JPH0412575A - トンネル接合素子 - Google Patents
トンネル接合素子Info
- Publication number
- JPH0412575A JPH0412575A JP2115387A JP11538790A JPH0412575A JP H0412575 A JPH0412575 A JP H0412575A JP 2115387 A JP2115387 A JP 2115387A JP 11538790 A JP11538790 A JP 11538790A JP H0412575 A JPH0412575 A JP H0412575A
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- Japan
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- film
- single crystal
- oxide superconducting
- axis oriented
- superconducting thin
- Prior art date
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- Pending
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- 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】
［技術分野］
本発明は、Ｙ系、Ｂｉ系等を含む酸化物超伝導薄膜を用
いたトンネル接合素子に関するものである。
いたトンネル接合素子に関するものである。
［従来技術］
ジョセフソン素子に代表されるいわゆるトンネル効果を
利用する素子の研究は、金属・合金系超伝導体において
これまで行われてきたが、最近は酸化物超伝導体を用い
た研究が盛んである。基板はＳｒＴｉＯ３、ＭｇＯ等の
単結晶基板で、！縁物を介してＹ系やＢｉ系超伝導薄膜
を積層する。しかしながら、酸化物超伝導体単独では臨
界温度の高い薄膜が作成されているが、超伝導体−絶縁
体−超伝導体接合にすると素子全体の臨界温度が低下し
、しかもトンネル電流はさらに低温でないと流れなかっ
たりする。その原因としては、接合の界面がうまく超伝
導体と絶縁体に分離されていないこと、酸化物超伝導体
のコヒーレンス長が短いことなどが挙げられる。
利用する素子の研究は、金属・合金系超伝導体において
これまで行われてきたが、最近は酸化物超伝導体を用い
た研究が盛んである。基板はＳｒＴｉＯ３、ＭｇＯ等の
単結晶基板で、！縁物を介してＹ系やＢｉ系超伝導薄膜
を積層する。しかしながら、酸化物超伝導体単独では臨
界温度の高い薄膜が作成されているが、超伝導体−絶縁
体−超伝導体接合にすると素子全体の臨界温度が低下し
、しかもトンネル電流はさらに低温でないと流れなかっ
たりする。その原因としては、接合の界面がうまく超伝
導体と絶縁体に分離されていないこと、酸化物超伝導体
のコヒーレンス長が短いことなどが挙げられる。
ところが、トンネル電流値は前記原因以外に超伝導体の
臨界電流密度の小さいことにも影響をうけていることが
判明した。
臨界電流密度の小さいことにも影響をうけていることが
判明した。
［発明の目的］
本発明の目的は、酸化物超伝導薄膜をもちいるトンネル
接合素子において、前記酸化物超伝導薄膜の臨界電流密
度が大きくできる構造を提供する点にある６ ［構 成］ 本発明は、（１）セラミックス単結晶基板上に、（２）
ｃ軸配向させた酸化物超伝導薄膜、 （３）Ｍｇ○のよ
うな単結晶膜、（４）ａ軸配向させた酸化物超伝導薄膜
の順で積層したことを特徴とするトンネル接合素子に関
する。
接合素子において、前記酸化物超伝導薄膜の臨界電流密
度が大きくできる構造を提供する点にある６ ［構 成］ 本発明は、（１）セラミックス単結晶基板上に、（２）
ｃ軸配向させた酸化物超伝導薄膜、 （３）Ｍｇ○のよ
うな単結晶膜、（４）ａ軸配向させた酸化物超伝導薄膜
の順で積層したことを特徴とするトンネル接合素子に関
する。
前記酸化物超伝導体としては、Ｙ系あるいはＢｉ系ある
いはＬａ系等のいずれでもよく、例えば、Ｙ 、 Ｂ
ａ２Ｃｕ、０７−Ｘ（０＜ Ｘ ＜０．５）、Ｙ□Ｂ、
