JPH0661533A - 温度スイッチ装置 - Google Patents
温度スイッチ装置Info
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- JPH0661533A JPH0661533A JP4212869A JP21286992A JPH0661533A JP H0661533 A JPH0661533 A JP H0661533A JP 4212869 A JP4212869 A JP 4212869A JP 21286992 A JP21286992 A JP 21286992A JP H0661533 A JPH0661533 A JP H0661533A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 用途に合せて任意の温度でスイッチングする
ことができる、酸化物超電導薄膜を用いた温度スイッチ
装置を提供すること。 【構成】 基板上に成膜された固有の臨界温度を有する
酸化物超電導薄膜と、酸化物超電導薄膜の見かけの臨界
温度を固有の臨界温度より下げるため、酸化物超電導薄
膜自体の温度を上昇させるための加熱手段とを備える。
ことができる、酸化物超電導薄膜を用いた温度スイッチ
装置を提供すること。 【構成】 基板上に成膜された固有の臨界温度を有する
酸化物超電導薄膜と、酸化物超電導薄膜の見かけの臨界
温度を固有の臨界温度より下げるため、酸化物超電導薄
膜自体の温度を上昇させるための加熱手段とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物超電導薄膜を用
いた温度スイッチ装置に関するものである。
いた温度スイッチ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】温度を検知してスイッチング動作を行な
う素子としては、ＢａＴｉＯ3 などを用いた半導体スイ
ッチが知られている。この半導体スイッチは、強誘電体
から常誘電体への相転移により、比抵抗が３桁以上変化
するスイッチである。しかしながら、このような半導体
スイッチのスイッチングできる温度は、常温〜２００℃
程度に限定されている。
う素子としては、ＢａＴｉＯ3 などを用いた半導体スイ
ッチが知られている。この半導体スイッチは、強誘電体
から常誘電体への相転移により、比抵抗が３桁以上変化
するスイッチである。しかしながら、このような半導体
スイッチのスイッチングできる温度は、常温〜２００℃
程度に限定されている。
【０００３】低温で温度スイッチングする場合の温度ス
イッチとしては、熱電対および抵抗温度計などのセンサ
とリレーおよび電源を組合せたものが用いられている。
しかしながら、このように低温で温度スイッチングする
素子においては、たとえば、熱電対により温度を測定
し、冷凍機のオン・オフやヒータによる加熱のオン・オ
フを行なうなど、センサとリレーを組合せる必要がある
ため、コンパクトにすることができず、また、安価なも
のにすることもできない、という問題点があった。
イッチとしては、熱電対および抵抗温度計などのセンサ
とリレーおよび電源を組合せたものが用いられている。
しかしながら、このように低温で温度スイッチングする
素子においては、たとえば、熱電対により温度を測定
し、冷凍機のオン・オフやヒータによる加熱のオン・オ
フを行なうなど、センサとリレーを組合せる必要がある
ため、コンパクトにすることができず、また、安価なも
のにすることもできない、という問題点があった。
【０００４】そこで、１００Ｋ以下の低い温度で、半導
体スイッチ素子のように、素子自身が温度を検知してス
イッチングを行なうことができる温度スイッチとして、
超電導体の超電導−常電導転移を利用した温度スイッチ
の開発が、注目されてきている。
体スイッチ素子のように、素子自身が温度を検知してス
イッチングを行なうことができる温度スイッチとして、
超電導体の超電導−常電導転移を利用した温度スイッチ
の開発が、注目されてきている。
【０００５】図６は、酸化物超電導薄膜を用いた温度ス
イッチを利用して、クライオポンプおよび極低温冷凍機
のコールドヘッドなどの温度調節を行なう、一例の回路
図である。
イッチを利用して、クライオポンプおよび極低温冷凍機
のコールドヘッドなどの温度調節を行なう、一例の回路
図である。
【０００６】図を参照して、この回路は、電源２４、ヒ
ータ２５、および温度スイッチとして基板２６上に形成
された酸化物超電導薄膜２７が、直列に接続されてい
る。温度が臨界温度より高いときには、温度スイッチは
常電導状態の高抵抗体であるため、回路にはヒータ電流
がほとんど流れず、ヒータによる加熱はオフの状態にな
っている。冷却されることにより、温度が臨界温度以下
になると、温度スイッチは超電導状態となり、抵抗がゼ
ロとなってマイスナー効果を示すため、大きな電流が流
れるようになり、ヒータによる加熱がオンされる。ヒー
タによる加熱によって、温度が再び臨界温度を超える
