JPH0675101B2 - Ｓｑｕｉｄ素子 - Google Patents
Ｓｑｕｉｄ素子Info
- Publication number
- JPH0675101B2 JPH0675101B2 JP1215205A JP21520589A JPH0675101B2 JP H0675101 B2 JPH0675101 B2 JP H0675101B2 JP 1215205 A JP1215205 A JP 1215205A JP 21520589 A JP21520589 A JP 21520589A JP H0675101 B2 JPH0675101 B2 JP H0675101B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- substrate
- squid
- ring
- temperature superconducting
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は高温超電導薄膜を用いたSQUID素子に関する。
なお、本発明のSQUID素子は、例えば生体の肺や心臓等
における磁気の検出、金属疲労や金属腐食等を検査する
材料試験、更には資源探査、あるいは地震予知等の、極
めて微弱な磁気の検出に適用することができる。
における磁気の検出、金属疲労や金属腐食等を検査する
材料試験、更には資源探査、あるいは地震予知等の、極
めて微弱な磁気の検出に適用することができる。
＜従来の技術＞ YBCOに代表される高温超電導薄膜を用いたSQUID素子関
しては、既に多くの報告がなされているが、そのジョセ
フソン接合はいずれも実質的に粒界接合であり、粒界部
分での臨界電流密度が小さいことを利用して、弱結合部
たるジョセフソン接合を得ている。
しては、既に多くの報告がなされているが、そのジョセ
フソン接合はいずれも実質的に粒界接合であり、粒界部
分での臨界電流密度が小さいことを利用して、弱結合部
たるジョセフソン接合を得ている。
このことから、従来すでに発表されている高温超電導薄
膜製のSQUID素子では、高温超電導体の多結晶薄膜をパ
ターニングすることによって、超電導リングとジョセフ
ソン接合部を得ている。
膜製のSQUID素子では、高温超電導体の多結晶薄膜をパ
ターニングすることによって、超電導リングとジョセフ
ソン接合部を得ている。
＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、高温超電導薄膜では、粒界が存在するとその
部分から薄膜内に磁束が侵入する。
部分から薄膜内に磁束が侵入する。
従って、上記のような従来の高温超電導薄膜を用いたSQ
UID素子によれば、超電導リング部分にも磁束が侵入す
ることになり、その結果、磁場−出力電圧特性が安定せ
ず、ヒステリシス等が存在する。
UID素子によれば、超電導リング部分にも磁束が侵入す
ることになり、その結果、磁場−出力電圧特性が安定せ
ず、ヒステリシス等が存在する。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明はより安定した動作を行うことのできる高温超電
導薄膜製のSQUID素子を得るためになさたもので、その
構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説明する
と、本発明では、基板１の一方の面に、高温超電導体の
粒界接合を利用したジョセフソン接合2aを含む所定パタ
ーンの薄膜SQUIDリング２を形成し、その基板１の他方
の面には、ジョセフソン接合2aに対応する箇所を除い
て、上記のSQUIDリング２のパターンと同じパターン
で、SQUIDリング２を形成する薄膜よりも高い臨界電流
値を有する高温超電導薄膜３を形成している。
導薄膜製のSQUID素子を得るためになさたもので、その
構成を実施例に対応する第１図を参照しつつ説明する
と、本発明では、基板１の一方の面に、高温超電導体の
粒界接合を利用したジョセフソン接合2aを含む所定パタ
ーンの薄膜SQUIDリング２を形成し、その基板１の他方
の面には、ジョセフソン接合2aに対応する箇所を除い
て、上記のSQUIDリング２のパターンと同じパターン
で、SQUIDリング２を形成する薄膜よりも高い臨界電流
値を有する高温超電導薄膜３を形成している。
＜作用＞ ジョセフソン接合2aを除いたSQUID2の超電導リング部2b
は、これと同じパターンでその裏面に形成された高温超
電導薄膜３によってシールドされ、磁束の侵入が阻止さ
れる。
は、これと同じパターンでその裏面に形成された高温超
電導薄膜３によってシールドされ、磁束の侵入が阻止さ
れる。
＜実施例＞ 第１図は本発明実施例の構成を示す図で、（ａ）は表面
図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は側面図である。
図、（ｂ）は裏面図、（ｃ）は側面図である。