ａ２Ｃａ３０７−１＋ Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ、Ｃｕ２０ｔ
、Ｂｉ、５ｒ２Ｃａ、Ｃｕ２０ｓ、Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ、
ＣｕｚＯｔｏ−（Ｍ ｘ Ｌ ａｌ−ｘ）ｚ Ｃｕ Ｏ
４−ｓ （ＭはＳ ｒ ｐ Ｃａ ＃ Ｂ ａ ）など
を挙げることができる。
いはＬａ系等のいずれでもよく、例えば、Ｙ 、 Ｂ
ａ２Ｃｕ、０７−Ｘ（０＜ Ｘ ＜０．５）、Ｙ□Ｂ、
ａ２Ｃａ３０７−１＋ Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ、Ｃｕ２０ｔ
、Ｂｉ、５ｒ２Ｃａ、Ｃｕ２０ｓ、Ｂｉ２５ｒ２Ｃａ、
ＣｕｚＯｔｏ−（Ｍ ｘ Ｌ ａｌ−ｘ）ｚ Ｃｕ Ｏ
４−ｓ （ＭはＳ ｒ ｐ Ｃａ ＃ Ｂ ａ ）など
を挙げることができる。
また、（２）の酸化物超伝導体と（４）の酸化物超伝導
体は通常同一のものを使用するが、これに限定されるわ
けではなく、必要に応じて任意の組合せとすることがで
きる。
体は通常同一のものを使用するが、これに限定されるわ
けではなく、必要に応じて任意の組合せとすることがで
きる。
Ｙ系、Ｂｉ系等の超伝導体はペロブスカイト型構造を基
本とし、電気伝導はＣｕ−○の結合した平面（ａｂ面）
で起きているとされている。
本とし、電気伝導はＣｕ−○の結合した平面（ａｂ面）
で起きているとされている。
それは、臨界電流密度を調べると、Ｙ系の場合Ｃ軸に平
行に電流を流した時と、Ｃ軸に垂直に電流を流した時と
で値が異なり、異方性を持つことから理解できる。Ｙ系
においては、７７に付近でＣ軸方向、Ｃ軸に垂直な方向
で電流密度が１ケタ違うという報告がある（高温超伝導
データブック［］新技術事業団監修）。従って、薄膜を
積層する場合、現在Ｃ軸配向した膜がほとんどである。
行に電流を流した時と、Ｃ軸に垂直に電流を流した時と
で値が異なり、異方性を持つことから理解できる。Ｙ系
においては、７７に付近でＣ軸方向、Ｃ軸に垂直な方向
で電流密度が１ケタ違うという報告がある（高温超伝導
データブック［］新技術事業団監修）。従って、薄膜を
積層する場合、現在Ｃ軸配向した膜がほとんどである。
積層膜に電流を流す場合、Ｃ軸配向膜ではＣ軸方向に電
流が流れるため、これをａ軸配向した膜にすれば電流は
より大きく流れる。そこで、ＭｇＯ（１００）単結晶基
板上かあるいは、Ｓ ｒＴｉｏ、 （１１０）または（
１００）単結晶基板などの単結晶絶縁膜上に、Ｙ１Ｂａ
２ＣｕｆｆＯｔ−ｘ（０＜Ｘ＜Ｏ，Ｓ）等の超伝導薄膜
を作製し、そのうえに絶縁膜（例えばＭｇＯ、ＡＱ２０
１等）を形成した後、さらに酸化物超伝導膜を形成する
。なお、前記単結晶絶縁膜としてはＭｇＯが最も好まし
く、ついでＳｒＴｉＯ３であるが、そのほかにもＺｒＯ
２、ＬａＡｎＯ，、ＮｄＧａ○８等を挙げることができ
る。
流が流れるため、これをａ軸配向した膜にすれば電流は
より大きく流れる。そこで、ＭｇＯ（１００）単結晶基
板上かあるいは、Ｓ ｒＴｉｏ、 （１１０）または（
１００）単結晶基板などの単結晶絶縁膜上に、Ｙ１Ｂａ
２ＣｕｆｆＯｔ−ｘ（０＜Ｘ＜Ｏ，Ｓ）等の超伝導薄膜
を作製し、そのうえに絶縁膜（例えばＭｇＯ、ＡＱ２０
１等）を形成した後、さらに酸化物超伝導膜を形成する
。なお、前記単結晶絶縁膜としてはＭｇＯが最も好まし
く、ついでＳｒＴｉＯ３であるが、そのほかにもＺｒＯ
２、ＬａＡｎＯ，、ＮｄＧａ○８等を挙げることができ
る。
以下に、実施例を示しながら膜構成について説明する。
第１図はトンネル接合を示したものである。ＭｇＯ（１
００）単結晶基板１の上に真空蒸着法でＹ系超伝導膜３
をつける。真空蒸着法は、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕ金属を電子銃
を用いて蒸発させる。
００）単結晶基板１の上に真空蒸着法でＹ系超伝導膜３
をつける。真空蒸着法は、Ｙ、Ｂａ、Ｃｕ金属を電子銃
を用いて蒸発させる。
酸素ガス圧はＩ Ｘｌ０−２〜５ Ｘｌ０−２Ｐａにし
、蒸着速度は２人／Ｓ以下にして成膜する。このとき、
酸素は、高周波電界によりプラズマ状態にし基板加熱温
度は６００℃付近で行う。成膜後、基板を徐冷する際、
数Ｐａの酸素を流しておく。
、蒸着速度は２人／Ｓ以下にして成膜する。このとき、
酸素は、高周波電界によりプラズマ状態にし基板加熱温
度は６００℃付近で行う。成膜後、基板を徐冷する際、
数Ｐａの酸素を流しておく。
このとき、超伝導膜はａ軸に配向した。基板温度は５８
０℃から６００℃程度が良い。次に絶縁膜２を積層する
場合、基板と同じＭｇＯ膜をつける。
０℃から６００℃程度が良い。次に絶縁膜２を積層する
場合、基板と同じＭｇＯ膜をつける。
ＭｇＯ膜はｒｆマグネトロンスパッタリングにより行う
。酸素ガス圧は２Ｘ１０−”Ｐａで基板温度は６５０℃
にする。この時、膜はａ軸配向していた。膜厚は４０人
〜５０人であった。そして、さらに先と同様超伝導膜３
を作成した。
。酸素ガス圧は２Ｘ１０−”Ｐａで基板温度は６５０℃
にする。この時、膜はａ軸配向していた。膜厚は４０人
〜５０人であった。そして、さらに先と同様超伝導膜３
を作成した。
従来のもののトンネル電流が〜１Ｘ１０’Ａ／ｃＩＩ２
であったのに対し、この素子のトンネル電流は〜Ｉ Ｘ
１０’ Ａ ／ ｃｍ”とすることができた。
であったのに対し、この素子のトンネル電流は〜Ｉ Ｘ
１０’ Ａ ／ ｃｍ”とすることができた。
［効 果］
本発明の構成をとることによりトンネル電流の大きなト
ンネル接合素子が得られた。
ンネル接合素子が得られた。
第１図は１本発明実施例のトンネル接合素子の断面図で
ある。 １・・・単結晶基板 ２・・・絶縁膜３・・・超伝
導膜 特許出願人 株式会社 リ コ − 代理人弁理士 友 松 英 爾・′ゝ【“・：＼ −勇一′
ある。 １・・・単結晶基板 ２・・・絶縁膜３・・・超伝
導膜 特許出願人 株式会社 リ コ − 代理人弁理士 友 松 英 爾・′ゝ【“・：＼ −勇一′
Claims (1)
- １、（１）セラミックス単結晶基板上に、（２）ｃ軸配
向させた酸化物超伝導薄膜、（３）単結晶絶縁膜、（４
）ａ軸配向させた酸化物超伝導薄膜の順で積層したこと
を特徴とするトンネル接合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115387A JPH0412575A (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | トンネル接合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2115387A JPH0412575A (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | トンネル接合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0412575A true JPH0412575A (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=14661285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2115387A Pending JPH0412575A (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | トンネル接合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0412575A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0677545A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導薄膜縦型接合素子及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-05-01 JP JP2115387A patent/JPH0412575A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0677545A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導薄膜縦型接合素子及びその製造方法 |
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