と、温度スイッチは、超電導状態が破れ、再び常電導状
態の高抵抗体へと変化する。すると、ヒータ電流がほと
んど流れなくなり、ヒータによる加熱はオフされる。こ
のように、ヒータによる加熱のオン・オフが繰り返され
ることにより、温度スイッチの臨界温度近傍での温度制
御が行なわれる。
ータ２５、および温度スイッチとして基板２６上に形成
された酸化物超電導薄膜２７が、直列に接続されてい
る。温度が臨界温度より高いときには、温度スイッチは
常電導状態の高抵抗体であるため、回路にはヒータ電流
がほとんど流れず、ヒータによる加熱はオフの状態にな
っている。冷却されることにより、温度が臨界温度以下
になると、温度スイッチは超電導状態となり、抵抗がゼ
ロとなってマイスナー効果を示すため、大きな電流が流
れるようになり、ヒータによる加熱がオンされる。ヒー
タによる加熱によって、温度が再び臨界温度を超える
と、温度スイッチは、超電導状態が破れ、再び常電導状
態の高抵抗体へと変化する。すると、ヒータ電流がほと
んど流れなくなり、ヒータによる加熱はオフされる。こ
のように、ヒータによる加熱のオン・オフが繰り返され
ることにより、温度スイッチの臨界温度近傍での温度制
御が行なわれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来、酸化物超電導薄
膜の製造方法に関する研究は、臨界温度を上げること
に、その目的が向けられていた。したがって、理想的な
一定の方法で製造することにより、材料固有の臨界温度
を有する酸化物超電導薄膜が得られていた。そのため、
この固有の臨界温度を有する酸化物超電導薄膜を用いた
温度スイッチは、その固有の臨界温度でしかスイッチン
グすることができないと考えられていた。そこで、酸化
物超電導薄膜を用いた温度スイッチは、その用途に合せ
て、固有の臨界温度以下の任意の温度でスイッチングで
きるようにすることが、課題とされていた。
膜の製造方法に関する研究は、臨界温度を上げること
に、その目的が向けられていた。したがって、理想的な
一定の方法で製造することにより、材料固有の臨界温度
を有する酸化物超電導薄膜が得られていた。そのため、
この固有の臨界温度を有する酸化物超電導薄膜を用いた
温度スイッチは、その固有の臨界温度でしかスイッチン
グすることができないと考えられていた。そこで、酸化
物超電導薄膜を用いた温度スイッチは、その用途に合せ
て、固有の臨界温度以下の任意の温度でスイッチングで
きるようにすることが、課題とされていた。
【０００８】この発明の目的は、上述の課題を解決し、
用途に合わせて固有の臨界温度以下の任意の温度でスイ
ッチングすることができる、酸化物超電導薄膜を用いた
温度スイッチ装置を提供することにある。
用途に合わせて固有の臨界温度以下の任意の温度でスイ
ッチングすることができる、酸化物超電導薄膜を用いた
温度スイッチ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明に従う温度スイ
ッチ装置は、基板上に成膜された固有の臨界温度を有す
る酸化物超電導薄膜と、酸化物超電導薄膜の見かけの臨
界温度を固有の臨界温度より下げるため、酸化物超電導
薄膜自体の温度を上昇させるための加熱手段とを備え
る。
ッチ装置は、基板上に成膜された固有の臨界温度を有す
る酸化物超電導薄膜と、酸化物超電導薄膜の見かけの臨
界温度を固有の臨界温度より下げるため、酸化物超電導
薄膜自体の温度を上昇させるための加熱手段とを備え
る。
【００１０】また、他の好ましい例として、基板上に成
膜された固有の臨界温度を有する酸化物超電導薄膜と、
酸化物超電導薄膜の見かけの臨界温度を固有の臨界温度
より下げるため、酸化物超電導薄膜に磁場を印加するた
めの磁場印加手段とを備えてもよい。
膜された固有の臨界温度を有する酸化物超電導薄膜と、
酸化物超電導薄膜の見かけの臨界温度を固有の臨界温度
より下げるため、酸化物超電導薄膜に磁場を印加するた
めの磁場印加手段とを備えてもよい。
【００１１】
【作用】本発明では、加熱手段により、酸化物超電導薄
膜自体の温度は、周囲の温度に対して加熱された分だけ
重畳される。その結果、見かけの臨界温度が下がり、温
度スイッチ装置としてスイッチングが行なわれる温度
が、その加熱分だけ低くなる。したがって、加熱手段を
用いて酸化物超電導薄膜自体を加熱する温度を任意に設
定することによって、酸化物超電導薄膜の有する固有の
臨界温度以下の任意の温度でスイッチングすることが可
能な、温度スイッチ装置が得られる。
膜自体の温度は、周囲の温度に対して加熱された分だけ
重畳される。その結果、見かけの臨界温度が下がり、温
度スイッチ装置としてスイッチングが行なわれる温度
が、その加熱分だけ低くなる。したがって、加熱手段を
用いて酸化物超電導薄膜自体を加熱する温度を任意に設
定することによって、酸化物超電導薄膜の有する固有の
臨界温度以下の任意の温度でスイッチングすることが可
能な、温度スイッチ装置が得られる。
【００１２】また、一方、酸化物超電導薄膜に磁場を印