MgO（100）製の基板１の表面には、YBCO高温超電導薄膜
をパターニングして超電導リング部2bの一部のジョセフ
ソン接合2aを持つSQUIDリング２が形成されている。
をパターニングして超電導リング部2bの一部のジョセフ
ソン接合2aを持つSQUIDリング２が形成されている。
このSQUIDリング２を形成する高温超電導薄膜は、第２
図にそのジョセフソン接合2a近傍の拡大図を模式的に示
すように、粒界Ｉを持つ多結晶膜であって、その結晶粒
径はジョセフソン接合2aの幅と長さにオーダー的にほぼ
等しい大きさを持っている。
図にそのジョセフソン接合2a近傍の拡大図を模式的に示
すように、粒界Ｉを持つ多結晶膜であって、その結晶粒
径はジョセフソン接合2aの幅と長さにオーダー的にほぼ
等しい大きさを持っている。
基板１の裏面には、SQUIDリング２とほぼ同一のパター
ンを持つYBCO高温超電導薄膜３が形成されている。裏面
の高温超電導薄膜３のパターンが表面のSQUIDリング２
のパターンと相違する点は、第３図に示すように、SQUI
Dリング２のジョセフソン接合2aに対応する箇所には製
膜されていない点である。
ンを持つYBCO高温超電導薄膜３が形成されている。裏面
の高温超電導薄膜３のパターンが表面のSQUIDリング２
のパターンと相違する点は、第３図に示すように、SQUI
Dリング２のジョセフソン接合2aに対応する箇所には製
膜されていない点である。
そして、この高温超電導薄膜３は粒界の殆ど存在しない
実質的に単結晶膜であって、SQUIDリング２を形成する
超電導薄膜よりも高い臨界電流密度を持っている。
実質的に単結晶膜であって、SQUIDリング２を形成する
超電導薄膜よりも高い臨界電流密度を持っている。
以上のような構造によれば、SQUIDリング２の超電導リ
ング部2bは、その裏面にこれと同一パターンで形成され
た臨界電流密度の高い、かつ、粒界の存在しない高温超
電導薄膜３によって磁気シールドされることになり、超
電導リング部2bが臨界電流密度の低い多結晶薄膜であっ
ても、ここに磁束が侵入することがない。
ング部2bは、その裏面にこれと同一パターンで形成され
た臨界電流密度の高い、かつ、粒界の存在しない高温超
電導薄膜３によって磁気シールドされることになり、超
電導リング部2bが臨界電流密度の低い多結晶薄膜であっ
ても、ここに磁束が侵入することがない。
次に以上の本発明実施例の製法を説明する。
まず、両面研磨した基板１を用意し、基板１を加熱せず
にその表面にRFマグネトロンスパッタによりYBCO薄膜を
製膜する。
にその表面にRFマグネトロンスパッタによりYBCO薄膜を
製膜する。
その後、基板１を加熱しながらRFマグネトロンスパッタ
を行うことによって、裏面側にYBCOのアズグロウン膜を
製膜する。
を行うことによって、裏面側にYBCOのアズグロウン膜を
製膜する。
次いで両面にYBCO薄膜が製膜された基板１をアニールす
ることによって、表面側のYBCO薄膜を結晶化してこれに
粒界を作成する。つまり、裏面にYBCOのポストアニール
膜を得るわけである。
ることによって、表面側のYBCO薄膜を結晶化してこれに
粒界を作成する。つまり、裏面にYBCOのポストアニール
膜を得るわけである。
次に、両面のYBCO薄膜上のフォトレジストを塗布し、フ
ォトリソ工程によって表裏両面に第１図に示すパターン
を残してレジストを除去する。このとき、表裏両面のパ
ターンの位置合わせを考慮した露光を行う必要がある
が、これは、両面同時露光装置を用い、あらかじめダミ
ーウエハで上下のフォトマスクの位置合わせをしておく
ことによって可能である。
ォトリソ工程によって表裏両面に第１図に示すパターン
を残してレジストを除去する。このとき、表裏両面のパ
ターンの位置合わせを考慮した露光を行う必要がある
が、これは、両面同時露光装置を用い、あらかじめダミ
ーウエハで上下のフォトマスクの位置合わせをしておく
ことによって可能である。
そして、現像によって残されたレジスト膜をマスクとし
て、ドライエッチング（特にArイオンエッチングがベス
ト）によって第１図に示した構造の素子を得る。
て、ドライエッチング（特にArイオンエッチングがベス
ト）によって第１図に示した構造の素子を得る。
なお、以上の工程において、表裏両面のパターニングの
後にアニールを行ってもよい。
後にアニールを行ってもよい。
また、本発明では、基板１は必ずしも一枚でなくてもよ
く、異なる基板に粒界SQUIDリング２とシールド体であ
る高温超電導薄膜３を別々に作成して、位置合わせをし
て貼り合わせてもよい。
く、異なる基板に粒界SQUIDリング２とシールド体であ
る高温超電導薄膜３を別々に作成して、位置合わせをし
て貼り合わせてもよい。
更に、SQUIDリング２とそのシールド体である高温超電
導薄膜３は、YBCO薄膜に限らず、他の高温超電導薄膜で
あってもよいことは勿論であり、基板１の材料はMgOの
ほか、SrTiO3等、使用する高温超電導薄膜の成長が可能
