JPH04305984A - 酸化物高温超電導体における絶縁層の製造方法 - Google Patents

酸化物高温超電導体における絶縁層の製造方法

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JPH04305984A
JPH04305984A JP3069761A JP6976191A JPH04305984A JP H04305984 A JPH04305984 A JP H04305984A JP 3069761 A JP3069761 A JP 3069761A JP 6976191 A JP6976191 A JP 6976191A JP H04305984 A JPH04305984 A JP H04305984A
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oxide high
temperature superconductor
radiation
oxide
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白石　健介
Yasuo Otoguro
乙黒　靖男
Koichi Yano
弥野　光一
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物高温超電導体の
放射線照射による絶縁層の製造方法に関する。
【０００２】本発明による絶縁層は、酸化物高温超電導
体で構成するジョセフソン素子等のエレクトロニクスで
使用する素子あるいはエレクトロニクス回路の製造に好
適である。
【０００３】
【従来の技術】従来の金属あるいは化合物の超電導体で
は、例えば、Ｎｂの間にＮｂ２　Ｏ５　やＳｉ、Ａｌ２
　Ｏ３　を絶縁層として挟んだもの、ＮｂＮにアモルフ
ァスＳｉやＭｇＯを絶縁層として接合したものなどが、
トンネル接合型のジョセフソン素子として使用されてい
る。
【０００４】ところで、酸化物高温超電導体では、コヒ
ーレンス長が短いので、トンネル接合型のジョセフソン
素子を作るには、厚さが数ｎｍ以下の均一な絶縁層が必
要である。
【０００５】このような絶縁層は、金属の表面を酸化す
ることによって、比較的容易に得られるので、酸化物高
温超電導体と金属超電導体の間に絶縁層を挟んだトンネ
ル接合が作られている。
【０００６】酸化物高温超電導体の間に絶縁層を挟んだ
トンネル接合型のジョセフソン素子として、ＹＢａ２　
Ｃｕ３　Ｏ７　−ｘの間にＰｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７　
−ｘを挟んだものが作製されている。この素子では、Ｐ
ｒＢａ２　Ｃｕ３　Ｏ７　−ｘが斜方晶であるため、こ
の障害層では臨界電流密度が一様にならないことが考え
られる。これを改良するために、Ｙ−　Ｂａ−　Ｃｕ−
Ｏの間にＮｂを添加したＳｒＴｉＯ３　を挟んだジョセ
フソン素子が製造されている。ところで、これらの酸化
物高温超電導体を用いたジョセフソン素子は、エピタキ
シャル成長によって製造されるので、超電導体と絶縁層
との間の電気的特性および結晶学的な整合性の観点から
、素子が製造できる組合せは非常に限定されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、絶縁
層を有する酸化物高温超電導体で構成するジョセフソン
素子などのエレクトロニクスで使用する素子を任意の酸
化物高温超電導体を使用して提供することにある。
【０００８】また、本発明の目的は、酸化物高温超電導
体を構成要素の一部とするエレクトロニクスで使用する
素子あるいはエレクトロニクス回路を提供することにあ
る。本発明者らは、前記従来技術の有する問題点を克服
するために鋭意研究した結果、酸化物高温超電導体に放
射線を照射することにより、前記目的を達成できること
を見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至っ
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、酸化物高温超電導体に放射線を照射して絶縁層を形
成することを特徴とするエレクトロニクスで使用するジ
ョセフソン素子等の製造方法が任意の酸化物高温超電導
体を用いて提供される。
【００１０】また、本発明によれば、上記の絶縁層を形
成した酸化物高温超電導体を構成要素の一部とするエレ
クトロニクスで使用する素子あるいはエレクトロニクス
回路の製造方法が提供される。
【００１１】以下、本発明について詳述する。
【００１２】（酸化物高温超電導体）本発明で使用する
酸化物高温超電導体は、Ｙを構成元素の一つとして含有
する超電導体（Ｙ系超電導体）、Ｂｉを含有するもの（
Ｂｉ系超電導体）、Ｔｌを含有するもの（Ｔｌ系超電導
体）、その他のもので、化学組成はどのようなものであ
ってもよい。
【００１３】また、これらの超電導体が、焼結、溶融、
