JPH034574A - 超電導電磁波センサー及びその製造方法 - Google Patents
超電導電磁波センサー及びその製造方法Info
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- JPH034574A JPH034574A JP1140301A JP14030189A JPH034574A JP H034574 A JPH034574 A JP H034574A JP 1140301 A JP1140301 A JP 1140301A JP 14030189 A JP14030189 A JP 14030189A JP H034574 A JPH034574 A JP H034574A
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は超電導電磁波センサー及びその製造方法に関す
る。
る。
（ロ） 従来の技術
高温超電導体の発見以来、これを用いた電子デバイスが
種々検討されており、その１つに電磁波センサーがある
。
種々検討されており、その１つに電磁波センサーがある
。
超電導電磁波センサーとしては、スパッタ法等により得
られる高温超電導薄膜を用いるものと、高温超電導焼結
体を用いるものが考えられ、高温超電導薄膜を用いる電
子デバイスについては、いくつかの報告がなされている
（たとえば、Ｊ、 Ｋｏａ。
られる高温超電導薄膜を用いるものと、高温超電導焼結
体を用いるものが考えられ、高温超電導薄膜を用いる電
子デバイスについては、いくつかの報告がなされている
（たとえば、Ｊ、 Ｋｏａ。
ｐｋａ、 Ｒ，Ｓｏｂｏｌｃｗｓｋｉ、＾１ｏｓｏｐｋ
ａ、ａｌｌｄ Ｓ、Ｊ、Ｌｃｗａｓｄｏｗｓｋｉ；＾ｐ
ｐ１． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 ５３ （９１、２９
（１９８８） ７９６参照）。
ａ、ａｌｌｄ Ｓ、Ｊ、Ｌｃｗａｓｄｏｗｓｋｉ；＾ｐ
ｐ１． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 ５３ （９１、２９
（１９８８） ７９６参照）。
（ハ） 発明が解決しようとする課題
超電導電磁波センサーが超電導層、絶縁層及び超電導層
の積層によるトンネル接合を形成せずに、超電導の粒界
の接合を利用する場合、従来の高温超電導薄膜を用いる
ものでは、薄膜における検出部の粒界間結合の制御が難
しく、再現性が悪い。
の積層によるトンネル接合を形成せずに、超電導の粒界
の接合を利用する場合、従来の高温超電導薄膜を用いる
ものでは、薄膜における検出部の粒界間結合の制御が難
しく、再現性が悪い。
また、従来考えられて６ｔた高温超電導焼結体を用いる
ものでは、焼結体が一般に脆性であるため、検出部の加
工が困難であり、検出部の加工が行われていなく、電磁
波の検出６度が悪いものであった。
ものでは、焼結体が一般に脆性であるため、検出部の加
工が困難であり、検出部の加工が行われていなく、電磁
波の検出６度が悪いものであった。
本発明はかかる点に鑑み発明されたものにして、高温超
電導焼結体を用い、焼結体の加工技術の確立に基づいて
、再現性よく、又電磁波の検出感度を向上した超電導電
磁波センサー及びその製造方法を提供せんとするもので
ある。
電導焼結体を用い、焼結体の加工技術の確立に基づいて
、再現性よく、又電磁波の検出感度を向上した超電導電
磁波センサー及びその製造方法を提供せんとするもので
ある。
（ニ）課題を解決するための手段
かかる課題を解決するため、本発明による超電導電磁波
センサーは、超電導微粒子の焼結によって形成される検
出部とその両端電極部とからなり、検出部は電極部に比
して、超電導微粒子相互間の非超電導相からなる粒界の
割合が多いことを特徴とするものである。
センサーは、超電導微粒子の焼結によって形成される検
出部とその両端電極部とからなり、検出部は電極部に比
して、超電導微粒子相互間の非超電導相からなる粒界の
割合が多いことを特徴とするものである。
エフ、また、本発明によるその製造方法は、超電導機、
粒子の焼結によって形成される検出部に超音波を照射す
ることにより、検出部における超電導微粒子相互間の非
超電導相からなる粒界の割合を電極部に比し多くしたこ
とを特徴とするものである。
粒子の焼結によって形成される検出部に超音波を照射す
ることにより、検出部における超電導微粒子相互間の非
超電導相からなる粒界の割合を電極部に比し多くしたこ
とを特徴とするものである。
（ホ）作 用
本発明による超電導電磁波センサーは、その検出部が両
端電極部に比して超電導微粒子相互間の非超電導相から
なる粒界の割合を多くしているため検出部における粒界
に制限されずに流れる超電導電流が、非超電導相からな
る粒界の割合が少ないものに比し少なくなり、電磁波の
検出感度が高くなる。
端電極部に比して超電導微粒子相互間の非超電導相から