な任意のものを使用できることは言うまでもない。
導薄膜３は、YBCO薄膜に限らず、他の高温超電導薄膜で
あってもよいことは勿論であり、基板１の材料はMgOの
ほか、SrTiO3等、使用する高温超電導薄膜の成長が可能
な任意のものを使用できることは言うまでもない。
＜発明の効果＞ 以上で説明したように、本発明によれば、高温超電導薄
膜の粒界を利用したジョセフソン接合を有するSQUIDリ
ングが形成された基板の裏面に、そのジョセフソン接合
部分を除く超電導リング部と等しいパターンで、SQUID
リングを構成する超電導薄膜よりも臨界電流密度の高
い、換言すれば磁束の侵入しにくい超電導薄膜を形成し
たので、SQUIDリングの超電導リング部はその裏面の高
温超電導薄膜によって磁気シールドされ、ここに磁束が
侵入することがなくなり、動作の安定した高性能のSQUI
D素子が得られる。
膜の粒界を利用したジョセフソン接合を有するSQUIDリ
ングが形成された基板の裏面に、そのジョセフソン接合
部分を除く超電導リング部と等しいパターンで、SQUID
リングを構成する超電導薄膜よりも臨界電流密度の高
い、換言すれば磁束の侵入しにくい超電導薄膜を形成し
たので、SQUIDリングの超電導リング部はその裏面の高
温超電導薄膜によって磁気シールドされ、ここに磁束が
侵入することがなくなり、動作の安定した高性能のSQUI
D素子が得られる。
第１図は本発明実施例の構成図で、（ａ）は表面図、
（ｂ）は裏面図、（ｃ）は側面図である。第２図はその
本発明実施例のSQUIDリング２の近傍の模式的拡大図、
第３図は同じく本発明実施例のジョセフソン接合2aの真
下部分近傍の裏面の高温超電導薄膜３の拡大図である。 １……基板 ２……SQUIDリング 2a……ジョセフソン接合 2b……超電導リング ３……高温超電導薄膜 Ｉ……粒界
（ｂ）は裏面図、（ｃ）は側面図である。第２図はその
本発明実施例のSQUIDリング２の近傍の模式的拡大図、
第３図は同じく本発明実施例のジョセフソン接合2aの真
下部分近傍の裏面の高温超電導薄膜３の拡大図である。 １……基板 ２……SQUIDリング 2a……ジョセフソン接合 2b……超電導リング ３……高温超電導薄膜 Ｉ……粒界
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−126173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86574（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−210677（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−65582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−182282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−255077（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−285082（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−2796（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】基板の一方の面に、高温超電導体の粒界接
合を利用したジョセフソン接合を含む所定パターンの薄
膜SQUIDリングが形成され、その基板の他方の面には、
上記ジョセフソン接合に対応する箇所を除いて、上記パ
ターンと同じパターンで、上記薄膜よりも高い臨界電流
値を有する高温超電導薄膜が形成されてなる、SQUID素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215205A JPH0675101B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215205A JPH0675101B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0378675A JPH0378675A (ja) | 1991-04-03 |
| JPH0675101B2 true JPH0675101B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=16668434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1215205A Expired - Fee Related JPH0675101B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | Ｓｑｕｉｄ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675101B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4936207B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2012-05-23 | 卓 加藤 | 階段昇降補助機構付き台車 |