基板上への推積、その他の方法によって作製した、多結
晶体、単結晶、薄膜、厚膜、その他の形態のものであっ
てもよい。すなわち、酸化物高温超電導体の製造方法、
形態、形状に制限はない。
【００１４】（絶縁層の製造方法）本発明においては、
酸化物高温超電導体に、放射線を照射して、接合面、結
晶粒界、双晶境界、積層欠陥、変調構造境界等、面状の
広がりをもった、原子配列が超電導体の母相と異なる領
域に、絶縁層を形成する。
【００１５】また、酸化物高温超電導体の絶縁層が存在
する領域に放射線を照射し、絶縁層の全てあるいは一部
を超電導相に変え、超電導電流が流れるようにする。
【００１６】本発明において利用する放射線は、γ線、
Ｘ線レーザー光等の電磁波、電子、陽子、α粒子、重イ
オン等の粒子線であり、これらの放射線は、放射線発生
装置、加速器、原子炉等を用いて発生させたもの、ある
いは放射性崩壊によって発生したもの等、如何なる方法
によって発生させたものであってもよい。
【００１７】酸化物高温超電導体の表面あるいは内部に
製造する絶縁層の厚さは、放射線の照射線量率および線
量で制御する。また、絶縁層を超電導相に変える領域は
、放射線の種類およびエネルギーの選択によって制限す
る。
【００１８】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、これらの実施例のみに限定されるものではない
。
【００１９】
【実施例１】大きさが１０ｍｍ×１．５ｍｍ×０．５ｍ
ｍ程度の焼結した（Ｂｉ，Ｐｂ）２　Ｓｒ２　Ｃａ２　
Ｃｕ３　Ｏ１０ペレットにＣｏ−　６０からの放射され
るγ線を７．５〜２０ＭＲの範囲で照射すると、結晶粒
界に薄い絶縁層が形成することによる高電流密度で測定
した超電導転移温度の低下が確認できた。
【００２０】
【実施例２】大きさが１０ｍｍ×１．５ｍｍ×０．５ｍ
ｍ程度の焼結した（Ｂｉ，Ｐｂ）２　Ｓｒ２　Ｃａ２　
Ｃｕ３　Ｏ１０ペレットに３ＭｅＶの電子線を０．５〜
１．５×１０１９ｍ−２の範囲で照射すると、結晶粒界
に薄い絶縁層が形成することによる高電流密度で測定し
た超電導転移温度の低下が確認できた。
【００２１】また、結晶粒界に絶縁層が存在する焼結ペ
レットに３ＭｅＶの電子線を０．５〜１．５×１０１９
×ｍ−２の範囲で照射すると、結晶粒界の薄い絶縁層が
超電導相に変換することによる高電流密度で測定した超
電導転移温度の上昇が確認した。
【００２２】
【実施例３】大きさが１０ｍｍ×１．５ｍｍ×０．５ｍ
ｍ程度の焼結したＢａ２　ＹＣｕ３　Ｏ７　ペレットに
３ＭｅＶの電子線を０．５〜１．５×１０２２ｍ−２の
範囲で照射すると、結晶粒界に薄い絶縁層が形成するこ
とによる高電流密度で測定した超電導転移温度の低下が
確認できた。
【００２３】また、結晶粒界に絶縁相を有するＢａ２　
ＹＣｕ３　Ｏ７　ペレットでは、３ＭｅＶ電子線の０．
５〜１．５×１０２２ｍ−２の範囲での照射、あるいは
２００ＫｅＶの窒素イオンの１×１０１４ｍ−２程度ま
での照射をすることによって、高電流密度で測定した超
電導転移温度の上昇を確認した。
【００２４】以上の実施例１〜３で得られた放射線照射
によって形成された絶縁層は、室温と液体窒素温度との
間の熱サイクルや室温での長時間にわたる放置に対して
安定である。
【００２５】
【発明の効果】本発明の酸化物高温超電導体に放射線照
射により絶縁層を製造方法は、如何なる酸化物高温超電
導体にも適用できるので、これによって、液体温度で使
用できるジョセフソン素子を作るなど、酸化物高温超電
導体をエレクトロニクスに利用する道が大きく開かれる
。
【００２６】さらに、酸化物高温超電導体を構成要素と
するエレクトロニクス回路を製造することが可能になる
。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　酸化物高温超電導体に放射線を照射し
    表面または内部に絶縁層を製造する方法。
  2. 【請求項２】　　酸化物高温超電導体に放射線を照射し
    、表面または内部に存在する絶縁層を超電導相に変え、
    超電導電流を流せるようにする方法。
  3. 【請求項３】　　酸化物高温超電導体単体あるいは酸化
    物高温超電導体同士を接合したものに放射線を照射する
    ことによって、ジョセフソン素子等のエレクトロニクス
    で使用する素子あるいはエレクトロニクス回路を製造す
    る方法。
  4. 【請求項４】　　酸化物高温超電導体に半導体あるいは
    無機化合物、金属、合金等を接合したものに、放射線を
    照射することによって、エレクトロニクスで使用する素
    子あるいはエレクトロニクス回路を製造する方法。
JP3069761A 1991-04-02 1991-04-02 酸化物高温超電導体における絶縁層の製造方法 Pending JPH04305984A (ja)

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