なる粒界の割合を多くしているため検出部における粒界
に制限されずに流れる超電導電流が、非超電導相からな
る粒界の割合が少ないものに比し少なくなり、電磁波の
検出感度が高くなる。
また、本発明による製造方法は、超電導微粒子の焼結に
よって形成される検出部に超音波を照射することにより
検出部における超電導微粒子相互間の非超電導相からな
る粒界の割合を電極部に比し多くするものであるから、
検出部における粒界の結合の制御が容易となり、再現性
を高めることができる。
よって形成される検出部に超音波を照射することにより
検出部における超電導微粒子相互間の非超電導相からな
る粒界の割合を電極部に比し多くするものであるから、
検出部における粒界の結合の制御が容易となり、再現性
を高めることができる。
ここで超電導体を用いた電磁波センサーの原理を説明す
る。
る。
一般に超電導弱結合素子の電流ｆＩ）−電圧（Ｖ）特性
は、第３図に示す実線特性となり、この素子に電磁波が
照射されると、電磁波の吸収による準粒子の発生により
、Ｉ −Ｖ特性が同図破線特性の如く変化する。このと
き、バイアス電流（工８）を流すことにより電圧変化（
δ■）が生じ、電磁波を検出する。この場合に素子の検
出部に流れる電流（Ｉ）は １＝Ｉ。＋１６ として表わされる。ここで、工、は粒界に制限されずに
流れる超電導電流であり、■。は粒界に制限される超電
導電流（ジョセフソン電流）であり、これらの超電導電
流を超電導粒子及びその粒界との関係で第４図に示す。
は、第３図に示す実線特性となり、この素子に電磁波が
照射されると、電磁波の吸収による準粒子の発生により
、Ｉ −Ｖ特性が同図破線特性の如く変化する。このと
き、バイアス電流（工８）を流すことにより電圧変化（
δ■）が生じ、電磁波を検出する。この場合に素子の検
出部に流れる電流（Ｉ）は １＝Ｉ。＋１６ として表わされる。ここで、工、は粒界に制限されずに
流れる超電導電流であり、■。は粒界に制限される超電
導電流（ジョセフソン電流）であり、これらの超電導電
流を超電導粒子及びその粒界との関係で第４図に示す。
この図は電磁波検出部における粒界の構造図であり、１
は超電導粒子、２は非超電導相からなる粒界である。
は超電導粒子、２は非超電導相からなる粒界である。
超電導電流１．は、ＳＩＳ、ＳＮＳ等（Ｓは超電導体、
■は絶縁体、Ｎは常電導体）の接合による電流の総和で
ある。この超電導電流工。が粒界２に制限されるもので
あり、粒界の適当な接合構造をもったものが第３図に示
すジョセフソン接合を形成し、この接合部に電磁波が照
射されると、準粒子３が発生し、検出電流（△Ｉ）が流
れる。
■は絶縁体、Ｎは常電導体）の接合による電流の総和で
ある。この超電導電流工。が粒界２に制限されるもので
あり、粒界の適当な接合構造をもったものが第３図に示
すジョセフソン接合を形成し、この接合部に電磁波が照
射されると、準粒子３が発生し、検出電流（△Ｉ）が流
れる。
超電導電流工。を、電磁波の影響を受けない超電導電流
Ｉａ。と電磁波の影響を受ける超電導電流Ｉａ、に分け
ると、 ■。＝工Ｇ。＋１゜。
Ｉａ。と電磁波の影響を受ける超電導電流Ｉａ、に分け
ると、 ■。＝工Ｇ。＋１゜。
で示され、前述の検出電流（Δ工）はΔ■＝α工６、（
αは比例定数）で示される。従って超電導電流の変化率
は、 となり、電磁波の検出感度を高めるには、この式におけ
る工、を小さくすればよいことになる。
αは比例定数）で示される。従って超電導電流の変化率
は、 となり、電磁波の検出感度を高めるには、この式におけ
る工、を小さくすればよいことになる。
本発明はこのＩｓを小さくするために、検出部組
における超電導微粒子相互間の非超電導零からなる粒界
の割合を、検出部の両端電極部に比してグくしたこと、
あるいは多くする方法を特徴とするものである。
の割合を、検出部の両端電極部に比してグくしたこと、
あるいは多くする方法を特徴とするものである。
（へ）実施例
本発明の一実施例を、超電導材料として７７に級の代表
としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０の場合を例にとって説明する
。
としてＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０の場合を例にとって説明する
。
硝酸イツトｌＪウムＹ （ＮＯ３） ３−３．５８２０
と、硝酸バリウムＢａ（Ｎｏ：ｓ）２と、硝酸銅Ｃｕ（
ＮＯｖ） ２・３Ｈ２０とを夫々水に溶かしてＹ、Ｂａ
、Ｃｕがモル比で１：２：３になるように混合する。
と、硝酸バリウムＢａ（Ｎｏ：ｓ）２と、硝酸銅Ｃｕ（
ＮＯｖ） ２・３Ｈ２０とを夫々水に溶かしてＹ、Ｂａ
、Ｃｕがモル比で１：２：３になるように混合する。
ついで蓚酸Ｈ２Ｃ２０４・２ Ｈ２０をＢａ元素２モル
に対し７モル加えてアンモニア水でｐＨ１ＩＩ整を行な
いｐＨ＝４〜７とし、蓚酸塩として共沈させる。
に対し７モル加えてアンモニア水でｐＨ１ＩＩ整を行な
いｐＨ＝４〜７とし、蓚酸塩として共沈させる。
沈殿物をろ過し水洗した後、十分乾燥し、空気中におい
て８５０℃で９時間仮焼成する。次に、仮焼成の粉末を
１〜２トン／Ｃｌ１１２の圧力で成形後、９２０°Ｃで
酸素雰囲気中で１２時間本焼成を行ない、ＹＢａＣｕＯ
超電導体を得た。
て８５０℃で９時間仮焼成する。次に、仮焼成の粉末を
１〜２トン／Ｃｌ１１２の圧力で成形後、９２０°Ｃで
酸素雰囲気中で１２時間本焼成を行ない、ＹＢａＣｕＯ
超電導体を得た。
このようにして得られる超電導体は、焼成条件等の作製
条件で組成、粒径を制御することが可能であり、この実
施例で得られた超電導体は、粉末固相法等の他法で得ら
れるＹＢａＣｕＯ系焼結体に比べ粒径が０．５〜１ｇｍ
と小さく、均質な焼結体となった。
条件で組成、粒径を制御することが可能であり、この実
施例で得られた超電導体は、粉末固相法等の他法で得ら
れるＹＢａＣｕＯ系焼結体に比べ粒径が０．５〜１ｇｍ
と小さく、均質な焼結体となった。
この超電導体をスライスした後、結晶化ガラス基板に酸
素雰囲気中で４８０℃の温度で０．４時間かけてフリッ
トガラスで接合した。この場合の温度としては、オルソ
−テトラ相転移温度以下である４００〜５００℃であれ
ばよい、この接合断面を光学顕微鏡で見たところ、均質
でクラックがない良好な接合が得られていることがわか
った。
素雰囲気中で４８０℃の温度で０．４時間かけてフリッ
トガラスで接合した。この場合の温度としては、オルソ
−テトラ相転移温度以下である４００〜５００℃であれ
ばよい、この接合断面を光学顕微鏡で見たところ、均質
でクラックがない良好な接合が得られていることがわか
った。
その後スライス表面を５０７１１程度の厚みにまで研磨
し、続いて研磨した超電導体を第１図に示す形状に１６
に１Ｉｘ２５〜５０Ｗの超音波で加工した。第１図にお
いて、４は電磁波の検出部であり、両端電極部５．５を
有する。この検出部４はブリッジ部を構成し、その大き
さはおおよそ幅１１００ａ、厚み５０ｊＩｍ、長さ３Ｉ
である。
し、続いて研磨した超電導体を第１図に示す形状に１６
に１Ｉｘ２５〜５０Ｗの超音波で加工した。第１図にお
いて、４は電磁波の検出部であり、両端電極部５．５を
有する。この検出部４はブリッジ部を構成し、その大き
さはおおよそ幅１１００ａ、厚み５０ｊＩｍ、長さ３Ｉ
である。
続いて第１図に示す形状の超電導体に、１６４Ｈｘ１５
０Ｗ〜２５０Ｗの超音波を照射して検出部４の改質を行
なった。この超音波照射により、第４図に示した粒界構
造のものが、第２図に示す如く変化して、ダメージ層６
が形成され、非超電導相からなる粒界２の割合が多くな
り、改質される。この改質は加工端から約５０μ■程度
であり、検出部４を改質する場合には、検出部４の幅を
約１００μｍ以下とし、厚みを約５０ｕｍ以下とすれば
よい。第１図で改質部７を破線部により示す。この図面
から明らかなように検出部４における超電導微粒子１．
１間の非超電導相からなる粒界２の割合が、両端電極部
５．５に比し多くなる。
０Ｗ〜２５０Ｗの超音波を照射して検出部４の改質を行
なった。この超音波照射により、第４図に示した粒界構
造のものが、第２図に示す如く変化して、ダメージ層６
が形成され、非超電導相からなる粒界２の割合が多くな
り、改質される。この改質は加工端から約５０μ■程度
であり、検出部４を改質する場合には、検出部４の幅を
約１００μｍ以下とし、厚みを約５０ｕｍ以下とすれば
よい。第１図で改質部７を破線部により示す。この図面
から明らかなように検出部４における超電導微粒子１．
１間の非超電導相からなる粒界２の割合が、両端電極部
５．５に比し多くなる。
この構成により、前述の（１）式おける、粒界に制限さ
れず流れる超電導電漆工、を小さくすることができ、電
磁波の検出感度が高くなる。尚、前述の如く、一般にＹ
ＢａＣｕＯ系焼結体は脆性があり、＠紺パターンの加工
が困難であるとされていたが、本発明の実施例では、基
板とＹＢ ａＣｕＯ系焼結体とが機械的に一体化されて
いるため、超音波加工時に接合部に加工時の歪みが集中
せず、微細加工が可能となった。加工前後の臨界温度Ｔ
ｃｔ（ｅ口ｄ ｐｏｉｎｔ）は変化がなくいずれもＴＣ
Ｅ＝８９にであった。
れず流れる超電導電漆工、を小さくすることができ、電
磁波の検出感度が高くなる。尚、前述の如く、一般にＹ
ＢａＣｕＯ系焼結体は脆性があり、＠紺パターンの加工
が困難であるとされていたが、本発明の実施例では、基
板とＹＢ ａＣｕＯ系焼結体とが機械的に一体化されて
いるため、超音波加工時に接合部に加工時の歪みが集中
せず、微細加工が可能となった。加工前後の臨界温度Ｔ
ｃｔ（ｅ口ｄ ｐｏｉｎｔ）は変化がなくいずれもＴＣ
Ｅ＝８９にであった。
（ト）発明の効果
本発明による超電導電磁波センサーは、超電導微粒子の
焼結によって形成される検出部とその両部に比し多いか
ら、再現性がよく、また超電導微粒子相互間の非超電導
相からなる粒界の割合が、検出部とその両端電極部とで
ほぼ同じものに比して、電磁波の検出感度を高めること
ができる。本弁明による超電導電磁波センサーの製造法
は、超電導微粒子の焼結によって形成される検出部とそ
の両端電極部とを備え、検出部に超音波を照射す電磁波
センサーの製造が簡単である。
焼結によって形成される検出部とその両部に比し多いか
ら、再現性がよく、また超電導微粒子相互間の非超電導
相からなる粒界の割合が、検出部とその両端電極部とで
ほぼ同じものに比して、電磁波の検出感度を高めること
ができる。本弁明による超電導電磁波センサーの製造法
は、超電導微粒子の焼結によって形成される検出部とそ
の両端電極部とを備え、検出部に超音波を照射す電磁波
センサーの製造が簡単である。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示し、第１図は
検出部及び両端電極部の拡大平面図、第２図は検出部に
おける粒界構造模式図、第３図は超電導弱結合素子の電
流−電圧特性図、第４図は従来の検出部における粒界構
造模式図、第５図はジョセフソン結合のバンド構造図で
ある。 １・・・超電導微粒子、２・・・非超電導相からなる粒
界、３・・・準粒子、４・・・検出部、５・・・電極部
、６・・・ダメージ層、７・・・改質部。
検出部及び両端電極部の拡大平面図、第２図は検出部に
おける粒界構造模式図、第３図は超電導弱結合素子の電
流−電圧特性図、第４図は従来の検出部における粒界構
造模式図、第５図はジョセフソン結合のバンド構造図で
ある。 １・・・超電導微粒子、２・・・非超電導相からなる粒
界、３・・・準粒子、４・・・検出部、５・・・電極部
、６・・・ダメージ層、７・・・改質部。
Claims (2)
- （１）超電導微粒子の焼結によって形成される検出部と
その両端電極部とからなり、 検出部は電極部に比して超電導微粒子相互間の非超電導
相からなる粒界の割合が多いことを特徴とする超電導電
磁波センサー。 - （２）超電導微粒子の焼結によって形成される検出部と
その両端電極部とを備え、 検出部に超音波を照射することにより、検出部における
超電導微粒子相互間の非超電導相からなる粒界の割合を
電極部に比し多くしたことを特徴とする超電導電磁波セ
ンサーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140301A JPH034574A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 超電導電磁波センサー及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140301A JPH034574A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 超電導電磁波センサー及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH034574A true JPH034574A (ja) | 1991-01-10 |
Family
ID=15265603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1140301A Pending JPH034574A (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | 超電導電磁波センサー及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH034574A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130040019A1 (en) * | 2010-04-23 | 2013-02-14 | Spotless Tea Bag Oy | Package for a beverage preparation |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP1140301A patent/JPH034574A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130040019A1 (en) * | 2010-04-23 | 2013-02-14 | Spotless Tea Bag Oy | Package for a beverage preparation |
| US10793348B2 (en) * | 2010-04-23 | 2020-10-06 | Spotless Tea Bag Oy | Package for a beverage preparation |
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