JPH06120574A - 超電導素子及びその製造方法 - Google Patents
超電導素子及びその製造方法Info
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- JPH06120574A JPH06120574A JP4267334A JP26733492A JPH06120574A JP H06120574 A JPH06120574 A JP H06120574A JP 4267334 A JP4267334 A JP 4267334A JP 26733492 A JP26733492 A JP 26733492A JP H06120574 A JPH06120574 A JP H06120574A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子の常伝導抵抗が高く、且つ超電導電流の
制御が可能な超電導素子及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 希土類系酸化物超電導体ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X
薄膜２のセンサー部３ａに複数の溝５、５・・・を格子
状に形成した後、この溝５、５・・・内にＢｉ2Ｏ3を形
成する。その後このＢｉ2Ｏ3と該溝５、５・・・内に露
出した希土類系酸化物超電導体とを熱処理により反応さ
せてＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ 6からなる高抵
抗部材６を溝５、５・・・内に形成する。
制御が可能な超電導素子及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 希土類系酸化物超電導体ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X
薄膜２のセンサー部３ａに複数の溝５、５・・・を格子
状に形成した後、この溝５、５・・・内にＢｉ2Ｏ3を形
成する。その後このＢｉ2Ｏ3と該溝５、５・・・内に露
出した希土類系酸化物超電導体とを熱処理により反応さ
せてＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ 6からなる高抵
抗部材６を溝５、５・・・内に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁波センサー、ボロメ
ータなどに用いられる超電導素子及びその製造方法に関
する。
ータなどに用いられる超電導素子及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電磁波センサー、特に数十ＧＨZから数
ＴＨZの超高周波帯の電磁波を検出するセンサーとし
て、超電導体を用いたものが極めて高い感度と低いノイ
ズを示すことから注目されている。特に数年前に発見さ
れたＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X（以下ＹＢＣＯと略す）等で代
表される希土類系酸化物超電導体は安価な液体窒素が示
す77Ｋ程度の比較的高い温度で超電導状態になるので、
応用範囲が広がるものとして期待が寄せられている。
ＴＨZの超高周波帯の電磁波を検出するセンサーとし
て、超電導体を用いたものが極めて高い感度と低いノイ
ズを示すことから注目されている。特に数年前に発見さ
れたＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X（以下ＹＢＣＯと略す）等で代
表される希土類系酸化物超電導体は安価な液体窒素が示
す77Ｋ程度の比較的高い温度で超電導状態になるので、
応用範囲が広がるものとして期待が寄せられている。
【０００３】この超電導体を用いた超電導素子は、例え
ば特開平3−79091号(H01L 3/18)公報に示されている。
ば特開平3−79091号(H01L 3/18)公報に示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に数十
ＧＨZから数ＴＨZの超高周波帯の電磁波を検出する電磁
波センサーとしては、素子端子間の常伝導抵抗値が高い
方が検出感度が良いが、上述の公報に示されているよう
な粒界ジョセフソン接合を用いる超電導素子や基板のス
テップエッジを用いてジョセフソン接合を形成した超電
導素子等では素子の抵抗値が低く、電磁波センサーとし
ては余り高感度を期待することはできなかった。また、