| WO2010122733A1 (ja) * | 2009-04-23 | 2010-10-28 | 国立大学法人 豊橋技術科学大学 | Ｓｑｕｉｄ磁気センサ |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP1215205A patent/JPH0675101B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0378675A (ja) | 1991-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69026339T2 (de) | Josephson-Übergang-Apparat | |
| US5411937A (en) | Josephson junction | |
| JP2002512732A (ja) | 選択エッチング技術を用いた超伝導装置の形成 | |
| JPH0675101B2 (ja) | Ｓｑｕｉｄ素子 | |
| KR100513963B1 (ko) | 고온초전도 선천성 조셉슨접합을 이용한 초전도 양자간섭소자 제조 방법 | |
| EP0493258B1 (en) | Superconducting quantum interference device formed of oxide superconductor thin film | |
| JP2994560B2 (ja) | 高温超伝導ジョセフソン素子の製造方法 | |
| JP2812060B2 (ja) | Ｓｑｕｉｄ | |
| US20160233405A1 (en) | Process for manufacturing a josephson junction and associated josephson junction | |
| EP0675370B1 (en) | Flux transformer formed of an oxide superconducting thin film and method for manufacturing the same | |
| US20080146449A1 (en) | Electrical device and method of manufacturing same | |
| JPH0217684A (ja) | 超電導センサ及びその製造方法 | |
| EP0381541B1 (en) | Superconductive magnetoresistive device | |
| JP2853251B2 (ja) | くさび型ジョセフソン接合素子の製造方法 | |
| Koblischka et al. | Formation of the low-field peak in magnetization loops of high-Tc superconductors | |
| US6263219B1 (en) | SQUID formed on a sapphire substrate and method for manufacturing the same | |
| JP2768276B2 (ja) | 酸化物超電導接合素子 | |
| JPH03104177A (ja) | Ｓｑｕｉｄ素子 | |
| Graser | A reproducible design and manufacturing process for SQUID magnetometers | |
| JP2002014150A (ja) | 超伝導量子干渉素子 | |
| JP3149460B2 (ja) | ジョセフソン素子の製造方法 | |
| JP2002134803A (ja) | 共プレーナ型ジョセフソン素子の製造方法 | |
| US4645719A (en) | Soft magnetic thin film having uniaxial magnetic anisotropy | |
| JPH07240542A (ja) | 超電導薄膜用マスク材 | |
| DiIorio | A HIGH TRANSITION TEMPERATURE SUPERCONDUCTING INTEGRATED CIRCUIT (DC SQUID, INPUT COIL, PLANAR COUPLING, MICROBRIDGE) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |