温度をして13゜Ｋという前述せる従来の
トンネル接合型ジヨセフソン素子に比し格段的に
高い優れたものであつた。
又本実施例１によれば、特バリヤ層がスパツタ
リングをなすことを含んで形成されるのでそのバ
リヤ層を十分薄く形成することが出来又バリヤ層
３上の超伝導体層４が、バリヤ層３が冷却された
状態でのスパツタリング、続く300℃というが如
き比較的低い温度での且２時間というが如き比較
的短い時間での熱処理をなすことを含んで形成さ
れるので、バリヤ層３が薄く基板１上に形成され
ていてもその薄いバリヤ層３の形状、性質を実質
的に損なわしめることなしに、その超伝導体層４
を容易に形成し得、従つて上述せる如き優れたト
ンネル接合型ジヨセフソン素子を容易に得ること
が出来るものである。因みに超伝導体層４をバリ
ヤ層３が冷却されていない状態でのスパツタリン
グ、続く熱処理を含んで形成するものとすれば、
その熱処理として550℃の如き高い温度でろ且24
時間以上の長い時間での熱処理という熱処理を要
し、この為バリヤ層３が熱拡散により消失して了
うという懽れを有するも、上述せる実施例によれ
ば斯る懽れを有しないものである。
リングをなすことを含んで形成されるのでそのバ
リヤ層を十分薄く形成することが出来又バリヤ層
３上の超伝導体層４が、バリヤ層３が冷却された
状態でのスパツタリング、続く300℃というが如
き比較的低い温度での且２時間というが如き比較
的短い時間での熱処理をなすことを含んで形成さ
れるので、バリヤ層３が薄く基板１上に形成され
ていてもその薄いバリヤ層３の形状、性質を実質
的に損なわしめることなしに、その超伝導体層４
を容易に形成し得、従つて上述せる如き優れたト
ンネル接合型ジヨセフソン素子を容易に得ること
が出来るものである。因みに超伝導体層４をバリ
ヤ層３が冷却されていない状態でのスパツタリン
グ、続く熱処理を含んで形成するものとすれば、
その熱処理として550℃の如き高い温度でろ且24
時間以上の長い時間での熱処理という熱処理を要
し、この為バリヤ層３が熱拡散により消失して了
うという懽れを有するも、上述せる実施例によれ
ば斯る懽れを有しないものである。
実施例 ２
実施例１の場合と同様の工程によつて基板１３
上にBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わ
されるペロブスカイト形酸化物でなる厚さ5000Å
の第の超伝導体層を形成した。但しこの工程に於
けるスパツタリングにより得られた層に対する熱
処理を連続発振せる10W出力のアルゴンレーザ照
射によつてなした。次にBaCO3の78・94gと、
PbO2の76.54gと、Bi2O3の9.32gと、Nb2O5の
5.32gとを混合して800℃の空気中での約16時間の
反応処理をなしてそれ等の混合反応物を得、次に
その混合反応物を粉砕撹拌し、続いて800℃の温
度による加熱処理を16時間程度なした后、800℃
の温度での20Kg／cm2の圧力によるホツトプレス処
理をなすことによつて予め得られていたバリヤ層
形成用のスパツタリング用ターゲツトを、実施例
１の場合と同様に用いて、実施例１の場合と同様
の工程によつて第１の超伝導体層上にBaPb1-x
（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはNb；0.1≦ｘ＜0.3；０
≦ｙ≦0.5）で表されるペロブスカイト形酸化物
でなる厚さ300Åのバリヤ層を形成した。
上にBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わ
されるペロブスカイト形酸化物でなる厚さ5000Å
の第の超伝導体層を形成した。但しこの工程に於
けるスパツタリングにより得られた層に対する熱
処理を連続発振せる10W出力のアルゴンレーザ照
射によつてなした。次にBaCO3の78・94gと、
PbO2の76.54gと、Bi2O3の9.32gと、Nb2O5の
5.32gとを混合して800℃の空気中での約16時間の
反応処理をなしてそれ等の混合反応物を得、次に
その混合反応物を粉砕撹拌し、続いて800℃の温
度による加熱処理を16時間程度なした后、800℃
の温度での20Kg／cm2の圧力によるホツトプレス処
理をなすことによつて予め得られていたバリヤ層
形成用のスパツタリング用ターゲツトを、実施例
１の場合と同様に用いて、実施例１の場合と同様
の工程によつて第１の超伝導体層上にBaPb1-x
（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはNb；0.1≦ｘ＜0.3；０
≦ｙ≦0.5）で表されるペロブスカイト形酸化物
でなる厚さ300Åのバリヤ層を形成した。
次に実施例１の場合と同様の工程によつてバリ
ヤ層上にBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で
表わされるペロブスカイト形酸化物でなる厚さ
5000Åの第２の超伝導体層を形成した。但しこの
工程に於けるスパツタリングにより得られた層に
対する熱処理を上述せる第１の超伝導体層を形成
する工程の場合に於けると同様にレーザ照射によ
つてなした。
ヤ層上にBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で
表わされるペロブスカイト形酸化物でなる厚さ
5000Åの第２の超伝導体層を形成した。但しこの
工程に於けるスパツタリングにより得られた層に
対する熱処理を上述せる第１の超伝導体層を形成
する工程の場合に於けると同様にレーザ照射によ
つてなした。
斯くてバリヤ層がBaSnO3で表わされるペロブ
スカイト形酸化物でなるに代えBaPb1-x（Ａ1-y
Biy）xO3（但しＡはNb；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦
0.5）で表わされるペロブスカイト形酸化物であ
ることを除いては実施例１の場合と同様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得た。
スカイト形酸化物でなるに代えBaPb1-x（Ａ1-y
Biy）xO3（但しＡはNb；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦
0.5）で表わされるペロブスカイト形酸化物であ
ることを除いては実施例１の場合と同様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得た。
然るときはそのトンネル接合型ジヨセフソン素
子が、実施例１にて得られたトンネル接合型ジヨ
セフソン素子と同様に優れたものであつた。
子が、実施例１にて得られたトンネル接合型ジヨ
セフソン素子と同様に優れたものであつた。
又本実施例２によれば、基板１上の超伝導体層
２を基板１が冷却された状態でのスパツタリン
グ、続く熱処理をなすこと含んで形成する工程に
於けるその熱処理、及びバリヤ層３上の超伝導体
層４をバリヤ層が冷却された状態でのスパツタリ
ング、続く熱処理をなすことを含んで形成する工
程に於けるその熱処理、就中後者の熱処理がレー
ザ照射によつてなされ、そしてこの場合のレーザ
レーザ照射による熱処理によれば、その熱処理を
スパツタリングにより得られる層に対してのみ加
熱せしめる様になすことが出来ることにより、バ
リヤ層３が熱処理によつて形状、性質の損なわれ
たものになるという懽れがなくなり、従つて所期
の特性を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子
を容易に得ることが出来るものである。
２を基板１が冷却された状態でのスパツタリン
グ、続く熱処理をなすこと含んで形成する工程に
於けるその熱処理、及びバリヤ層３上の超伝導体
層４をバリヤ層が冷却された状態でのスパツタリ
ング、続く熱処理をなすことを含んで形成する工
程に於けるその熱処理、就中後者の熱処理がレー
ザ照射によつてなされ、そしてこの場合のレーザ
レーザ照射による熱処理によれば、その熱処理を
スパツタリングにより得られる層に対してのみ加
熱せしめる様になすことが出来ることにより、バ
リヤ層３が熱処理によつて形状、性質の損なわれ
たものになるという懽れがなくなり、従つて所期
の特性を有するトンネル接合型ジヨセフソン素子
を容易に得ることが出来るものである。
尚上述に於ては本発明の僅かな実施例を示した
に留まり、Nb2O5に代えV2O5又はTa2O5若しくは
Sb2O3を用いていること又はV2O5、Nb2O5、
Ta2O5若しくくはSb2O3中より選ばれた複数を用
いることを除いては実施例１又は実施例２の場合
に準じたバリヤ層形成用のスパツタリング用ター
ゲツトを用いて、実施例１又は実施例２の場合と
同様の工程によつて、バリヤ層がBaSnO3で表わ
されるペロブスカイト形酸化物でなるに代え
BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはＶ又はNb、Ta
若しくはSb、又はＶ、Nb、Ta及び及びSb中より
選ばれた複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）で表
わされるペロブスカイト形酸化物でなることを除
いては実施例１は実施例２の場合と同様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得ても、そのトンネル接合型ジヨセ
フソン素子が実施例１又は実施例２にて得られた
トンネル接合型ジヨセフソン素子と同様に優れた
ものであつた。
に留まり、Nb2O5に代えV2O5又はTa2O5若しくは
Sb2O3を用いていること又はV2O5、Nb2O5、
Ta2O5若しくくはSb2O3中より選ばれた複数を用
いることを除いては実施例１又は実施例２の場合
に準じたバリヤ層形成用のスパツタリング用ター
ゲツトを用いて、実施例１又は実施例２の場合と
同様の工程によつて、バリヤ層がBaSnO3で表わ
されるペロブスカイト形酸化物でなるに代え
BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはＶ又はNb、Ta
若しくはSb、又はＶ、Nb、Ta及び及びSb中より
選ばれた複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）で表
わされるペロブスカイト形酸化物でなることを除
いては実施例１は実施例２の場合と同様の第１図
にて上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセ
フソン素子を得ても、そのトンネル接合型ジヨセ
フソン素子が実施例１又は実施例２にて得られた
トンネル接合型ジヨセフソン素子と同様に優れた
ものであつた。
又BaCO3及びNb2O5を用いず、然し乍らSrCO3
を用いるこをを除いては実施例１又は実施例２の
場合に準じたバリヤ層形成用のスパツタリング用
ターゲツトを用いて、実施例１又は実施例２の場
合と同様の工程によつて、バリヤ層が
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなるこを除いては実施
例１又は実施例２の場合と同様の第１図にて上述
せる構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素
子を得ても、そのトンネル接合型ジヨセフソン素
子が実施例１又は実施例２にて得られたトンネル
接合型ジヨセフソン素子と同様に優れたものであ
つた。
を用いるこをを除いては実施例１又は実施例２の
場合に準じたバリヤ層形成用のスパツタリング用