超電導素子からなるボロメータにおいても素子の常伝導
抵抗値が低い場合には赤外線の検出感度が低くなるとい
う問題があった。
ＧＨZから数ＴＨZの超高周波帯の電磁波を検出する電磁
波センサーとしては、素子端子間の常伝導抵抗値が高い
方が検出感度が良いが、上述の公報に示されているよう
な粒界ジョセフソン接合を用いる超電導素子や基板のス
テップエッジを用いてジョセフソン接合を形成した超電
導素子等では素子の抵抗値が低く、電磁波センサーとし
ては余り高感度を期待することはできなかった。また、
超電導素子からなるボロメータにおいても素子の常伝導
抵抗値が低い場合には赤外線の検出感度が低くなるとい
う問題があった。
【０００５】また、電磁波センサー、ボロメータ等の超
電導素子では、過大な超電導電流により素子の感度が低
下するが、上述の超電導素子では超電導電流の制御が困
難であった。
電導素子では、過大な超電導電流により素子の感度が低
下するが、上述の超電導素子では超電導電流の制御が困
難であった。
【０００６】本発明は、斯る問題点に鑑みて成されたも
のであり、素子の常伝導抵抗が高く、且つ超電導電流の
制御が可能な超電導素子及びその製造方法を提供するこ
とを課題とする。
のであり、素子の常伝導抵抗が高く、且つ超電導電流の
制御が可能な超電導素子及びその製造方法を提供するこ
とを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の超電導素子は、
絶縁性基板と、該基板上に形成された酸化物超電導体薄
膜と、を主構成要素とし、該酸化物超電導体薄膜は両側
部に位置する電極形成部と、該電極形成部に挟まれたセ
ンサー部と、から成り、該センサー部は高抵抗部材によ
って格子状に分断されていることを特徴とする。
絶縁性基板と、該基板上に形成された酸化物超電導体薄
膜と、を主構成要素とし、該酸化物超電導体薄膜は両側
部に位置する電極形成部と、該電極形成部に挟まれたセ
ンサー部と、から成り、該センサー部は高抵抗部材によ
って格子状に分断されていることを特徴とする。
【０００８】特に上記酸化物超電導体は希土類系酸化物
超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X（ＬｎはＹ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ又はＹｂの内から選
ばれた少なくとも一種の元素）であり、且つ、前記高抵
抗部材がＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ6からなる
ことを特徴とする。
超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X（ＬｎはＹ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ又はＹｂの内から選
ばれた少なくとも一種の元素）であり、且つ、前記高抵
抗部材がＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ6からなる
ことを特徴とする。
【０００９】又、本発明の超電導素子の製造方法は絶縁
性基板上に、センサー部とその両側に電極形成部をもつ
希土類系酸化物超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X（Ｌｎは
Ｙ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ又はＹ
ｂの内から選ばれた少なくとも一種の元素）薄膜を形成
する工程と、該希土類系酸化物超電導体薄膜のセンサー
部に複数の溝を格子状に形成する工程と、該溝内にＢｉ
2Ｏ3を形成する工程と、該Ｂｉ2Ｏ3と該溝内に露出した
前記希土類系酸化物超電導体とを熱処理により反応させ
て高抵抗部材を作成する工程と、からなることを特徴と
する。
性基板上に、センサー部とその両側に電極形成部をもつ
希土類系酸化物超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X（Ｌｎは
Ｙ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ又はＹ
ｂの内から選ばれた少なくとも一種の元素）薄膜を形成
する工程と、該希土類系酸化物超電導体薄膜のセンサー
部に複数の溝を格子状に形成する工程と、該溝内にＢｉ
2Ｏ3を形成する工程と、該Ｂｉ2Ｏ3と該溝内に露出した
前記希土類系酸化物超電導体とを熱処理により反応させ
て高抵抗部材を作成する工程と、からなることを特徴と
する。
【００１０】
【作用】本発明の構成によれば、酸化物超電導体薄膜か
らなるセンサー部は高抵抗部材によって格子状に分断さ
れているため、前記超電導体が高抵抗部材（常伝導体）
を介してなる高い常伝導抵抗をもつジョセフソン接合が
格子状に設けられるので、素子の常伝導抵抗を高めるこ
とができるとともに、前記高抵抗部材の種類や前記溝ピ
ッチ等により超電導電流値の制御が可能である。
らなるセンサー部は高抵抗部材によって格子状に分断さ
れているため、前記超電導体が高抵抗部材（常伝導体）
を介してなる高い常伝導抵抗をもつジョセフソン接合が
格子状に設けられるので、素子の常伝導抵抗を高めるこ
とができるとともに、前記高抵抗部材の種類や前記溝ピ
ッチ等により超電導電流値の制御が可能である。
【００１１】特に上記酸化物超電導体が希土類系酸化物
超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xであり、且つ、前記高抵
抗部材がＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ6からなる
場合、より十分な素子の常伝導抵抗が得られる。
超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xであり、且つ、前記高抵
抗部材がＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ6からなる
場合、より十分な素子の常伝導抵抗が得られる。
【００１２】又、本発明の製造方法によれば、希土類系
酸化物超電導体薄膜に形成した溝内に形成したＢｉ2Ｏ3
と該溝内に露出した希土類系酸化物超電導体とを熱処理
により反応させて高抵抗部材を作成するので、この反応
により前記超電導体と高抵抗部材が十分に接合され、常
伝導抵抗が大きなジョセフソン接合を形成でき、又、前
記熱処理条件により超電導電流値の制御ができる。
酸化物超電導体薄膜に形成した溝内に形成したＢｉ2Ｏ3
と該溝内に露出した希土類系酸化物超電導体とを熱処理
により反応させて高抵抗部材を作成するので、この反応
により前記超電導体と高抵抗部材が十分に接合され、常
伝導抵抗が大きなジョセフソン接合を形成でき、又、前
記熱処理条件により超電導電流値の制御ができる。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照しつつ説明す
る。図１は本発明の超電導素子を用いた電磁波センサー
の一例を示す斜視図であり、図２は以下で説明する電磁
波センサーのセンサー部を拡大した斜視図である。
る。図１は本発明の超電導素子を用いた電磁波センサー
の一例を示す斜視図であり、図２は以下で説明する電磁
波センサーのセンサー部を拡大した斜視図である。
【００１４】１はＭｇＯ単結晶又はＳｒＴｉＯ3単結晶
等の絶縁性基板、２はこの基板１表面に形成された希土
類酸化物超電導薄膜で、たとえばＹＢＣＯ系の酸化物超
電導材料をエピタキシャル成長させた薄膜により構成さ
れている。この超電導薄膜２はその中央部の幅を狭くし
て電磁波センサーとして機能する幅３０μｍ、長さ１０
０μｍ、厚み０.３μｍ程度のサイズをもつセンサー部
３ａが、また幅広くなっているその両側の電極形成部３
ｂ、３ｂには０.１〜１μｍ厚程度のＡｕ等からなる出
力用電極（内側）４ａ、４ａ、バイアス電流用電極（外
側）４ｂ、４ｂがそれぞれ構成されている。
等の絶縁性基板、２はこの基板１表面に形成された希土
類酸化物超電導薄膜で、たとえばＹＢＣＯ系の酸化物超
電導材料をエピタキシャル成長させた薄膜により構成さ
れている。この超電導薄膜２はその中央部の幅を狭くし
て電磁波センサーとして機能する幅３０μｍ、長さ１０
０μｍ、厚み０.３μｍ程度のサイズをもつセンサー部
３ａが、また幅広くなっているその両側の電極形成部３
ｂ、３ｂには０.１〜１μｍ厚程度のＡｕ等からなる出
力用電極（内側）４ａ、４ａ、バイアス電流用電極（外
側）４ｂ、４ｂがそれぞれ構成されている。
【００１５】前記センサー部３ａには図２に拡大して示
すように該センサー部３ａの超電導薄膜２を分断する幅
Ｗ０.３μｍ、深さＨ０.３μｍの凹状の溝５、５・・・
が、前記センサー部３ａの長手方向のピッチＰａが１０
μｍ程度、幅方向のピッチＰｂが１０μｍ程度の間隔で
前記基板１が露出するように格子状に形成されている。
前記溝５、５・・・内には、素子端子間の常伝導抵抗を
大きくし、且つセンサー部３ａの超電導電流を制御する
高抵抗材料ＢａＢｉＯ3並びに高抵抗材料Ｂａ2ＹＢｉＯ
6からなる高抵抗部材６が埋設されている。
すように該センサー部３ａの超電導薄膜２を分断する幅
Ｗ０.３μｍ、深さＨ０.３μｍの凹状の溝５、５・・・
が、前記センサー部３ａの長手方向のピッチＰａが１０
μｍ程度、幅方向のピッチＰｂが１０μｍ程度の間隔で
前記基板１が露出するように格子状に形成されている。
前記溝５、５・・・内には、素子端子間の常伝導抵抗を
大きくし、且つセンサー部３ａの超電導電流を制御する
高抵抗材料ＢａＢｉＯ3並びに高抵抗材料Ｂａ2ＹＢｉＯ
6からなる高抵抗部材６が埋設されている。
【００１６】次に、斯る電磁波センサーの製造方法につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１７】最初に、図３（ａ）に示すように、６ｍｍ
×６ｍｍ×厚み１ｍｍ程度の寸法をもつＭｇＯ単結晶か
らなる絶縁性基板１を準備する。次に、前記絶縁性基板
１の（１００）結晶面である上面上に金属マスクを介し
てスパッタリング法又はＣＶＤ法等により中央部の幅が
狭くして成るセンサー部３ａとその両側に電極形成部３
ｂ、３ｂを有する０.３μｍ厚程度のＹＢＣＯからなる
超電導薄膜２をエピタキシャル成長させる。ここで、本
実施例の超電導薄膜２の成膜は、ＹＢａ2Ｃｕ4Ｏyから
なるターゲットを用いたｒｆマグネトロンスパッタ法に
より、例えばＡｒガスとＯ2ガスの混合ガス雰囲気中、
その全ガス圧が４Ｐａ（流量比Ａｒガス：Ｏ2ガス＝
１：１）、基板温度が６５０℃、成膜速度が４０Å／分
で行った。
×６ｍｍ×厚み１ｍｍ程度の寸法をもつＭｇＯ単結晶か
らなる絶縁性基板１を準備する。次に、前記絶縁性基板
１の（１００）結晶面である上面上に金属マスクを介し
てスパッタリング法又はＣＶＤ法等により中央部の幅が
狭くして成るセンサー部３ａとその両側に電極形成部３
ｂ、３ｂを有する０.３μｍ厚程度のＹＢＣＯからなる
超電導薄膜２をエピタキシャル成長させる。ここで、本
実施例の超電導薄膜２の成膜は、ＹＢａ2Ｃｕ4Ｏyから
なるターゲットを用いたｒｆマグネトロンスパッタ法に
より、例えばＡｒガスとＯ2ガスの混合ガス雰囲気中、
その全ガス圧が４Ｐａ（流量比Ａｒガス：Ｏ2ガス＝
１：１）、基板温度が６５０℃、成膜速度が４０Å／分
で行った。
【００１８】続いて、図３（ｂ）に示すように、前記セ
ンサー部３に収束イオンビームを照射しながら走査して
幅Ｗ０.３μｍ、深さＨ０.３μｍ、ピッチＰａ、Ｐｂ
（図２参照）がそれぞれ１０μｍ程度の溝５、５・・・
を形成する。次に、この溝５、５・・・の形状に対応し
た櫛形の金属マスク（図示せず）を介して、縦横それぞ
れの溝５、５・・・内にスパッタリング法や蒸着法等に
よりＢｉ2Ｏ3を充填形成する。ここで、本実施例のＢｉ
2Ｏ3の形成は、酸化ビスマスからなるターゲットを用い
たイオンビームスパッタリング法により、例えばＡｒガ
ス圧：１Ｐａ、基板温度：室温、成膜速度：８０Å／分
で行った。
ンサー部３に収束イオンビームを照射しながら走査して
幅Ｗ０.３μｍ、深さＨ０.３μｍ、ピッチＰａ、Ｐｂ
（図２参照）がそれぞれ１０μｍ程度の溝５、５・・・
を形成する。次に、この溝５、５・・・の形状に対応し
た櫛形の金属マスク（図示せず）を介して、縦横それぞ
れの溝５、５・・・内にスパッタリング法や蒸着法等に
よりＢｉ2Ｏ3を充填形成する。ここで、本実施例のＢｉ
2Ｏ3の形成は、酸化ビスマスからなるターゲットを用い
たイオンビームスパッタリング法により、例えばＡｒガ
ス圧：１Ｐａ、基板温度：室温、成膜速度：８０Å／分
で行った。
【００１９】その後、上記超電導薄膜２を、酸素雰囲気
中、室温から８７０℃まで約３時間で昇温し、この温度
で約３〜５時間保持した後、約１００℃／時間で室温迄
徐冷する。前記熱処理によって、前記溝５、５・・・内
に形成されたＢｉ2Ｏ3と該溝５、５・・・に露出したＹ
ＢＣＯが反応し、共に単純ペロブスカイト構造の立方晶
であるＢａＢｉＯ3（比抵抗は１０4Ω・ｃｍ以上）とＢ
ａ2ＹＢｉＯ6（比抵抗は１０4Ω・ｃｍ以上）を主成分
とする高抵抗部材６が該溝５、５・・・内に形成され
る。ここで、上記保持温度は、超電導薄膜２のＹＢＣＯ
と溝５、５・・・のＢｉ2Ｏ3の反応によりＢａＢｉＯ3
並びにＢａ2ＹＢｉＯ6が生成し始める温度（６５０℃）
より高く、ＹＢＣＯの超電導性が失われる温度（１００
０℃）より低い温度の範囲で選択でき、望ましくは、超
電導薄膜が剥離せず、超電導薄膜の部分溶融のない上述
のような９００℃以下の温度で熱処理を行うのが良い。
中、室温から８７０℃まで約３時間で昇温し、この温度
で約３〜５時間保持した後、約１００℃／時間で室温迄
