JPS6395684A - ジヨセフソン素子 - Google Patents
ジヨセフソン素子Info
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- JPS6395684A JPS6395684A JP61241684A JP24168486A JPS6395684A JP S6395684 A JPS6395684 A JP S6395684A JP 61241684 A JP61241684 A JP 61241684A JP 24168486 A JP24168486 A JP 24168486A JP S6395684 A JPS6395684 A JP S6395684A
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- film
- superconductor
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- Pending
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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ジョセフソン素子の構造に関するものであ
る。
る。
第２図は、例えば従来のジョセフソン素子の構造を示す
断面図であり、（１）はシリコン基板、（２）はシリコ
ン基板に形成され薄膜状の第１超伝導体で第１超伝導電
極となる。（４）はり、 Ｂ、膜、即ちラングミュア−
プロジット膜、（５）はり、 Ｂ、膜に形成され、薄膜
状の第２超伝導体で、第２超伝導電極となる。
断面図であり、（１）はシリコン基板、（２）はシリコ
ン基板に形成され薄膜状の第１超伝導体で第１超伝導電
極となる。（４）はり、 Ｂ、膜、即ちラングミュア−
プロジット膜、（５）はり、 Ｂ、膜に形成され、薄膜
状の第２超伝導体で、第２超伝導電極となる。
次に構造について説明する。ジョセフソン素子は超伝導
体で薄い絶縁体を挾んだサンドイッチ構造をしており、
それらの超伝導体間をトンネル電流が流れることを利用
するもので、この超伝導体間のトンネル電流の存在のた
めに、種々の特異な電気的特性を有する。通常、ジョセ
フソン素子はシリコン基板（１）の上に形成される。薄
膜状の第１超伝導体（２）をシリコン基板（１）に蒸着
、あるいはスパッタリング等の方法で形成したのち、表
面を酸化、あるいは異種材料を蒸着したりすることによ
り絶縁体（４）を形成し、最後て、第２超伝導体（５）
を形成する。このジョセフソン素子の第１ 、＠２超伝
導体、即ち第１．第２超伝導電極（２） 、 （５）間
の電流−電圧特性は第３図に示すような特異な特性を示
す０零電圧で流れる最大電流を臨界電流と呼び、この臨
界電流は絶縁膜の厚さに指数函数的に依存する。一方、
応用上はこの臨界電流の値を精密に制御する必要がある
ために、絶縁膜の厚さを精密に再現性良く作らなければ
ならない。そこで、この絶縁膜（４）として単分子膜を
利用する試みがなされている。この単分子膜はラングミ
ュア−プロジット膜、即ちり、 Ｂ、膜とも呼ばれ、単
分子が層状に形成されるため、その膜厚の制御性、再現
性は非常に良い。
体で薄い絶縁体を挾んだサンドイッチ構造をしており、
それらの超伝導体間をトンネル電流が流れることを利用
するもので、この超伝導体間のトンネル電流の存在のた
めに、種々の特異な電気的特性を有する。通常、ジョセ
フソン素子はシリコン基板（１）の上に形成される。薄
膜状の第１超伝導体（２）をシリコン基板（１）に蒸着
、あるいはスパッタリング等の方法で形成したのち、表
面を酸化、あるいは異種材料を蒸着したりすることによ
り絶縁体（４）を形成し、最後て、第２超伝導体（５）
を形成する。このジョセフソン素子の第１ 、＠２超伝
導体、即ち第１．第２超伝導電極（２） 、 （５）間
の電流−電圧特性は第３図に示すような特異な特性を示
す０零電圧で流れる最大電流を臨界電流と呼び、この臨
界電流は絶縁膜の厚さに指数函数的に依存する。一方、
応用上はこの臨界電流の値を精密に制御する必要がある
ために、絶縁膜の厚さを精密に再現性良く作らなければ
ならない。そこで、この絶縁膜（４）として単分子膜を
利用する試みがなされている。この単分子膜はラングミ
ュア−プロジット膜、即ちり、 Ｂ、膜とも呼ばれ、単
分子が層状に形成されるため、その膜厚の制御性、再現
性は非常に良い。
しかしながら、ラングミュア−プロジット膜は真空装置
の中で作ることは出来ないため、試料を真空装置外に呂
