JPH02206183A - ジョセフソン接合とその製造方法 - Google Patents
ジョセフソン接合とその製造方法Info
- Publication number
- JPH02206183A JPH02206183A JP1028000A JP2800089A JPH02206183A JP H02206183 A JPH02206183 A JP H02206183A JP 1028000 A JP1028000 A JP 1028000A JP 2800089 A JP2800089 A JP 2800089A JP H02206183 A JPH02206183 A JP H02206183A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide superconductor
- josephson junction
- film
- conductive layer
- normal conductive
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
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〕
本発明は酸化物超伝導体を少なくとも一方の電極に持つ
５−Ｎ−９型ジョセフソン接合及びその製造方法に関す
る。
５−Ｎ−９型ジョセフソン接合及びその製造方法に関す
る。
高温酸化物超伝導体は超伝導コヒーレンス長が約数ｎｍ
と大変短いので、これを電極にしたジョセフソン接合は
、５−Ｉ−３型よりも５−Ｎ−８型の方が作りやす・い
と考えられている。従来この種の５−Ｎ−３接合は第４
図に示した断面構造を持つものが作られていた。図中、
１は酸化物超伝導体膜、２は基板、３は対向電極、５は
常伝導層である。酸化物超伝導体膜１と対向電極３との
超伝導オーダパラメータは常伝導層５の中まで近接効果
により侵入するので、この常伝導層５が十分に薄ければ
画電極はジョセフソン結合する。この常伝導層の厚さは
近接効果によりコヒーレンス長ξＮと同じオーダーであ
ることが必要であり、極低温では通常ξＮ２１庫である
。
と大変短いので、これを電極にしたジョセフソン接合は
、５−Ｉ−３型よりも５−Ｎ−８型の方が作りやす・い
と考えられている。従来この種の５−Ｎ−３接合は第４
図に示した断面構造を持つものが作られていた。図中、
１は酸化物超伝導体膜、２は基板、３は対向電極、５は
常伝導層である。酸化物超伝導体膜１と対向電極３との
超伝導オーダパラメータは常伝導層５の中まで近接効果
により侵入するので、この常伝導層５が十分に薄ければ
画電極はジョセフソン結合する。この常伝導層の厚さは
近接効果によりコヒーレンス長ξＮと同じオーダーであ
ることが必要であり、極低温では通常ξＮ２１庫である
。
ところで、Ｙｌ Ｂａｚ Ｃｕ３０７−ｓに代表される
１−２−３相化合物やＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０，Ｔ
Ｑ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０などの高温酸化物超伝導体の
自然に形成されたその表面は、非超伝導物質である。通
常のパックスバッタ法などによる表面のクリーニングは
、超伝導体の結晶にイオンダメージを与えるので効果が
ない。したがってこのような非超伝導な表面に、第４図
のように５−Ｎ−５接合を作っても、酸化物超伝導体膜
１と常伝導層５間の清浄なコンタクトがとれないので、
得られたジョセフソン接合の特性は、理想的な５−Ｎ−
５接合特性からほど遠いものであった。
１−２−３相化合物やＢ１−５ｒ−Ｃａ−Ｃｕ−０，Ｔ
Ｑ−Ｂａ−Ｃａ−Ｃｕ−０などの高温酸化物超伝導体の
自然に形成されたその表面は、非超伝導物質である。通
常のパックスバッタ法などによる表面のクリーニングは
、超伝導体の結晶にイオンダメージを与えるので効果が
ない。したがってこのような非超伝導な表面に、第４図
のように５−Ｎ−５接合を作っても、酸化物超伝導体膜
１と常伝導層５間の清浄なコンタクトがとれないので、
得られたジョセフソン接合の特性は、理想的な５−Ｎ−
５接合特性からほど遠いものであった。
本発明の目的は上記課題を解決したジョセフソン接合と
その製造方法を提供することにある。
その製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明によるジョセフソン接
合においては、酸化物超伝導体膜の膜側壁劈開面上に成
膜された常伝導層を介して前記酸化物超伝導体膜と前記
常伝導層上に作られた超伝導対向電極膜とをジョセフソ
ン結合させものである。
合においては、酸化物超伝導体膜の膜側壁劈開面上に成
膜された常伝導層を介して前記酸化物超伝導体膜と前記
常伝導層上に作られた超伝導対向電極膜とをジョセフソ
ン結合させものである。
本発明のジョセフソン接合は、基板上に成膜されている
酸化物超伝導体膜を低温真空環境下において劈開し、得
られた膜側壁劈開面上に、前記低温真空環境下において
常伝導層及び超伝導対向電極膜を順次成膜する製造方法
によって得られる。
酸化物超伝導体膜を低温真空環境下において劈開し、得
られた膜側壁劈開面上に、前記低温真空環境下において
常伝導層及び超伝導対向電極膜を順次成膜する製造方法
によって得られる。
酸化物超伝導体を低温環境で劈開すると清浄な酸化物の
表面を露出させることができる。これは低温環境下では
化学反応速度が大変遅くなるので、新しく露出した表面
が劣化しないからである。このような状態でこの清浄面
に常伝導層を成膜することにより、清浄なＳ−Ｎ界面が
得られる。その手順を第３図（ａ）〜（ｃ）に示す。図
中、１は酸化物超伝導体膜、２は基板、４は膜側壁臂開
面、５は常伝導層、８は溝である。第３図（ａ）に示し
たような酸化物超伝導体膜１が成膜されている基板２を
真空装置内に入れ、低温状態にする。これは液体窒素ト