徐冷する。前記熱処理によって、前記溝５、５・・・内
に形成されたＢｉ2Ｏ3と該溝５、５・・・に露出したＹ
ＢＣＯが反応し、共に単純ペロブスカイト構造の立方晶
であるＢａＢｉＯ3（比抵抗は１０4Ω・ｃｍ以上）とＢ
ａ2ＹＢｉＯ6（比抵抗は１０4Ω・ｃｍ以上）を主成分
とする高抵抗部材６が該溝５、５・・・内に形成され
る。ここで、上記保持温度は、超電導薄膜２のＹＢＣＯ
と溝５、５・・・のＢｉ2Ｏ3の反応によりＢａＢｉＯ3
並びにＢａ2ＹＢｉＯ6が生成し始める温度（６５０℃）
より高く、ＹＢＣＯの超電導性が失われる温度（１００
０℃）より低い温度の範囲で選択でき、望ましくは、超
電導薄膜が剥離せず、超電導薄膜の部分溶融のない上述
のような９００℃以下の温度で熱処理を行うのが良い。
【００２０】尚、上述ではＭｇＯ絶縁性基板１の（１０
０）面上に超電導薄膜２を形成したが、他の絶縁性基板
を適宜用いてもよく、例えばＳｒＴｉＯ3絶縁性基板の
（１１０）面上に超電導薄膜２を形成してもよい。
０）面上に超電導薄膜２を形成したが、他の絶縁性基板
を適宜用いてもよく、例えばＳｒＴｉＯ3絶縁性基板の
（１１０）面上に超電導薄膜２を形成してもよい。
【００２１】斯る電磁波センサーは、そのセンサ部３の
超電導薄膜２が高抵抗なＢａＢｉＯ 3並びにＢａ2ＹＢｉ
Ｏ6が主成分となる高抵抗部材６によって格子状に分断
されているので、いわゆる超電導体と常伝導体が多数接
合するネットワーク状のジョセフソン接合を有するジョ
セフソン素子としての特性を示し、電磁波センサー素子
の常伝導抵抗Ｒｎが２０Ω程度であった。この結果、素
子感度ＲVが１０００Ｖ／Ｗ程度の良好な特性を示し
た。
超電導薄膜２が高抵抗なＢａＢｉＯ 3並びにＢａ2ＹＢｉ
Ｏ6が主成分となる高抵抗部材６によって格子状に分断
されているので、いわゆる超電導体と常伝導体が多数接
合するネットワーク状のジョセフソン接合を有するジョ
セフソン素子としての特性を示し、電磁波センサー素子
の常伝導抵抗Ｒｎが２０Ω程度であった。この結果、素
子感度ＲVが１０００Ｖ／Ｗ程度の良好な特性を示し
た。
【００２２】又、この電磁波センサーは格子状の溝５、
５・・・の数、寸法、又は、高抵抗部材６を生成する際
の保持温度等を調節することにより、μＡオーダーの小
さな超電導電流値に制御できるので過大電流による感度
の低下を防ぐことができた。
５・・・の数、寸法、又は、高抵抗部材６を生成する際
の保持温度等を調節することにより、μＡオーダーの小
さな超電導電流値に制御できるので過大電流による感度
の低下を防ぐことができた。
【００２３】尚、実施例では超電導薄膜としてＹＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-Xを用いたが、ＹＢａ2Ｃｕ 3Ｏ7-Xに限ること
なく、Ｙを他の希土類元素に代えたＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ
7-X（ＬｎはＹ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ又はＹｂの内から選ばれた少なくとも一種の元
素）の希土類元素系酸化物超電導体を適宜用いることが
でき、この場合も、上述と同様に溝５、５・・・内に形
成したＢｉ2Ｏ3を熱処理によりＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xと
反応させて高抵抗なＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ
6からなる高抵抗部材を該溝５、５・・・内に形成する
ことが可能である。
Ｃｕ3Ｏ7-Xを用いたが、ＹＢａ2Ｃｕ 3Ｏ7-Xに限ること
なく、Ｙを他の希土類元素に代えたＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ
7-X（ＬｎはＹ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ又はＹｂの内から選ばれた少なくとも一種の元
素）の希土類元素系酸化物超電導体を適宜用いることが
でき、この場合も、上述と同様に溝５、５・・・内に形
成したＢｉ2Ｏ3を熱処理によりＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-Xと
反応させて高抵抗なＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ
6からなる高抵抗部材を該溝５、５・・・内に形成する
ことが可能である。
【００２４】また、上述では、前記溝５、５・・・を前
記絶縁性基板１が露出するように形成したが、溝５、５
・・・の底部には０.１μｍ程度以下の厚みの超電導薄
膜２が残余するように分断してもよい。
記絶縁性基板１が露出するように形成したが、溝５、５
・・・の底部には０.１μｍ程度以下の厚みの超電導薄
膜２が残余するように分断してもよい。
【００２５】更に、前記溝５、５・・・内にＢｉ2Ｏ3を
充填形成して熱処理により高抵抗部材を形成したが、こ
のＢｉ2Ｏ3に代えて、ＰｂＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、Ｍｏ
Ｏ3、ＰｔＯ2、Ｎａ2Ｏ2なども同様に用いることができ
るであろう。
充填形成して熱処理により高抵抗部材を形成したが、こ
のＢｉ2Ｏ3に代えて、ＰｂＯ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、Ｍｏ
Ｏ3、ＰｔＯ2、Ｎａ2Ｏ2なども同様に用いることができ
るであろう。
【００２６】本発明は、上記電磁波センサーに限らず、
ボロメータ等の超電導素子にも使用でき、素子の常伝導
抵抗を高くすることができるため、高感度の超電導素子
を得ることができる。
ボロメータ等の超電導素子にも使用でき、素子の常伝導
抵抗を高くすることができるため、高感度の超電導素子
を得ることができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の超電導素子によれば、酸化物超
電導体薄膜からなるセンサー部は高抵抗部材によって格
子状に分断されているため、前記超電導体が高抵抗部材
（常伝導体）を介してなる高い常伝導抵抗をもつジョセ
フソン接合が格子状に設けられているので、素子の常伝
導抵抗を高めるとともに、前記高抵抗部材の種類や前記
溝ピッチ等により超電導電流値の制御ができる。この結
果、この素子を用いることにより、数十ＧＨZから数Ｔ
ＨZの超高周波数帯の電磁波を検出する高感度電磁波セ
ンサーや赤外線を高感度に検出できるボロメーターを実
現することができる。
電導体薄膜からなるセンサー部は高抵抗部材によって格
子状に分断されているため、前記超電導体が高抵抗部材
（常伝導体）を介してなる高い常伝導抵抗をもつジョセ
フソン接合が格子状に設けられているので、素子の常伝
導抵抗を高めるとともに、前記高抵抗部材の種類や前記
溝ピッチ等により超電導電流値の制御ができる。この結
果、この素子を用いることにより、数十ＧＨZから数Ｔ
ＨZの超高周波数帯の電磁波を検出する高感度電磁波セ
ンサーや赤外線を高感度に検出できるボロメーターを実
現することができる。
【００２８】又、本発明による製造方法によれば、希土
類系酸化物超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X薄膜のセンサ
ー部に格子状に作成した溝内に形成したＢｉ2Ｏ3と該溝
内に露出した希土類系酸化物超電導体とを熱処理により
反応させて高抵抗部材を作成するので、この反応により
前記超電導体と高抵抗部材が十分に接合され、常伝導抵
抗が大きなジョセフソン接合を形成でき、又、前記熱処
理条件により超電導電流値の制御ができる。
類系酸化物超電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X薄膜のセンサ
ー部に格子状に作成した溝内に形成したＢｉ2Ｏ3と該溝
内に露出した希土類系酸化物超電導体とを熱処理により
反応させて高抵抗部材を作成するので、この反応により
前記超電導体と高抵抗部材が十分に接合され、常伝導抵
抗が大きなジョセフソン接合を形成でき、又、前記熱処
理条件により超電導電流値の制御ができる。
【図１】本発明の実施例に係る超電導素子の構造を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】上記実施例の超電導素子のセンサー部の拡大断
面図である。
面図である。
【図３】上記実施例の超電導素子の製造工程図である。
１ 絶縁性基板 ２ 希土類系酸化物超電導薄膜 ３ａ センサー部 ３ｂ 電極形成部 ５ 溝 ６ 高抵抗部材
Claims (3)
- 【請求項１】 絶縁性基板と、該基板上に形成された酸
化物超電導体薄膜と、を主構成要素とし、該酸化物超電
導体薄膜は両側部に位置する電極形成部と、該電極形成
部に挟まれたセンサー部と、から成り、該センサー部は
高抵抗部材によって格子状に分断されていることを特徴
とした超電導素子。 - 【請求項２】 上記酸化物超電導体は希土類系酸化物超