加することにより、見かけの臨界温度が下がり、温度ス
イッチ装置としてスイッチングが行なわれる温度が低く
なる。このとき、印加する磁場が強いほど、スイッチン
グされる温度は低くなる。したがって、印加する磁場の
強度を調整することによって、酸化物超電導薄膜の有す
る固有の臨界温度以下の任意の温度でスイッチングする
ことが可能な、温度スイッチ装置が得られる。
加することにより、見かけの臨界温度が下がり、温度ス
イッチ装置としてスイッチングが行なわれる温度が低く
なる。このとき、印加する磁場が強いほど、スイッチン
グされる温度は低くなる。したがって、印加する磁場の
強度を調整することによって、酸化物超電導薄膜の有す
る固有の臨界温度以下の任意の温度でスイッチングする
ことが可能な、温度スイッチ装置が得られる。
【００１３】
【実施例】実施例１ 図１は、この発明による温度スイッチ装置の一実施例を
示している。
示している。
【００１４】図１を参照して、この温度スイッチ装置
は、基板１と、基板１上に形成される酸化物超電導薄膜
２と、その上に、抵抗発熱体４と酸化物超電導薄膜２を
電気的に遮断するために設けられる絶縁層３と、さらに
その上に設けられる抵抗発熱体４とにより構成される。
基板１としてＭｇＯ単結晶、酸化物超電導薄膜２として
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 ＯY 、絶縁層３としてＹＳＺ、抵抗発
熱体４としてタンタル線を用いた。酸化物超電導薄膜２
および絶縁層３は、レーザアブレーション法を用い形成
した。
は、基板１と、基板１上に形成される酸化物超電導薄膜
２と、その上に、抵抗発熱体４と酸化物超電導薄膜２を
電気的に遮断するために設けられる絶縁層３と、さらに
その上に設けられる抵抗発熱体４とにより構成される。
基板１としてＭｇＯ単結晶、酸化物超電導薄膜２として
Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 ＯY 、絶縁層３としてＹＳＺ、抵抗発
熱体４としてタンタル線を用いた。酸化物超電導薄膜２
および絶縁層３は、レーザアブレーション法を用い形成
した。
【００１５】このようにして得られた温度スイッチ装置
について、以下のような評価を行なった。
について、以下のような評価を行なった。
【００１６】評価に用いた実験装置の構成を、図２に示
す。図２を参照して、温度スイッチ装置６には、５Ｖの
直流電源８、０．５Ωの抵抗１１、および回路に流れる
電流を検出するための電流計７が、直列に接続されてい
る。また、温度スイッチ装置６は、低温維持装置５内に
置かれ、液体ヘリウム温度４．２Ｋ〜室温まで温度を変
化させることが可能となっている。さらに、温度スイッ
チ装置６に用いられた抵抗発熱体であるタンタル線に
は、ヒータ用電源１０と電流計９が直列に接続されてお
り、この回路に電流を流してタンタル線を発熱させるこ
とにより、温度スイッチ装置６自体を加熱することがで
きるようになっている。
す。図２を参照して、温度スイッチ装置６には、５Ｖの
直流電源８、０．５Ωの抵抗１１、および回路に流れる
電流を検出するための電流計７が、直列に接続されてい
る。また、温度スイッチ装置６は、低温維持装置５内に
置かれ、液体ヘリウム温度４．２Ｋ〜室温まで温度を変
化させることが可能となっている。さらに、温度スイッ
チ装置６に用いられた抵抗発熱体であるタンタル線に
は、ヒータ用電源１０と電流計９が直列に接続されてお
り、この回路に電流を流してタンタル線を発熱させるこ
とにより、温度スイッチ装置６自体を加熱することがで
きるようになっている。
【００１７】このように構成された実験装置を用いて、
抵抗発熱体であるタンタル線に、０、１００および２０
０ｍＡの電流を流した場合について、それぞれ雰囲気温
度を３０Ｋから１２０Ｋまで変化させて、抵抗の測定を
行なった。測定結果を図３に示す。図３において、横軸
は雰囲気温度（Ｋ）を示し、縦軸は温度スイッチ装置の
抵抗（Ω）を示している。曲線１２、１３および１４
は、抵抗発熱体であるタンタル線に、０、１００および
２００ｍＡの電流を流した場合の、それぞれの雰囲気温
度と抵抗の関係を示している。
抵抗発熱体であるタンタル線に、０、１００および２０
０ｍＡの電流を流した場合について、それぞれ雰囲気温
度を３０Ｋから１２０Ｋまで変化させて、抵抗の測定を
行なった。測定結果を図３に示す。図３において、横軸
は雰囲気温度（Ｋ）を示し、縦軸は温度スイッチ装置の
抵抗（Ω）を示している。曲線１２、１３および１４
は、抵抗発熱体であるタンタル線に、０、１００および
２００ｍＡの電流を流した場合の、それぞれの雰囲気温
度と抵抗の関係を示している。
【００１８】図３を参照して、抵抗発熱体であるタンタ
ル線に電流を流さない場合では、曲線１２が示すよう
に、抵抗は９１Ｋで急激に立ち上がっている。タンタル
線に１００および２００ｍＡの電流を流した場合では、
曲線１３および１４が示すように、抵抗は５９Ｋおよび
