JPH0537031A - 超伝導三端子素子 - Google Patents
超伝導三端子素子Info
- Publication number
- JPH0537031A JPH0537031A JP3190426A JP19042691A JPH0537031A JP H0537031 A JPH0537031 A JP H0537031A JP 3190426 A JP3190426 A JP 3190426A JP 19042691 A JP19042691 A JP 19042691A JP H0537031 A JPH0537031 A JP H0537031A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- superconductor
- insulator
- superconducting
- source
- 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
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 2
- CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N azanylidyneniobium Chemical compound [Nb]#N CFJRGWXELQQLSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002826 PrBa Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural effect Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
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
- H10N60/128—Junction-based devices having three or more electrodes, e.g. transistor-like structures
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ソース−ドレイン電極間及びゲート−ドレイ
ン電極間の各接合でのサブギャップ−リーク電流及び超
伝導層の粒界を介して流れるソース−ドレイン電極間の
リーク電流を低減する。 【構成】 常伝導体層１２，１６からなるソース電極と
ドレイン電極との間に、絶縁体層１３−超伝導体層１４
−絶縁体層１５からなる複合トンネル障壁層を介在させ
た構造を有し、ゲート電極として働く超伝導体層１４に
加える電圧により前記ソース・ドレイン間に流れる電流
を制御する素子において、この素子を構成する上記のす
べての層にエピタキシャル膜を用いる。特に、超伝導体
層１４が酸化物結晶であれば、欠陥の少ない安定な結晶
が得られる。
ン電極間の各接合でのサブギャップ−リーク電流及び超
伝導層の粒界を介して流れるソース−ドレイン電極間の
リーク電流を低減する。 【構成】 常伝導体層１２，１６からなるソース電極と
ドレイン電極との間に、絶縁体層１３−超伝導体層１４
−絶縁体層１５からなる複合トンネル障壁層を介在させ
た構造を有し、ゲート電極として働く超伝導体層１４に
加える電圧により前記ソース・ドレイン間に流れる電流
を制御する素子において、この素子を構成する上記のす
べての層にエピタキシャル膜を用いる。特に、超伝導体
層１４が酸化物結晶であれば、欠陥の少ない安定な結晶
が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超伝導デバイスに係り、
消費電力が小さく、かつ高速で動作する超伝導三端子素
子に関するものである。
消費電力が小さく、かつ高速で動作する超伝導三端子素
子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超伝導を利用した代表的なデバイスとし
て、ジョセフソン接合素子がある。特に、トンネル型ジ
ョセフソン接合素子はトンネル現象を用いているため高
速のスイッチング動作が可能であり、しかも、超伝導体
のエネルギーギャップに相当するｍＶオーダーの低電圧
で動作するために半導体素子に比べて消費電力も著しく
小さい。しかしながら、この素子は基本的には二端子素
子であるため、この素子を用いて入出力分離や信号増幅
といった三端子素子の機能を実現しようとすると回路が
複雑になり、集積度が低下するという欠点がある。
て、ジョセフソン接合素子がある。特に、トンネル型ジ
ョセフソン接合素子はトンネル現象を用いているため高
速のスイッチング動作が可能であり、しかも、超伝導体