ラップ付きのサンプルホルダーなどの手段を用いて実現
できる。このような環境中で基板２に圧力をかけ、基板
２に予め作っである溝８に沿って基板２及び超伝導体膜
１を劈開する。すると第３図（ｂ）に示す清浄な膜側壁
臂開面４が露出する。この露出した劈開面４は、基板２
が低温状態にあるので、化学変化や表面の酸素の真空中
への脱出が起らない。このような清浄な状態で、第３図
（ｃ）に示した矢印の成膜方向に沿って常伝導層５を真
空成膜すると、清浄なＳ−Ｎ界面が得られる。したがっ
てこの上にさらに超伝導対向電極を成膜することにより
５−Ｎ−５ジョセフソン接合が形成される。
表面を露出させることができる。これは低温環境下では
化学反応速度が大変遅くなるので、新しく露出した表面
が劣化しないからである。このような状態でこの清浄面
に常伝導層を成膜することにより、清浄なＳ−Ｎ界面が
得られる。その手順を第３図（ａ）〜（ｃ）に示す。図
中、１は酸化物超伝導体膜、２は基板、４は膜側壁臂開
面、５は常伝導層、８は溝である。第３図（ａ）に示し
たような酸化物超伝導体膜１が成膜されている基板２を
真空装置内に入れ、低温状態にする。これは液体窒素ト
ラップ付きのサンプルホルダーなどの手段を用いて実現
できる。このような環境中で基板２に圧力をかけ、基板
２に予め作っである溝８に沿って基板２及び超伝導体膜
１を劈開する。すると第３図（ｂ）に示す清浄な膜側壁
臂開面４が露出する。この露出した劈開面４は、基板２
が低温状態にあるので、化学変化や表面の酸素の真空中
への脱出が起らない。このような清浄な状態で、第３図
（ｃ）に示した矢印の成膜方向に沿って常伝導層５を真
空成膜すると、清浄なＳ−Ｎ界面が得られる。したがっ
てこの上にさらに超伝導対向電極を成膜することにより
５−Ｎ−５ジョセフソン接合が形成される。
以下に本発明の実施例を示す。
（実施例１）
第１図に本発明の第１の実施例の断面の略図を示す。図
中、１は酸化物超伝導体膜、２は基板、３は対向電極、
４は膜側壁襞開面、５は常伝導層、６は５−Ｎ−８接合
である。まず、真空中で低温に冷却した酸化物超伝導体
膜１が成膜されている基板２を劈開する。このようにし
て得られた清浄な膜側壁臂開面４に、矢印の方向から常
伝導層５及び超伝導対向電極３を真空成膜することによ
り、図示のような５−Ｎ−３接合６が得られる。この場
合酸化物超伝導体には多くの種類のものが考えられるが
、もっとも化学的に不安定なＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０のよう
な酸化物超伝導体でも、常伝導層５に金又は白金を使用
することにより安定したＳ−Ｎ界面が得られる。常伝導
層５の厚さを数ｎｍにすることにより、かなりの高温ま
でジョセフソン結合を保つことができる。また酸化物超
伝導体がエピタキシャル膜であれば、平坦な膜側壁臂開
面４が得られるので、さらに良質のジョセフソン接合が
できる。対向電極３には金属超伝導体はもちろんのこと
、酸化物超伝導体を使用することも可能である。
中、１は酸化物超伝導体膜、２は基板、３は対向電極、
４は膜側壁襞開面、５は常伝導層、６は５−Ｎ−８接合
である。まず、真空中で低温に冷却した酸化物超伝導体
膜１が成膜されている基板２を劈開する。このようにし
て得られた清浄な膜側壁臂開面４に、矢印の方向から常
伝導層５及び超伝導対向電極３を真空成膜することによ
り、図示のような５−Ｎ−３接合６が得られる。この場
合酸化物超伝導体には多くの種類のものが考えられるが
、もっとも化学的に不安定なＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０のよう
な酸化物超伝導体でも、常伝導層５に金又は白金を使用
することにより安定したＳ−Ｎ界面が得られる。常伝導
層５の厚さを数ｎｍにすることにより、かなりの高温ま
でジョセフソン結合を保つことができる。また酸化物超
伝導体がエピタキシャル膜であれば、平坦な膜側壁臂開
面４が得られるので、さらに良質のジョセフソン接合が
できる。対向電極３には金属超伝導体はもちろんのこと
、酸化物超伝導体を使用することも可能である。
（実施例２）
第２図に本発明の第２の実施例の断面略図を示す。本実
施例の構成及び製法はほぼ第１の実施例と同じである。
施例の構成及び製法はほぼ第１の実施例と同じである。
本実施例では予め劈開前に絶縁膜７を酸化物超伝導体膜
１上に成膜しておく。このようなサンプルを低温真空環
境内で劈開し、得られた膜側壁臂開面１及び絶縁膜７上
に、矢印で示した方向より常伝導層５及び対向電極３を
成膜し５−Ｎ−５接合６を形成する。このようにすると
基板２の裏面に成膜する必要がなくなる。
１上に成膜しておく。このようなサンプルを低温真空環
境内で劈開し、得られた膜側壁臂開面１及び絶縁膜７上
に、矢印で示した方向より常伝導層５及び対向電極３を
成膜し５−Ｎ−５接合６を形成する。このようにすると
基板２の裏面に成膜する必要がなくなる。
以上説明したように本発明によれば、酸化物超伝導体を
少なくとも一方の電極に使用した清浄なＳ−Ｎ界面を持
つ良質な５−Ｎ−５接合を形成できる効果を有する。
少なくとも一方の電極に使用した清浄なＳ−Ｎ界面を持
つ良質な５−Ｎ−５接合を形成できる効果を有する。
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の第１及び第２の実
施例の断面同一第３図（ａ）〜（ｃ）はＳ−Ｎ界面を得
る手順を示す図、第４図は従来例の断面図である。
施例の断面同一第３図（ａ）〜（ｃ）はＳ−Ｎ界面を得
る手順を示す図、第４図は従来例の断面図である。
Claims (2)
- （１）酸化物超伝導体膜の膜側壁劈開面上に成膜された
常伝導層を介して前記酸化物超伝導体膜と前記常伝導層
上に作られた超伝導対向電極膜とをジョセフソン結合さ
せたことを特徴とするジョセフソン接合。 - （２）基板上に成膜されている酸化物超伝導体膜を低温
