JPH0136274B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0136274B2 JPH0136274B2 JP56201243A JP20124381A JPH0136274B2 JP H0136274 B2 JPH0136274 B2 JP H0136274B2 JP 56201243 A JP56201243 A JP 56201243A JP 20124381 A JP20124381 A JP 20124381A JP H0136274 B2 JPH0136274 B2 JP H0136274B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- current
- ground plane
- base electrode
- josephson junction
- 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
- H10N60/10—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】
(1) 発明の技術分野
本発明はジヨセフソン接合を有するジヨセフソ
ン集積回路に関する。
ン集積回路に関する。
(2) 技術の背景
通常ジヨセフソン接合を形成している対向電極
は、基部電極、制御電極と異なる材料を用いてお
り（たとえば基部電極と制御電極は鉛、インジユ
ウム、金の合金に対して、対向電極は鉛、ビスマ
スの合金である。）一例として対向電極と、制御
電極を接続した場合には、グレーンマイグレーシ
ヨンが生じたり、対向電極の材料的な問題から接
触抵抗が生じたりする。これを避けるためにスイ
ツチ素子として使用しているジヨセフソン接合に
比べて十分広い面積で、ジヨセフソン接合を介し
て対向電極から基部電極に接続したのち基部電極
と制御電極とを接続する。
は、基部電極、制御電極と異なる材料を用いてお
り（たとえば基部電極と制御電極は鉛、インジユ
ウム、金の合金に対して、対向電極は鉛、ビスマ
スの合金である。）一例として対向電極と、制御
電極を接続した場合には、グレーンマイグレーシ
ヨンが生じたり、対向電極の材料的な問題から接
触抵抗が生じたりする。これを避けるためにスイ
ツチ素子として使用しているジヨセフソン接合に
比べて十分広い面積で、ジヨセフソン接合を介し
て対向電極から基部電極に接続したのち基部電極
と制御電極とを接続する。
(3) 従来技術の問題点
この際従来は配線のインダクタンスを小さくし
たり、ストリツプライン構成のためのグランドプ
レーンがこの接続部にも敷かれていた。
たり、ストリツプライン構成のためのグランドプ
レーンがこの接続部にも敷かれていた。
例えば第１図ａに示すインライン型のジヨセフ
ソン接合を介して対向電極１と基部電極２が接続
され、グランドプレーン３がその接続部の下にも
設けられていると、グランドプレーン３に流れる
イメージ電流によりジヨセフソン接合の閾値は第
１図ｂに示すようになる。
ソン接合を介して対向電極１と基部電極２が接続
され、グランドプレーン３がその接続部の下にも
設けられていると、グランドプレーン３に流れる
イメージ電流によりジヨセフソン接合の閾値は第
１図ｂに示すようになる。
その理由を、より詳細に説明する。
第１図ｃは、同図ａの断面図であり、基部電極
２を流れる電流i1は、ジヨセフソン接合４を介し
て対向電極１に電流i4として流れる。電流i1およ
びi4は各電極の下表面を流れる。この際、グラン
ドプレーン３の表面には、電流i1，i4のイメージ
電流i2が流れ、また基部電極２のジヨセフソン接
合と接する上表面には、電流i4のイメージ電流i3
が夫々、矢印の方向に流れる。この状況を第１図
ｃの右側から見た様子を同ｄに示す。
２を流れる電流i1は、ジヨセフソン接合４を介し
て対向電極１に電流i4として流れる。電流i1およ
びi4は各電極の下表面を流れる。この際、グラン
ドプレーン３の表面には、電流i1，i4のイメージ
電流i2が流れ、また基部電極２のジヨセフソン接
合と接する上表面には、電流i4のイメージ電流i3
が夫々、矢印の方向に流れる。この状況を第１図
ｃの右側から見た様子を同ｄに示す。
第１図ｄに明らかなように、対向電極１の下表
面を流れる電極i4は紙面に垂直な手前方向に、基
部電極２の上表面を流れるイメージ電流i3は紙面
奥方向に、基部電極２の下表面を流れる電極i1は
手前方向に、グランドプレーン３表面を流れるイ
メージ電流i2は奥方向にそれぞれ流れる。従つて
各電流によつて生じる磁界は各電流のまわりに矢
印で示す方向に生ずる。
面を流れる電極i4は紙面に垂直な手前方向に、基
部電極２の上表面を流れるイメージ電流i3は紙面
奥方向に、基部電極２の下表面を流れる電極i1は
手前方向に、グランドプレーン３表面を流れるイ
メージ電流i2は奥方向にそれぞれ流れる。従つて
各電流によつて生じる磁界は各電流のまわりに矢
印で示す方向に生ずる。
ここでジヨセフソン接合４の上下を流れる電流
i3とi4についてみると、各電流によつて発生する
磁界の向きは、ジヨセフソン接合に関してみれば
左から右方向に向かつたものとなる。
i3とi4についてみると、各電流によつて発生する
磁界の向きは、ジヨセフソン接合に関してみれば
左から右方向に向かつたものとなる。
即ち、グランドプレーンがある場合には、電流
i3，i4により、あたかも外部磁界が加わつた状態
と同様になる。
i3，i4により、あたかも外部磁界が加わつた状態
と同様になる。
従つて、ジヨセフソン接合４が超伝導状態でい
られる臨界電流Icの大きさは、接合本来の磁界が
加えられていない状態での臨界電流値より小さく
なる。
られる臨界電流Icの大きさは、接合本来の磁界が
加えられていない状態での臨界電流値より小さく
なる。
また、外部より電流i3，i4により発生した磁界
を打ち消すだけの磁界を外部より加えて、はじめ
て最大の臨界電流となる。
を打ち消すだけの磁界を外部より加えて、はじめ
て最大の臨界電流となる。
以上の理由により、ジヨセフソン接合４は、第
１図ｂに示す特性となる。これまでの説明で明ら
かなように、グランドプレーンがある場合には、
外部磁界を加えていないにもかかわらず、接続面
積等によつて決定される最大の臨界電流を流すこ
とはできない。
１図ｂに示す特性となる。これまでの説明で明ら
かなように、グランドプレーンがある場合には、
外部磁界を加えていないにもかかわらず、接続面
積等によつて決定される最大の臨界電流を流すこ
とはできない。
従つて、ジヨセフソン接合が電圧状態とならず
に、大きな超伝導電流を流すためには、接合面積
を大きくしなければならず、高集積化のさまたげ
となつていた。
に、大きな超伝導電流を流すためには、接合面積
を大きくしなければならず、高集積化のさまたげ
となつていた。
(4) 発明の目的
本発明の目的は、上記欠点をなくし、接続部の
面積を増大させることなく最大の臨界電流を流す
ことができるようにすることにある。
面積を増大させることなく最大の臨界電流を流す
ことができるようにすることにある。
(5) 発明の構成
上記目的は、グランドプレーン上に基部電極お
よび対向電極を有するジヨセフソン集積回路にお
いて、該グランドプレーンに窓部が設けられ、該
窓部上で該基部電極と該対向電極とが接続される
ことにより達成される。
よび対向電極を有するジヨセフソン集積回路にお
いて、該グランドプレーンに窓部が設けられ、該
窓部上で該基部電極と該対向電極とが接続される
ことにより達成される。
(6) 発明の実施例
第２図は本発明の一実施例を説明する図で、第
２図ａは平面図、第２図ｂはその等価回路図であ
る。
２図ａは平面図、第２図ｂはその等価回路図であ
る。
第２図ａにおいて２１，２１′はバイアス電流
Ibが流れる基部電極、２２は負荷抵抗、２３，２
３′は対向電極、２４，２４′は入力信号Ｓが入力
される制御電極、２５は基部電極、２６はグラン
ドプレーン、２７はグランドプレーンに設けられ
た窓部である。グランドプレーン２６は、対向電
極２３と基部電極２５の接続部の下の窓部２７を
除いて一面に設けられている。
Ibが流れる基部電極、２２は負荷抵抗、２３，２
３′は対向電極、２４，２４′は入力信号Ｓが入力
される制御電極、２５は基部電極、２６はグラン
ドプレーン、２７はグランドプレーンに設けられ
た窓部である。グランドプレーン２６は、対向電
極２３と基部電極２５の接続部の下の窓部２７を
除いて一面に設けられている。
第２図ｃは第２図ａの窓部２７上における基部
電極２５と上部電極２３との接続部を示す部分断
面図である。
電極２５と上部電極２３との接続部を示す部分断
面図である。
第２図ａにおけるゲート用のジヨセフソン接合
J1が電圧状態となり、電流が、負荷抵抗２２、制
御電極２４′から成るループに流れると、その電
流は窓部２７上において第２図ｃに示すように、
各電極の上下表面を矢印の方向に流れる。これを
右から見ると、第２図ｄに示すように、ジヨセフ
ソン接合４の上下に流れる電流は同じ紙面奥に向
かつて流れるので、両電流によつて発生する磁界
の向きは、接合４においては互いに逆向きとな
り、打消し合う。
J1が電圧状態となり、電流が、負荷抵抗２２、制
御電極２４′から成るループに流れると、その電
流は窓部２７上において第２図ｃに示すように、
各電極の上下表面を矢印の方向に流れる。これを
右から見ると、第２図ｄに示すように、ジヨセフ
ソン接合４の上下に流れる電流は同じ紙面奥に向
かつて流れるので、両電流によつて発生する磁界
の向きは、接合４においては互いに逆向きとな
り、打消し合う。
従つて外部から磁界を加えない限り、接合４に
は磁界は加わらない。
は磁界は加わらない。
従つて外部磁界φ＝０のときに最大の臨界電流
とする、即ち、第１図ｂの特性曲線のピーク点を
φ＝０の点にもつてくることができる。
とする、即ち、第１図ｂの特性曲線のピーク点を
φ＝０の点にもつてくることができる。
よつて接続部の面積を大きくすることなく、最
大臨界電流を流すことができるようになる。
大臨界電流を流すことができるようになる。
第２図ｂは第２図ａの等価回路であり、本発明
によれば負荷抵抗２２を含むループに接続部面積
を増大させることなく、大きな電流を流すことが
できる。
によれば負荷抵抗２２を含むループに接続部面積
を増大させることなく、大きな電流を流すことが
できる。
(7) 発明の効果
本発明によれば、ジヨセフソン集積回路におけ
る基部電極と対向電極の接続部面積を増大させる
ことなく最大の臨界電流を流すことができるので
ジヨセフソン接合による集積回路の集積度を高め
る事が出来る。
る基部電極と対向電極の接続部面積を増大させる
ことなく最大の臨界電流を流すことができるので
ジヨセフソン接合による集積回路の集積度を高め
る事が出来る。
第１図は従来例を説明する図、第２図は、本発
明の一実施例を説明する図である。２１，２１′，
２５：基部電極、２３，２３′：対向電極、２
６：グランドプレーン、２７：窓部。
明の一実施例を説明する図である。２１，２１′，
２５：基部電極、２３，２３′：対向電極、２
６：グランドプレーン、２７：窓部。
Claims (1)
- １ グランドプレーン上に基部電極および対向電
極を有するジヨセフソン集積回路において、該グ
ランドプレーンに窓部が設けられ、該窓部上で該
基部電極と該対向電極とが接続されてなることを
特徴とするジヨセフソン集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56201243A JPS58102579A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | ジヨセフソン集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56201243A JPS58102579A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | ジヨセフソン集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58102579A JPS58102579A (ja) | 1983-06-18 |
| JPH0136274B2 true JPH0136274B2 (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=16437706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56201243A Granted JPS58102579A (ja) | 1981-12-14 | 1981-12-14 | ジヨセフソン集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58102579A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178675A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 超伝導変成器 |
| JP2007112548A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Gecoss Corp | 鋼矢板吊り治具 |
-
1981
- 1981-12-14 JP JP56201243A patent/JPS58102579A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58102579A (ja) | 1983-06-18 |
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