のエネルギーギャップに相当するｍＶオーダーの低電圧
で動作するために半導体素子に比べて消費電力も著しく
小さい。しかしながら、この素子は基本的には二端子素
子であるため、この素子を用いて入出力分離や信号増幅
といった三端子素子の機能を実現しようとすると回路が
複雑になり、集積度が低下するという欠点がある。
【０００３】一方、トンネル型ジョセフソン接合のもつ
高速性及び低消費電力性といった特性を保持した超伝導
三端子素子がＧｉａｅｖｅｒによって米国特許第３１１
６４２７号明細書に提案されている。この素子の構造概
念図を図２に示す。この素子は２つの導体層２１，導体
層２２間に絶縁体層２３−超伝導体層２４−絶縁体層２
５からなる薄い三層膜が挟まれた構造を持つ。通常のト
ンネル接合では、トンネル障壁は一層の薄い絶縁体層か
らなるが、この素子では上記の三層膜で構成されてい
る。
高速性及び低消費電力性といった特性を保持した超伝導
三端子素子がＧｉａｅｖｅｒによって米国特許第３１１
６４２７号明細書に提案されている。この素子の構造概
念図を図２に示す。この素子は２つの導体層２１，導体
層２２間に絶縁体層２３−超伝導体層２４−絶縁体層２
５からなる薄い三層膜が挟まれた構造を持つ。通常のト
ンネル接合では、トンネル障壁は一層の薄い絶縁体層か
らなるが、この素子では上記の三層膜で構成されてい
る。
【０００４】図３に示す準粒子に対するエネルギーバン
ド図を用いてこの素子の動作原理を簡単に説明する。絶
縁体３３−超伝導体３４−絶縁体４５からなる三層膜が
充分薄い場合には、導体３１，導体３２間に電圧Ｖ1 を
加えると、導体３１の電子は点線で示された軌道に沿っ
て順次絶縁体３３，超伝導体３４，絶縁体３５の各エネ
ルギーギャップをトンネルして導体３２へ流れ込む。そ
の際、超伝導体のエネルギーギャップ上端のレベルを操
作することによって、導体３１から導体３２へ流れる電
流を制御することができる。エネルギーギャップ上端の
レベルは、超伝導体３４に加える電圧Ｖ2 ，外部磁場，
動作温度などを変化させることによってモジュレートさ
れる。これらの方法の中では超伝導体３４に電圧Ｖ2 を
印加する方法が最も実用的である。この電圧Ｖ2 の大き
さは導体３１に対して超伝導体３４のエネルギーギャッ
プΔ以下でなければならない。この超伝導三端子素子は
通常のトンネル接合素子と同様に高速で、しかも超伝導
体のエネルギーギャップΔに相当する低電圧で動作させ
ることができる。
ド図を用いてこの素子の動作原理を簡単に説明する。絶
縁体３３−超伝導体３４−絶縁体４５からなる三層膜が
充分薄い場合には、導体３１，導体３２間に電圧Ｖ1 を
加えると、導体３１の電子は点線で示された軌道に沿っ
て順次絶縁体３３，超伝導体３４，絶縁体３５の各エネ
ルギーギャップをトンネルして導体３２へ流れ込む。そ
の際、超伝導体のエネルギーギャップ上端のレベルを操
作することによって、導体３１から導体３２へ流れる電
流を制御することができる。エネルギーギャップ上端の
レベルは、超伝導体３４に加える電圧Ｖ2 ，外部磁場，
動作温度などを変化させることによってモジュレートさ
れる。これらの方法の中では超伝導体３４に電圧Ｖ2 を
印加する方法が最も実用的である。この電圧Ｖ2 の大き
さは導体３１に対して超伝導体３４のエネルギーギャッ
プΔ以下でなければならない。この超伝導三端子素子は
通常のトンネル接合素子と同様に高速で、しかも超伝導
体のエネルギーギャップΔに相当する低電圧で動作させ
ることができる。
【０００５】Ｇｉａｅｖｅｒは図２の導体層２１，２２
としてアルミニウム（Ａｌ）、絶縁体層２３としてＡｌ
を空気中酸化して得られたＡｌ2 Ｏ3 、超伝導体層２４
として鉛（Ｐｂ）を用いてる。また、超伝導体材料に関
しては、アイ・ビー・エム・テクニカル・ディスクロー
ジャー・ブリティン（ＩＢＭ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉ
ｓｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｖｏｌ．２７
Ｎｏ．１１（１９８５） ６７２１〜６７２５）で、信
頼性の高い超伝導体としてジョセフソン集積回路でも一
般的なニオブ（Ｎｂ），窒化ニオブ（ＮｂＮ）を想定し
た単純化モデルの動作解析が報告されている。
としてアルミニウム（Ａｌ）、絶縁体層２３としてＡｌ
を空気中酸化して得られたＡｌ2 Ｏ3 、超伝導体層２４
として鉛（Ｐｂ）を用いてる。また、超伝導体材料に関
しては、アイ・ビー・エム・テクニカル・ディスクロー
ジャー・ブリティン（ＩＢＭ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉ
ｓｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｖｏｌ．２７
Ｎｏ．１１（１９８５） ６７２１〜６７２５）で、信
頼性の高い超伝導体としてジョセフソン集積回路でも一
般的なニオブ（Ｎｂ），窒化ニオブ（ＮｂＮ）を想定し
た単純化モデルの動作解析が報告されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来この
タイプの素子に用いられている超伝導層２４はＰｂ，Ｎ
ｂ，ＮｂＮといった金属であり、しかも各層の構成や成
膜方法から多結晶体と考えられる。このような多結晶超
伝導体を用いて薄いトンネル障壁層を形成すると、超伝
導体のエネルギーギャップの減少や状態密度のブロード
ニングなどの問題を生じる。特に、絶縁体３３−超伝導
体体３４間及び超伝導体３４−絶縁体３５間で汚れた界
面が形成され、導体３１−超伝導体３４及び超伝導体３
４−導体３２の接合部で熱励起以外の原因によるサブギ
ャップリークが発生する。さらに、超伝導体３４での結
晶粒界の存在により、この粒界を通して流れるリーク電
流が超伝導体のエネルギーギャップをトンネルする電流
に対して無視でできなくなる。これらの現象はすべて、
超伝導体３４に印加する電圧によって導体３１−導体３
２間を流れる電流を制御することを困難にする。
タイプの素子に用いられている超伝導層２４はＰｂ，Ｎ
ｂ，ＮｂＮといった金属であり、しかも各層の構成や成
膜方法から多結晶体と考えられる。このような多結晶超
伝導体を用いて薄いトンネル障壁層を形成すると、超伝
導体のエネルギーギャップの減少や状態密度のブロード
ニングなどの問題を生じる。特に、絶縁体３３−超伝導
体体３４間及び超伝導体３４−絶縁体３５間で汚れた界
面が形成され、導体３１−超伝導体３４及び超伝導体３
４−導体３２の接合部で熱励起以外の原因によるサブギ
ャップリークが発生する。さらに、超伝導体３４での結
晶粒界の存在により、この粒界を通して流れるリーク電
流が超伝導体のエネルギーギャップをトンネルする電流
に対して無視でできなくなる。これらの現象はすべて、
超伝導体３４に印加する電圧によって導体３１−導体３
２間を流れる電流を制御することを困難にする。
【０００７】本発明の目的は、このような従来の欠点を
取り除いた超伝導三端子素子を提供することにある。
取り除いた超伝導三端子素子を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、常伝導体層か
らなるソース電極とドレイン電極との間に、絶縁体層−
超伝導体層−絶縁体層からなる複合トンネル障壁層を介
在させた構造を有し、ゲート電極として働く前記超伝導
体層に加える電圧により前記ソース・ドレイン間に流れ
る電流を制御する超伝導三端子素子において、この素子
を構成する上記のすべての層がエピタキシャル膜である
ことを特徴とする。
らなるソース電極とドレイン電極との間に、絶縁体層−
超伝導体層−絶縁体層からなる複合トンネル障壁層を介
在させた構造を有し、ゲート電極として働く前記超伝導
体層に加える電圧により前記ソース・ドレイン間に流れ
る電流を制御する超伝導三端子素子において、この素子
を構成する上記のすべての層がエピタキシャル膜である
ことを特徴とする。
【０００９】この超伝導三端子素子においては、前記超
伝導体層を酸化物結晶で構成する。
伝導体層を酸化物結晶で構成する。
【００１０】
【作用】本発明では、素子を構成する常伝導体層−絶縁
体層−超伝導体層−絶縁体層−常伝導体層のすべての層
が適切な基板上に順次、エピタキシャル成長された単結
晶薄膜である。従って、超伝導体層をトンネル障壁層と
して機能するまで薄くしても、従来の多結晶薄膜に比べ
超伝導特性の低下が少ない。絶縁体層−超伝導体層界面
でも結晶の連続性が維持されるため、ソース−ゲート電
極間及びゲート−ドレイン電極間の接合部でのサブギャ
ップリーク電流が低減される。しかも、超伝導体層内で
結晶粒界がなくなることにより、ソース−ドレイン電極
間のリーク電流が減少し、トンネル電流が支配的とな
る。その結果、ゲート電極として働く超伝導体層の電圧
によって、ソース−ドレイン間の電流を効率的に制御で
きる。
体層−超伝導体層−絶縁体層−常伝導体層のすべての層
が適切な基板上に順次、エピタキシャル成長された単結
晶薄膜である。従って、超伝導体層をトンネル障壁層と
して機能するまで薄くしても、従来の多結晶薄膜に比べ
超伝導特性の低下が少ない。絶縁体層−超伝導体層界面
でも結晶の連続性が維持されるため、ソース−ゲート電
極間及びゲート−ドレイン電極間の接合部でのサブギャ
ップリーク電流が低減される。しかも、超伝導体層内で
結晶粒界がなくなることにより、ソース−ドレイン電極
間のリーク電流が減少し、トンネル電流が支配的とな
る。その結果、ゲート電極として働く超伝導体層の電圧
によって、ソース−ドレイン間の電流を効率的に制御で
きる。