３４Ｋでそれぞれ急激に立ち上がっている。このことか
ら、抵抗発熱体であるタンタル線に流す電流が大きくな
り、温度スイッチ装置自体の加熱される温度が高くなる
につれて、温度スイッチ装置に用いられた超電導薄膜の
臨界温度は見かけ上小さくなり、超電導−常電導転移す
る温度は、低くなることがわかった。
ル線に電流を流さない場合では、曲線１２が示すよう
に、抵抗は９１Ｋで急激に立ち上がっている。タンタル
線に１００および２００ｍＡの電流を流した場合では、
曲線１３および１４が示すように、抵抗は５９Ｋおよび
３４Ｋでそれぞれ急激に立ち上がっている。このことか
ら、抵抗発熱体であるタンタル線に流す電流が大きくな
り、温度スイッチ装置自体の加熱される温度が高くなる
につれて、温度スイッチ装置に用いられた超電導薄膜の
臨界温度は見かけ上小さくなり、超電導−常電導転移す
る温度は、低くなることがわかった。
【００１９】次に、図２に示す装置を用いて、上述の超
電導−常電導転移する温度付近での、通電実験を行なっ
た。
電導−常電導転移する温度付近での、通電実験を行なっ
た。
【００２０】表１に、抵抗発熱体であるタンタル線に電
流を流さない場合の、超電導−常電導転移する温度付近
において流れる電流値を、電流計７によって測定した結
果を示す。
流を流さない場合の、超電導−常電導転移する温度付近
において流れる電流値を、電流計７によって測定した結
果を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１より明らかなように、この温度スイッ
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
９０Ｋのときまでは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、９１Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．４Ａに抑制
された。
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
９０Ｋのときまでは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、９１Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．４Ａに抑制
された。
【００２３】同様に、表２に、抵抗発熱体であるタンタ
ル線に１００ｍＡの電流を流した場合の、超電導−常電
導転移する温度付近において流れる電流値を、電流計７
によって測定した結果を示す。
ル線に１００ｍＡの電流を流した場合の、超電導−常電
導転移する温度付近において流れる電流値を、電流計７
によって測定した結果を示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】表２より明らかなように、この温度スイッ
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
５８Ｋのときまでは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、５９Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．５Ａに抑制
された。 さらに同様に、表３に、抵抗発熱体であるタ
ンタル線に２００ｍＡの電流を流した場合の、超電導−
常電導転移する温度付近において流れる電流値を、電流
計７によって測定した結果を示す。
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
５８Ｋのときまでは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、５９Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．５Ａに抑制
された。 さらに同様に、表３に、抵抗発熱体であるタ
ンタル線に２００ｍＡの電流を流した場合の、超電導−
常電導転移する温度付近において流れる電流値を、電流
計７によって測定した結果を示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】表３より明らかなように、この温度スイッ
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
３３Ｋの時までは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、３４Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．８Ａに抑制
された。
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
３３Ｋの時までは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、３４Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．８Ａに抑制
された。
【００２８】以上のことから、抵抗発熱体であるタンタ
ル線に流す電流を変えて温度スイッチ自体を加熱する温
度を調整することにより、温度スイッチ装置に用いられ
た酸化物超電導薄膜の超電導−常電導転移する温度を制
御することができ、したがって、温度スイッチ装置のス
イッチングを行なう温度を固有の臨界温度以下で任意に
設定できることがわかった。
ル線に流す電流を変えて温度スイッチ自体を加熱する温
度を調整することにより、温度スイッチ装置に用いられ
た酸化物超電導薄膜の超電導−常電導転移する温度を制
御することができ、したがって、温度スイッチ装置のス
イッチングを行なう温度を固有の臨界温度以下で任意に
設定できることがわかった。
【００２９】実施例２ 基板ＳｒＴｉＯ3 上に、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 ＯY 組成の酸
化物超電導薄膜を形成した。この酸化物超電導薄膜に、
外部から磁場を印加できるようにしてなる温度スイッチ
装置について、以下のような評価を行なった。
化物超電導薄膜を形成した。この酸化物超電導薄膜に、
外部から磁場を印加できるようにしてなる温度スイッチ
装置について、以下のような評価を行なった。
【００３０】評価に用いた実験装置の構成を、図４に示
す。図４を参照して、温度スイッチ装置に用いられる酸
化物超電導薄膜１５には、５Ｖの直流電源８、０．５Ω
の抵抗１１、および回路に流れる電流を検出するための
電流計７が、直列に接続されている。また、酸化物超電
導薄膜１５は、低温維持装置５内に置かれ、液体ヘリウ
ム温度４．２Ｋ〜室温まで温度を変化させることが可能
となっている。さらに、温度スイッチ装置に用いられる
酸化物超電導薄膜１５の膜面に垂直に磁場を印加するた
め、図に示すように、磁場印加用コイル１９Ａ，１９Ｂ
が設置されている。
す。図４を参照して、温度スイッチ装置に用いられる酸
化物超電導薄膜１５には、５Ｖの直流電源８、０．５Ω
の抵抗１１、および回路に流れる電流を検出するための
電流計７が、直列に接続されている。また、酸化物超電
導薄膜１５は、低温維持装置５内に置かれ、液体ヘリウ
ム温度４．２Ｋ〜室温まで温度を変化させることが可能
となっている。さらに、温度スイッチ装置に用いられる
酸化物超電導薄膜１５の膜面に垂直に磁場を印加するた
め、図に示すように、磁場印加用コイル１９Ａ，１９Ｂ
が設置されている。
【００３１】このように構成された実験装置を用いて、
酸化物超電導薄膜に、０、０．５および１テスラの磁場
を印加した場合について、それぞれ雰囲気温度を５０Ｋ
から１００Ｋまで変化させて、抵抗の測定を行なった。
測定結果を図５に示す。図５において、横軸は雰囲気温
度（Ｋ）を示し、縦軸は温度スイッチ装置に用いられた
酸化物超電導薄膜の抵抗（Ω）を示している。曲線２
１、２２および２３は酸化物超電導薄膜に、０、０．５
および１テスラの磁場を印加した場合の、それぞれの雰
囲気温度と抵抗の関係を示している。
酸化物超電導薄膜に、０、０．５および１テスラの磁場
を印加した場合について、それぞれ雰囲気温度を５０Ｋ
から１００Ｋまで変化させて、抵抗の測定を行なった。
測定結果を図５に示す。図５において、横軸は雰囲気温
度（Ｋ）を示し、縦軸は温度スイッチ装置に用いられた
酸化物超電導薄膜の抵抗（Ω）を示している。曲線２
１、２２および２３は酸化物超電導薄膜に、０、０．５
および１テスラの磁場を印加した場合の、それぞれの雰
囲気温度と抵抗の関係を示している。
【００３２】図５を参照して、酸化物超電導薄膜に磁場
を印加しない場合では、曲線２１が示すように、抵抗は
９０Ｋで急激に立ち上がっている。酸化物超電導薄膜に
０．５および１テスラの磁場を印加した場合では、曲線
２２および２３が示すように、抵抗は８５Ｋおよび７６
Ｋでそれぞれ急激に立ち上がっている。このことから、
酸化物超電導薄膜に印加する磁場が強くなるにつれて、
温度スイッチ装置に用いられた酸化物超電導薄膜の臨界
温度は見かけ上小さくなり、超電導−常電導転移する温
度は低くなることがわかった。
を印加しない場合では、曲線２１が示すように、抵抗は
９０Ｋで急激に立ち上がっている。酸化物超電導薄膜に
０．５および１テスラの磁場を印加した場合では、曲線
２２および２３が示すように、抵抗は８５Ｋおよび７６
Ｋでそれぞれ急激に立ち上がっている。このことから、
酸化物超電導薄膜に印加する磁場が強くなるにつれて、
温度スイッチ装置に用いられた酸化物超電導薄膜の臨界
温度は見かけ上小さくなり、超電導−常電導転移する温
度は低くなることがわかった。
【００３３】次に、図４に示す装置を用いて、上述の超
電導−常電導転移する温度付近での、通電実験を行なっ
た。
電導−常電導転移する温度付近での、通電実験を行なっ
た。
【００３４】表４に、酸化物超電導薄膜に磁場を印加し
ない場合の、超電導−常電導転移する温度付近において