真空環境下において劈開し、得られた膜側壁劈開面上に
、前記低温真空環境下において常伝導層及び超伝導対向
電極膜を順次成膜することを特徴とするジョセフソン接
合の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028000A JPH02206183A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | ジョセフソン接合とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028000A JPH02206183A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | ジョセフソン接合とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206183A true JPH02206183A (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=12236543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1028000A Pending JPH02206183A (ja) | 1989-02-06 | 1989-02-06 | ジョセフソン接合とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02206183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9362439B2 (en) * | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
-
1989
- 1989-02-06 JP JP1028000A patent/JPH02206183A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9362439B2 (en) * | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5846846A (en) | Method for making a superconducting field-effect device with grain boundary channel | |
| US4454522A (en) | Microbridge superconducting device having support with stepped parallel surfaces | |
| JPH05160449A (ja) | ジョセフソン接合構造 | |
| EP0283623B1 (en) | Superconducting josephson junctions | |
| JPH02206183A (ja) | ジョセフソン接合とその製造方法 | |
| JPS62123716A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| Jaklevic et al. | Application of the scanning tunneling microscope to insulating surfaces | |
| US5663081A (en) | Method for making a high-temperature superconducting field-effect transistor with thick superconducting channel layer | |
| EP0488837A2 (en) | Method for manufacturing superconducting device having a reduced thickness of oxide superconducting layer and superconducting device manufactured thereby | |
| JPH02207575A (ja) | ジヨセフソン接合とその製造方法 | |
| JPH02207574A (ja) | トンネル接合とその製造方法 | |
| JP2907831B2 (ja) | ジョセフソン素子 | |
| EP0478463B1 (en) | Superconducting device having an extremely thin superconducting channel formed of oxide superconductor material | |
| JP2982913B2 (ja) | ジョセフソン接合の作製方法 | |
| JPH0255955B2 (ja) | ||
| JP2647985B2 (ja) | ジョセフソン素子 | |
| JPH03208379A (ja) | ジョセフソン接合とその形成方法 | |
| JPH03208380A (ja) | ジョセフソン接合とその形成方法 | |
| KR0171987B1 (ko) | 반도체 소자의 게이트 전극 형성방법 | |
| JP2000195837A (ja) | 微細加工方法、磁気力顕微鏡用プローブおよび電場センサ | |
| KR950004595B1 (ko) | YBa₂Cu₃O_y 기판을 이용한 죠셉슨 터널접합(tunnel junction) 제조방법 | |
| KR100459125B1 (ko) | 초전도 조셉슨 접합 소자 제조 방법 | |
| JPH05343757A (ja) | 高温超伝導体薄膜の微細加工方法 | |
| JP3325999B2 (ja) | 酸化物半導体を用いた三端子素子の製造方法 | |
| KR100233845B1 (ko) | 쌍결정 입계접합 초전도 전계효과 소자 및 그 제조 방법 |