【００１１】特に、超伝導体として酸化物結晶を用いる
場合には、酸化物結晶がイオン結合であるため従来の金
属系超伝導体に比較して欠陥の少ない安定な結晶を作製
できる。また、酸化物超伝導体のエネルギーギャップは
金属系超伝導体の値に比べ一桁大きいため、熱励起に起
因するソース−ゲート電極間及びゲート−ドレイン電極
間のサブギャップリーク電流が減少する。言い換えれ
ば、従来の金属系超伝導体より高温での動作が可能とな
ることを意味しており、冷却システムの簡素化にもつな
がる。
場合には、酸化物結晶がイオン結合であるため従来の金
属系超伝導体に比較して欠陥の少ない安定な結晶を作製
できる。また、酸化物超伝導体のエネルギーギャップは
金属系超伝導体の値に比べ一桁大きいため、熱励起に起
因するソース−ゲート電極間及びゲート−ドレイン電極
間のサブギャップリーク電流が減少する。言い換えれ
ば、従来の金属系超伝導体より高温での動作が可能とな
ることを意味しており、冷却システムの簡素化にもつな
がる。
【００１２】
【実施例】本発明の超伝導体三端子素子の実施例を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１３】図１は、一実施例である超伝導三端子素子
を示す。この超伝導三端子素子は、ＳｒＴｉＯ3 ，Ｍｇ
Ｏ，ＹＳＺなどの単結晶基板１１、あるいは表面がこれ
らのエピタキシャル膜で被覆されたシリコン（Ｓｉ），
サファイヤ（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの単結晶基板１１上に、
順次形成された常伝導体層１２，絶縁体層１３，超伝導
体層１４，絶縁体層１５，常伝導体層１６のエピタキシ
ャル膜で構成される。ソース電極やドレイン電極となる
常伝導体層１２，１６にはＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx などの
薄膜を用い、複合トンネル障壁層を形成する絶縁体層１
３，１５及び超伝導体層１４にはそれぞれＳｒＴｉＯ3
等やＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 等の薄膜を用いる。常伝導体層
１２，１６の膜厚は、数１０〜数１００ｎｍである。一
方、トンネル障壁層としての絶縁体層１３，１５の膜厚
は約１ｎｍ、超伝導体層の膜厚は約１０ｎｍである。超
伝導体の障壁高さはエネルギーギャップ上端の位置（Ｙ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx の場合約２０ｍｅＶ）で決まり、この
値は絶縁体に比較し一般的に二桁小さい。そのため、超
伝導体層１４の膜厚は絶縁体層１３，１５の膜厚より大
きく選ぶことができる。
を示す。この超伝導三端子素子は、ＳｒＴｉＯ3 ，Ｍｇ
Ｏ，ＹＳＺなどの単結晶基板１１、あるいは表面がこれ
らのエピタキシャル膜で被覆されたシリコン（Ｓｉ），
サファイヤ（Ａｌ2 Ｏ3 ）などの単結晶基板１１上に、
順次形成された常伝導体層１２，絶縁体層１３，超伝導
体層１４，絶縁体層１５，常伝導体層１６のエピタキシ
ャル膜で構成される。ソース電極やドレイン電極となる
常伝導体層１２，１６にはＰｒＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx などの
薄膜を用い、複合トンネル障壁層を形成する絶縁体層１
３，１５及び超伝導体層１４にはそれぞれＳｒＴｉＯ3
等やＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏx 等の薄膜を用いる。常伝導体層
１２，１６の膜厚は、数１０〜数１００ｎｍである。一
方、トンネル障壁層としての絶縁体層１３，１５の膜厚
は約１ｎｍ、超伝導体層の膜厚は約１０ｎｍである。超
伝導体の障壁高さはエネルギーギャップ上端の位置（Ｙ
Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏx の場合約２０ｍｅＶ）で決まり、この
値は絶縁体に比較し一般的に二桁小さい。そのため、超
伝導体層１４の膜厚は絶縁体層１３，１５の膜厚より大
きく選ぶことができる。
【００１４】各層の成膜には反応性共蒸着法，マグネト
ロンスパッタ法，レーザ蒸着法，ＣＶＤ法などの技術を
使用する。特に、トンネル障壁層として働く絶縁体層１
３，１５と超伝導体層１４の膜厚制御が重要であるが、
高真空で使用できる反応性共蒸着法を用いればＲＨＥＥ
Ｄ振動の観察により原子層レベルの制御が可能である。
ロンスパッタ法，レーザ蒸着法，ＣＶＤ法などの技術を
使用する。特に、トンネル障壁層として働く絶縁体層１
３，１５と超伝導体層１４の膜厚制御が重要であるが、
高真空で使用できる反応性共蒸着法を用いればＲＨＥＥ