電導体ＬｎＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-X（ＬｎはＹ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ又はＹｂの内から選ばれ
た少なくとも一種の元素）であり、且つ、前記高抵抗部
材がＢａＢｉＯ3並びにＢａ2ＬｎＢｉＯ6からなること
を特徴とする請求項１記載の超電導素子。 - 【請求項３】 絶縁性基板上に、センサー部とその両側
に電極形成部をもつ希土類系酸化物超電導体ＬｎＢａ2
Ｃｕ3Ｏ7-X（ＬｎはＹ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ、Ｅｒ、Ｔｍ又はＹｂの内から選ばれた少なくとも一
種の元素）薄膜を形成する工程と、前記希土類系酸化物
超電導体薄膜のセンサー部に複数の溝を格子状に形成す
る工程と、該溝内にＢｉ2Ｏ3を形成する工程と、該Ｂｉ
2Ｏ3と前記溝内に露出した希土類系酸化物超電導体とを
熱処理により反応させて高抵抗部材を作成する工程と、
からなることを特徴とする超電導素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26733492A JP3167454B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 超電導素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26733492A JP3167454B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 超電導素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120574A true JPH06120574A (ja) | 1994-04-28 |
| JP3167454B2 JP3167454B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17443379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26733492A Expired - Fee Related JP3167454B2 (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 超電導素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167454B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054974A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Korea Electronics Telecommun | ボロメータ用抵抗材料、それを用いた赤外線検出器用ボロメータ、及びその製造方法 |
| WO2020003613A1 (ja) * | 2018-06-26 | 2020-01-02 | 三菱電機株式会社 | 電磁波検出器および電磁波検出器アレイ |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP26733492A patent/JP3167454B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054974A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Korea Electronics Telecommun | ボロメータ用抵抗材料、それを用いた赤外線検出器用ボロメータ、及びその製造方法 |
| WO2020003613A1 (ja) * | 2018-06-26 | 2020-01-02 | 三菱電機株式会社 | 電磁波検出器および電磁波検出器アレイ |
| JPWO2020003613A1 (ja) * | 2018-06-26 | 2021-02-15 | 三菱電機株式会社 | 電磁波検出器および電磁波検出器アレイ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3167454B2 (ja) | 2001-05-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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