ターゲツトを用いて、実施例１又は実施例２の場
合と同様の工程によつて、バリヤ層が
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなるこを除いては実施
例１又は実施例２の場合と同様の第１図にて上述
せる構成を有するトンネル接合型ジヨセフソン素
子を得ても、そのトンネル接合型ジヨセフソン素
子が実施例１又は実施例２にて得られたトンネル
接合型ジヨセフソン素子と同様に優れたものであ
つた。
更にBaSnO3又はBaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但し
ＡはＶ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又
は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなるバリヤ層を、第１
の超伝導体層が冷却されている状態でのスパツタ
リングのみをなすことにより第１の超伝導体層上
に形成するに代え、第１の超伝導体層が却されて
いる状態でのスパツタリングをなして后、続いて
熱処理をなすことを含んで、第１の超伝導体層上
に形成することを除いては、上述せる実施例１又
は実施例２若しくは前述せるこれに準じた実施例
にみられると同様の順次の工程を採つて第１図に
て上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子を得ても、そのトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子が実施例１又は実施例２にて得られれた
トンネル接合型ジヨセフソン素子と同様に優れた
ものであつた。
ＡはＶ、Nb、Ta及びSb中により選ばれた１つ又
は複数；0.1≦ｘ＜0.3；０≦ｙ≦0.5）若しくは
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなるバリヤ層を、第１
の超伝導体層が冷却されている状態でのスパツタ
リングのみをなすことにより第１の超伝導体層上
に形成するに代え、第１の超伝導体層が却されて
いる状態でのスパツタリングをなして后、続いて
熱処理をなすことを含んで、第１の超伝導体層上
に形成することを除いては、上述せる実施例１又
は実施例２若しくは前述せるこれに準じた実施例
にみられると同様の順次の工程を採つて第１図に
て上述せる構成を有するトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子を得ても、そのトンネル接合型ジヨセフ
ソン素子が実施例１又は実施例２にて得られれた
トンネル接合型ジヨセフソン素子と同様に優れた
ものであつた。
尚上述に於ては本発明を第１図に示す如き所謂
直線形のトンネル接合型ジヨセフソン素子及びそ
の製法に適用するものとして述べたが、図示詳細
説明はこれを省略するも、第１及び第２の超伝導
体層がバリヤ層を挾んで互に直交延長せる所謂直
交形トンネル接合型ジヨセフソン素子及びその製
法に適用することも出来、その他本発明の精神を
脱することなしに種々の変型変更をなし得ること
明らかであろう。
直線形のトンネル接合型ジヨセフソン素子及びそ
の製法に適用するものとして述べたが、図示詳細
説明はこれを省略するも、第１及び第２の超伝導
体層がバリヤ層を挾んで互に直交延長せる所謂直
交形トンネル接合型ジヨセフソン素子及びその製
法に適用することも出来、その他本発明の精神を
脱することなしに種々の変型変更をなし得ること
明らかであろう。
第１図は本発明の適用し得るトンネル接合型ジ
ヨセフソン素子の一例を示す略線的斜視図、第２
図は本発明によるトンネル接合型ジヨセフソン素
子の製法の説明に供するスパツタリング用装置の
一例を示す略線図、第３図は本発明によるトンネ
ル接合型ジヨセフソン素子の電流−電圧特性を示
す曲線図である。 図中、１は基板、２及び４は超伝導体層、３は
バリヤ層、１０はスパツタリング用ターゲツト、
１１はスパツタリング用容器、１２は電極、１３
は基板、１４は液体窒素、１５はホルダを夫々示
す。
ヨセフソン素子の一例を示す略線的斜視図、第２
図は本発明によるトンネル接合型ジヨセフソン素
子の製法の説明に供するスパツタリング用装置の
一例を示す略線図、第３図は本発明によるトンネ
ル接合型ジヨセフソン素子の電流−電圧特性を示
す曲線図である。 図中、１は基板、２及び４は超伝導体層、３は
バリヤ層、１０はスパツタリング用ターゲツト、
１１はスパツタリング用容器、１２は電極、１３
は基板、１４は液体窒素、１５はホルダを夫々示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の超伝導体層と、該第１の超伝導体層上
に配されたバリヤ層と、該バリヤ層上に配された
第２の超伝導体層との積層構成を有するトンネル
接合型ジヨセフソン素子に於て、上記第１及び第
２の超伝導体層がBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦
0.3）で表わされるペロブスカイト形酸化物でな
り、上記バリヤ層がBa又はSrを含むペロブスカ
イト形酸化物でなる事を特徴とするトンネル接合
型ジヨセフソン素子。 ２ 特許請求の範囲第１項所載のトンネル接合型
ジヨセフソン素子に於て、上記バリヤ層が
BaSnO3で表わされるペロブスカイト形酸化物で
なる事を特徴とするトンネル接合型ジヨセフソン
素子。 ３ 特許請求の範囲第１項所載のトンネル接合型
ジヨセフソン素子に於て、上記バリヤ層が
BaPb1-x（Ａ1-yBiy）xO3（但しＡはＶ、Nb、Ta及
びSb中より選ばれた１つ又は複数；0.1≦ｘ＜
0.3；０≦ｙ≦0.5）で表わされるペロブスカイト
形酸化物でなる事を特徴とするトンネル接合型ジ