Ｄ振動の観察により原子層レベルの制御が可能である。
【００１５】この実施例で得られる超伝導体層１４はエ
ピタキシャル成長された単結晶膜であるため、１０ｎｍ
程度の超薄膜でもバルクと同様な超伝導特性が得られ
る。また、ソース−ゲート電極間及びゲート−ドレイン
電極間の接合部でのサブギャップリーク電流が小さく、
しかも超伝導体層１４の粒界を介してソース−ドレイン
電極間を流れるリーク電流も小さい。その結果、超伝導
体層１４で成るゲート電極の電圧を操作することによっ
て、ソース−ドレイン間電流を制御できる。この超伝導
三端子素子では超伝導体のエネルギーギャップに相当す
るｍＶオーダーの低電圧で、リーク電流の少ない効率的
な三端子素子が実現できる。
ピタキシャル成長された単結晶膜であるため、１０ｎｍ
程度の超薄膜でもバルクと同様な超伝導特性が得られ
る。また、ソース−ゲート電極間及びゲート−ドレイン
電極間の接合部でのサブギャップリーク電流が小さく、
しかも超伝導体層１４の粒界を介してソース−ドレイン
電極間を流れるリーク電流も小さい。その結果、超伝導
体層１４で成るゲート電極の電圧を操作することによっ
て、ソース−ドレイン間電流を制御できる。この超伝導
三端子素子では超伝導体のエネルギーギャップに相当す
るｍＶオーダーの低電圧で、リーク電流の少ない効率的
な三端子素子が実現できる。
【００１６】本実施例では超伝導体層１４としてＹＢａ
2 Ｃｕ3Ｏx を用いたが、他にもＢｉ系，Ｔｌ系，Ｎｄ
系，ＢａＫＢｉＯ3 などの酸化物超伝導体を用いてもよ
い。その場合には、各酸化物超伝導体と格子マッチング
がよく、接触層との相互拡散の少ない基板１１、常伝導
体層１２，１６、絶縁体層１３，１５を選ぶ必要があ
る。
2 Ｃｕ3Ｏx を用いたが、他にもＢｉ系，Ｔｌ系，Ｎｄ
系，ＢａＫＢｉＯ3 などの酸化物超伝導体を用いてもよ
い。その場合には、各酸化物超伝導体と格子マッチング
がよく、接触層との相互拡散の少ない基板１１、常伝導
体層１２，１６、絶縁体層１３，１５を選ぶ必要があ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、ソース−ドレイン電極
間及びゲート−ドレイン電極間の接合でのサブギャップ
リーク電流が小さく、しかもソース−ドレイン電極間の
リーク電流の小さい超伝導ギャップトンネリング型三端
子素子が得られる。
間及びゲート−ドレイン電極間の接合でのサブギャップ
リーク電流が小さく、しかもソース−ドレイン電極間の
リーク電流の小さい超伝導ギャップトンネリング型三端
子素子が得られる。
【図１】本発明の超伝導三端子素子の構造を示す模式図
である。
である。
【図２】従来の超伝導三端子素子の構造概念図である。
【図３】従来の素子の動作原理を説明するための準粒子
のエネルギーバンド図である。
のエネルギーバンド図である。
１１ 基板
１２，１６ 常伝導体層
１３，１５，２３，２５ 絶縁体層
１４，２４ 超伝導体層
３１，３２ 導体
３３，３５ 絶縁体
３４ 超伝導体
Claims (2)
- 【請求項１】常伝導体層からなるソース電極とドレイン
電極との間に、絶縁体層−超伝導体層−絶縁体層からな
る複合トンネル障壁層を介在させた構造を有し、ゲート
電極として働く前記超伝導体層に加える電圧により前記
ソース・ドレイン間に流れる電流を制御する超伝導三端
子素子において、この素子を構成する上記のすべての層
がエピタキシャル膜であることを特徴とする超伝導三端
子素子。 - 【請求項２】請求項１記載の超伝導三端子素子におい
て、前記超伝導体層が酸化物結晶で成ることを特徴とす
る超伝導三端子素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190426A JPH0537031A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超伝導三端子素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190426A JPH0537031A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超伝導三端子素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0537031A true JPH0537031A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16257934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3190426A Pending JPH0537031A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 超伝導三端子素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0537031A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62274680A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導・半導体接合素子 |
| JPS6413777A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-18 | Sharp Kk | Josephson element |
| JPH0265281A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超伝導トランジスタ |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3190426A patent/JPH0537031A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62274680A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 超伝導・半導体接合素子 |
| JPS6413777A (en) * | 1987-07-07 | 1989-01-18 | Sharp Kk | Josephson element |
| JPH0265281A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超伝導トランジスタ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3031884B2 (ja) | 高温ｓｓｎｓ及びｓｎｓジョセフソン接合及びその製造方法 | |
| JPH01207982A (ja) | 超伝導チヤネルを有する電界効果装置 | |
| US5250817A (en) | Alkali barrier superconductor Josephson junction and circuit | |
| US5416072A (en) | Superconducting device having an thin superconducting channel formed of oxide superconducting material | |
| US5828079A (en) | Field-effect type superconducting device including bi-base oxide compound containing copper | |
| US5231077A (en) | Active device having an oxide superconductor and a fabrication process thereof | |
| JPH0537031A (ja) | 超伝導三端子素子 | |
| JPH05167115A (ja) | 超伝導三端子素子 | |
| JP2831967B2 (ja) | 超電導素子 | |
| JPH02194667A (ja) | 超伝導トランジスタおよびその製造方法 | |
| JP2955407B2 (ja) | 超電導素子 | |
| JP2867956B2 (ja) | 超電導トランジスタ | |
| EP0478463B1 (en) | Superconducting device having an extremely thin superconducting channel formed of oxide superconductor material | |
| JP2768276B2 (ja) | 酸化物超電導接合素子 | |
| JPH0484469A (ja) | 三端子デバイス | |
| JP3076503B2 (ja) | 超電導素子およびその製造方法 | |
| JP3026482B2 (ja) | 超電導素子とその製法および動作方法 | |
| JP2955415B2 (ja) | 超電導素子 | |
| JP3232642B2 (ja) | 電流変調装置 | |
| JPH0537033A (ja) | 超電導素子 | |
| JPH06216419A (ja) | 電界効果型超電導トランジスタ | |
| KR20030005600A (ko) | 조셉슨 접합 소자 및 그의 제조 방법 | |
| JPH0555649A (ja) | 超電導電界効果型素子の作製方法 | |
| JPH05251769A (ja) | 超電導電流路の接続構造 | |
| JPH01307281A (ja) | ジョセフソン・ブリッジ素子 |