す必要があり、その過程において、どうしても第１超伝
導体（２）の表面が酸化されてしまう。このように、第
１超伝導体（２）の表面が酸化されると、トンネル障壁
の厚さが、ラングミュア−プロジット膜と酸化膜の厚さ
の和になり、本来の再現性、制御性の良さが失なわれる
という問題点があった。なお、ラングミュア−プロジッ
ト膜の製法に関しては、例えば技術文献（題名ＬＡＮＧ
−Ｍσ工Ｒ−ＢＬＯＤＧＥＴＴ Ｆ工ＬＭＳ Ａ
ｓ ＢＡＲＦｊ工ＫＲＬＡＹＫＲ’３ ＩＮ、ＴＯ
８ＫＰＨ８ＯＮ Ｔ［ＴＮＮＥＬ ＪＵＮＣＴ工ＯＮ日
、著者Ｇ、 Ｌ、 ＬａｒｋｉｎＥ］ＪＲ、Ｅ、 Ｄ、
Ｔｈｏｍｐｓｏｎ ａｎｄ Ｅ 、 ０ｒｔｉｊ、雑
誌基Ｔｈ１ｎＥｌｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ 、第９９巻（
１９８３年）２７７頁−２８２頁）に記載されている。
の中で作ることは出来ないため、試料を真空装置外に呂
す必要があり、その過程において、どうしても第１超伝
導体（２）の表面が酸化されてしまう。このように、第
１超伝導体（２）の表面が酸化されると、トンネル障壁
の厚さが、ラングミュア−プロジット膜と酸化膜の厚さ
の和になり、本来の再現性、制御性の良さが失なわれる
という問題点があった。なお、ラングミュア−プロジッ
ト膜の製法に関しては、例えば技術文献（題名ＬＡＮＧ
−Ｍσ工Ｒ−ＢＬＯＤＧＥＴＴ Ｆ工ＬＭＳ Ａ
ｓ ＢＡＲＦｊ工ＫＲＬＡＹＫＲ’３ ＩＮ、ＴＯ
８ＫＰＨ８ＯＮ Ｔ［ＴＮＮＥＬ ＪＵＮＣＴ工ＯＮ日
、著者Ｇ、 Ｌ、 ＬａｒｋｉｎＥ］ＪＲ、Ｅ、 Ｄ、
Ｔｈｏｍｐｓｏｎ ａｎｄ Ｅ 、 ０ｒｔｉｊ、雑
誌基Ｔｈ１ｎＥｌｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ 、第９９巻（
１９８３年）２７７頁−２８２頁）に記載されている。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ラングミュア−プロジット膜を形成中に、第
１超伝導体表面に酸化膜が形成されないような構造を持
ったジョセフソン素子を得ることを目的としている。
たもので、ラングミュア−プロジット膜を形成中に、第
１超伝導体表面に酸化膜が形成されないような構造を持
ったジョセフソン素子を得ることを目的としている。
この発明に係るジョセフソン素子は基板、この基板に形
成された第１超伝導体、この第１超伝導体を覆う金膜、
この金膜に形成されたり、 Ｂ、膜、このり、 Ｂ、膜
に形成された第２超伝導体を備えたものである。
成された第１超伝導体、この第１超伝導体を覆う金膜、
この金膜に形成されたり、 Ｂ、膜、このり、 Ｂ、膜
に形成された第２超伝導体を備えたものである。
この発明のジョセフソン素子においては、金膜が第１超
伝導体を覆っているので、第１超伝導体上にラングミュ
ア−プロジット膜を形成する際に真空装置から素子を取
り出したとき、この金膜が第１超伝導体の表面に酸化膜
が形成されるのを防ぐ０ 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する０ 第１図において、（３）はこのｗＥｌ超伝導体（２）を
薄く覆った金膜である。
伝導体を覆っているので、第１超伝導体上にラングミュ
ア−プロジット膜を形成する際に真空装置から素子を取
り出したとき、この金膜が第１超伝導体の表面に酸化膜
が形成されるのを防ぐ０ 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する０ 第１図において、（３）はこのｗＥｌ超伝導体（２）を
薄く覆った金膜である。
金薄膜（３）は第１超伝導体（２）の表面を覆っており
、又、この金薄膜（３）は第１超伝導体（２）を形成す
る時に同時に真空装置内で形成する。金は化学的に不活
性であるため試料を真空装置から取り出したとき第１超
伝導体（２）の表面に酸化膜が形成されない。
、又、この金薄膜（３）は第１超伝導体（２）を形成す
る時に同時に真空装置内で形成する。金は化学的に不活
性であるため試料を真空装置から取り出したとき第１超
伝導体（２）の表面に酸化膜が形成されない。
又、金薄膜（３）は１００Ａ以下の厚さであれば、量子
力学的近接効果のために超伝導性を示し、素子特性に悪
影響を及ぼさない。その結果として、トンネル障壁の厚
さはラングミュア−プロジッド膜（４）の厚さでのみ決
定され、素子特性の再現性、制御性が良くなる。
力学的近接効果のために超伝導性を示し、素子特性に悪
影響を及ぼさない。その結果として、トンネル障壁の厚
さはラングミュア−プロジッド膜（４）の厚さでのみ決
定され、素子特性の再現性、制御性が良くなる。
以上のように、この発明によれば、基板、この基板に形
成された第１超伝導体、この第１超伝導体を覆り金膜、
この金膜に形成されたり、 Ｂ、膜、このり、 Ｂ、膜
に形成された第２超伝導体を備えたのでり、 Ｂ、膜を
形成するとき、第１超伝導体表面に酸化物が形成される
ことがなく、素子特性の再現性及び制御性の良いジョセ
フソン素子が得られる効果がある。
成された第１超伝導体、この第１超伝導体を覆り金膜、
この金膜に形成されたり、 Ｂ、膜、このり、 Ｂ、膜
に形成された第２超伝導体を備えたのでり、 Ｂ、膜を
形成するとき、第１超伝導体表面に酸化物が形成される
ことがなく、素子特性の再現性及び制御性の良いジョセ
フソン素子が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるジョセフソン素子を
示す断面図、第２図は従来のジョセフソン素子を示す断
面図、第３図はジョセフソン素子の電流と電圧の関係を
示す特性図である。 （１）・・・シリコン基板、（２）・・・第１超伝導体
、（３）・・・金膜、（４）・・・Ｌ、 Ｂ、膜、（５
）・・・第２超伝導体なお、図中同一符号は同−又は相
当部分を示す。
示す断面図、第２図は従来のジョセフソン素子を示す断
面図、第３図はジョセフソン素子の電流と電圧の関係を
示す特性図である。 （１）・・・シリコン基板、（２）・・・第１超伝導体
、（３）・・・金膜、（４）・・・Ｌ、 Ｂ、膜、（５
）・・・第２超伝導体なお、図中同一符号は同−又は相
当部分を示す。
Claims (2)
- （１）基板、この基板に形成された第１超伝導体、この
第１超伝導体を覆う金膜、この金膜に形成されたＬ．Ｂ
．膜、このＬ．Ｂ．膜に形成された第２超伝導体を備え
たジョセフソン素子。 - （２）金膜は、厚みを１００Å以下とする特許請求の範
囲第１項記載のジョセフソン素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61241684A JPS6395684A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | ジヨセフソン素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61241684A JPS6395684A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | ジヨセフソン素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395684A true JPS6395684A (ja) | 1988-04-26 |
Family
ID=17077977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61241684A Pending JPS6395684A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | ジヨセフソン素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6395684A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5721196A (en) * | 1991-02-12 | 1998-02-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Stacked tunneling and stepped grain boundary Josephson junction |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP61241684A patent/JPS6395684A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5721196A (en) * | 1991-02-12 | 1998-02-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Stacked tunneling and stepped grain boundary Josephson junction |
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