流れる電流値を、電流計７によって測定した結果を示
す。
ない場合の、超電導−常電導転移する温度付近において
流れる電流値を、電流計７によって測定した結果を示
す。
【００３５】
【表４】
【００３６】表４より明らかなように、この温度スイッ
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
８９Ｋのときまでは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、９０Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．５Ａに抑制
された。同様に、表５に、酸化物超電導薄膜に０．５テ
スラの磁場を印加した場合の、超電導−常電導転移する
温度付近において流れる電流値を電流計７によって測定
した結果を示す。
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
８９Ｋのときまでは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、９０Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．５Ａに抑制
された。同様に、表５に、酸化物超電導薄膜に０．５テ
スラの磁場を印加した場合の、超電導−常電導転移する
温度付近において流れる電流値を電流計７によって測定
した結果を示す。
【００３７】
【表５】
【００３８】表５より明らかなように、この温度スイッ
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
８４Ｋの時までは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、８５Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．８Ａに抑制
された。
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
８４Ｋの時までは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、８５Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は１．８Ａに抑制
された。
【００３９】さらに同様に、表６に、酸化物超電導薄膜
に１テスラの磁場を印加した場合の、超電導−常電導転
移する温度付近において流れる電流値を電流計７によっ
て測定した結果を示す。
に１テスラの磁場を印加した場合の、超電導−常電導転
移する温度付近において流れる電流値を電流計７によっ
て測定した結果を示す。
【００４０】
【表６】
【００４１】表６より明らかなように、この温度スイッ
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
７５Ｋの時までは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、７６Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は２．１Ａに抑制
された。
チ装置に用いられた酸化物超電導薄膜は、雰囲気温度が
７５Ｋの時までは超電導状態にあり抵抗が０であるた
め、電流計７によって測定される電流は１０Ａである
が、７６Ｋになると、この酸化物超電導薄膜は常電導状
態に移行し高抵抗体となるため、電流は２．１Ａに抑制
された。
【００４２】以上のことから、温度スイッチ装置に用い
られた酸化物超電導薄膜に印加する磁場の強さを調整す
ることにより、温度スイッチ装置に用いられた酸化物超
電導薄膜の超電導−常電導転移する温度を制御すること
ができ、したがって、温度スイッチ装置のスイッチング
を行なう温度を固有の臨界温度以下で任意に設定できる
ことがわかった。
られた酸化物超電導薄膜に印加する磁場の強さを調整す
ることにより、温度スイッチ装置に用いられた酸化物超
電導薄膜の超電導−常電導転移する温度を制御すること
ができ、したがって、温度スイッチ装置のスイッチング
を行なう温度を固有の臨界温度以下で任意に設定できる
ことがわかった。
【００４３】なお、上述の実施例において、基板として
ＭｇＯおよびＳｒＴｉＯ3 を用いたが、本発明において
用いられる基板としては、これらのほかに、たとえばＹ
ＳＺ、ハステロイ、インコネル等が挙げられる。
ＭｇＯおよびＳｒＴｉＯ3 を用いたが、本発明において
用いられる基板としては、これらのほかに、たとえばＹ
ＳＺ、ハステロイ、インコネル等が挙げられる。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、本発明による温度スイッ
チ装置は、用途に合せて固有の臨界温度以下の任意の温
度でスイッチングすることができる。
チ装置は、用途に合せて固有の臨界温度以下の任意の温
度でスイッチングすることができる。
【００４５】したがって、たとえば、クライオポンプお
よび極低温冷凍機のコールドヘッドなどの温度制御用温
度スイッチとして用いると、効果的である。
よび極低温冷凍機のコールドヘッドなどの温度制御用温
度スイッチとして用いると、効果的である。
【図１】この発明に従う一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明による温度スイッチ装置を評価するため
に用いた実験装置の一例の構成を示す回路図である。
に用いた実験装置の一例の構成を示す回路図である。
【図３】本発明による温度スイッチ装置の一例の、抵抗
−温度特性を示す図である。
−温度特性を示す図である。
【図４】本発明による温度スイッチ装置を評価するため
に用いた実験装置の他の例の構成を示す回路図である。
に用いた実験装置の他の例の構成を示す回路図である。
【図５】本発明による温度スイッチ装置の他の例の、抵
抗−温度特性を示す図である。
抗−温度特性を示す図である。
【図６】酸化物超電導薄膜を用いた温度スイッチを利用
して、温度調節を行なう回路図である。
して、温度調節を行なう回路図である。
１ 基板 ２ 酸化物超電導薄膜 ３ 絶縁層 ４ 抵抗発熱体（ヒータ） ５ 低温維持装置 ６ 温度スイッチ装置 ７ 電流計 ８ 電源 ９ 電流計 １０ ヒータ用電源 １１ 抵抗 １５ 酸化物超電導薄膜 １９Ａ，１９Ｂ 磁場印加用コイル ２４ 電源 ２５ ヒータ ２６ 基板 ２７ 酸化物超電導薄膜 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 憲器 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 長谷川 勝哉 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に成膜された固有の臨界温度を有
する酸化物超電導薄膜と、 前記酸化物超電導薄膜の見かけの臨界温度を前記固有の
臨界温度より下げるため、前記酸化物超電導薄膜自体の
温度を上昇させるための加熱手段とを備える、温度スイ
ッチ装置。 - 【請求項２】 基板上に成膜された固有の臨界温度を有
する酸化物超電導薄膜と、 前記酸化物超電導薄膜の見かけの臨界温度を前記固有の
臨界温度より下げるため、前記酸化物超電導薄膜に磁場
を印加するための磁場印加手段とを備える、温度スイッ
チ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212869A JPH0661533A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 温度スイッチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4212869A JPH0661533A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 温度スイッチ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661533A true JPH0661533A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16629630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4212869A Pending JPH0661533A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 温度スイッチ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661533A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113380490A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-09-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于超导磁悬浮列车超导磁体系统的超导开关 |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP4212869A patent/JPH0661533A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113380490A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-09-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种用于超导磁悬浮列车超导磁体系统的超导开关 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021015 |