ヨセフソン素子。 ４ 特許請求の範囲第１項所載のトンネル接合型
ジヨセフソン素子に於て、上記バリヤ層が
SrPb1-xBixO3（但し０≦ｘ≦0.3）で表わされる
ペロブスカイト形酸化物でなる事を特徴とするト
ンネル接合型ジヨセフソン素子。 ５ 基板上に、これが冷却されている状態でのス
パツタリング、続く熱処理をなすことを含んで
BaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わされ
るペロブスカイト形酸化物でなる層を形成するこ
とによつて、該層による超伝導体層を上記基板上
に第１の超伝導体層として形成する第１の工程
と、 上記第１の超伝導体層上に、これが冷却されて
いる状態でのスパツタリングをなすことを含んで
Ba又はSrを含むペロブスカイト形酸化物でなる
層を形成することによつて、その層によるバリヤ
層を上記第１の超伝導体層上に形成する第２の工
程と、 上記バリヤ層上に、これが冷却されている状態
でのスパツタリング、続く熱処理をなすことを含
んでBaPb1-xBixO3（但し0.05≦ｘ≦0.3）で表わ
されるペロブスカイト形酸化物となる層を形成す
ることによつて、該層による超伝導体層を上記バ
リヤ層上に第２の超伝導体層として形成する第３
の工程とを含む事を特徴とするトンネル接合型ジ
ヨセフソン素子の製法。 ６ 特許請求の範囲第５項所載のトンネル接合型
ジヨセフソン素子の製法の於て、少なくとも上記
第３の工程に於ける熱処理をレーザ照射によつて
なす事を特徴とするトンネル接合型ジヨセフソン
素子の製法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14312679A JPS5666080A (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Tunnel-junction type josephson element and manufacture thereof |
| US06/202,640 US4316785A (en) | 1979-11-05 | 1980-10-31 | Oxide superconductor Josephson junction and fabrication method therefor |
| FR8023545A FR2469005A1 (fr) | 1979-11-05 | 1980-11-04 | Jonction josephson de supraconducteurs a base d'oxyde et son procede de fabrication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14312679A JPS5666080A (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Tunnel-junction type josephson element and manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5666080A JPS5666080A (en) | 1981-06-04 |
| JPS6161555B2 true JPS6161555B2 (ja) | 1986-12-26 |
Family
ID=15331515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14312679A Granted JPS5666080A (en) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | Tunnel-junction type josephson element and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5666080A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR910002311B1 (ko) * | 1987-02-27 | 1991-04-11 | 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 | 초전도 디바이스 |
| JP2617306B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1997-06-04 | 株式会社 半導体エネルギ−研究所 | 超電導装置の作製方法 |
| US5474975A (en) * | 1987-04-01 | 1995-12-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing an elongated member from a superconducting ceramic material |
| JP2660246B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1997-10-08 | 株式会社 半導体エネルギー研究所 | 超伝導装置 |
| JP2796099B2 (ja) * | 1988-10-03 | 1998-09-10 | 松下電器産業株式会社 | 超電導素子 |
-
1979
- 1979-11-05 JP JP14312679A patent/JPS5666080A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5666080A (en) | 1981-06-04 |
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