JPH081968B2 - セラミック超電導装置 - Google Patents
セラミック超電導装置Info
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- JPH081968B2 JPH081968B2 JP63117471A JP11747188A JPH081968B2 JP H081968 B2 JPH081968 B2 JP H081968B2 JP 63117471 A JP63117471 A JP 63117471A JP 11747188 A JP11747188 A JP 11747188A JP H081968 B2 JPH081968 B2 JP H081968B2
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- superconducting
- ceramic
- superconductor
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- 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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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、セラミック超電導材料を用いた電気回路の
基本論理素子を構成するセラミック超電導装置に関する
ものである。
基本論理素子を構成するセラミック超電導装置に関する
ものである。
＜従来の技術＞ 超電導材料を用いた論理回路素子として、ジヨセフソ
ン素子が知られており、このジヨセフソン素子は、ニオ
ブや鉛の合金よりなる超電導材料の間に極めて薄い絶縁
膜を挾んだ構造である。
ン素子が知られており、このジヨセフソン素子は、ニオ
ブや鉛の合金よりなる超電導材料の間に極めて薄い絶縁
膜を挾んだ構造である。
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし上記したジヨセフソン素子の絶縁膜は数10Å程
度の薄膜が必要であるが、この絶縁膜を作製するために
は高度の薄膜製造技術が要求され、生産が困難であっ
た。またジヨセフソン素子は動作速度が極めて速いこと
が技術上の利点として挙げられるが、反面その出力レベ
ルの変化は大きくないため、実用的な使用が困難な素子
であった。
度の薄膜が必要であるが、この絶縁膜を作製するために
は高度の薄膜製造技術が要求され、生産が困難であっ
た。またジヨセフソン素子は動作速度が極めて速いこと
が技術上の利点として挙げられるが、反面その出力レベ
ルの変化は大きくないため、実用的な使用が困難な素子
であった。
本出願人は、上記の点に鑑みて、先に、上記したジヨ
セフソン素子よりなる論理回路素子の有する問題点を除
去した新規な超電導装置、即ち製造が容易で、かつ動作
特性が優れ、しかもAND,OR,XOR（イクスクルーシブオ
ア）の論理演算が可能なセラミック超電導装置を特願昭
63−29526として提案している。
セフソン素子よりなる論理回路素子の有する問題点を除
去した新規な超電導装置、即ち製造が容易で、かつ動作
特性が優れ、しかもAND,OR,XOR（イクスクルーシブオ
ア）の論理演算が可能なセラミック超電導装置を特願昭
63−29526として提案している。
本発明は、同様の装置において、さらにNOT（インバ
ーター）の論理演算の可能な超電導装置を提案すること
を目的としたものであり、NOTの論理演算と、先に提案
したAND,OR,XORにより論理演算の基本要素が揃い、全て
の演算が可能になる。
ーター）の論理演算の可能な超電導装置を提案すること
を目的としたものであり、NOTの論理演算と、先に提案
したAND,OR,XORにより論理演算の基本要素が揃い、全て
の演算が可能になる。
＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、本発明のセラミック超電
導装置は、少なくとも一対の電極を備えたセラミック超
電導体と、上記のセラミック超電導体の近傍に設けられ
た電流を流す第１及び第２の導体とを備え、上記第１の
導体に常に一定の電流を流しておくことにより発生する
一定磁界を上記のセラミック超電導体と常に作用せしめ
た状態で、上記の第２の導体に流す電流により発生する
磁界を上記のセラミック超電導体と作用せしめるように
構成している。
導装置は、少なくとも一対の電極を備えたセラミック超
電導体と、上記のセラミック超電導体の近傍に設けられ
た電流を流す第１及び第２の導体とを備え、上記第１の
導体に常に一定の電流を流しておくことにより発生する
一定磁界を上記のセラミック超電導体と常に作用せしめ
た状態で、上記の第２の導体に流す電流により発生する
磁界を上記のセラミック超電導体と作用せしめるように
構成している。
即ち、本発明はセラミック系よりなる超電導材料の結
晶粒界に存在する弱結合を利用するものであって、超電
導体に平行または交差しても２本の導体を配置し、これ
らの導体に流す電流によって発生する磁界が上記の超電
導体に影響を及ぼすように構成したものである。
晶粒界に存在する弱結合を利用するものであって、超電
導体に平行または交差しても２本の導体を配置し、これ
らの導体に流す電流によって発生する磁界が上記の超電
導体に影響を及ぼすように構成したものである。
上記の超電導体は、好ましい実施例にあってはY1Ba2C
u3O7-Xよりなるセラミック超電導体膜であり、一方向に
長く形成し、この超電導体膜に平行もしくは交差して２
本の電流導体を配置している。
u3O7-Xよりなるセラミック超電導体膜であり、一方向に
長く形成し、この超電導体膜に平行もしくは交差して２
本の電流導体を配置している。
また上記のセラミック超電導体と電流を流す２本の導
体を同一基板上に設けてなるように構成しており、更に
上記のセラミック超電導体と電流を流す２本の導体を絶
縁物を介して積層状態に設けるようになしても良く、ま
た上記のセラミック超電導体と電流を流す２本の導体と
は近接して平行に配置しても良く、あるいはお互に交差
させるように配置しても良い。
体を同一基板上に設けてなるように構成しており、更に
上記のセラミック超電導体と電流を流す２本の導体を絶
縁物を介して積層状態に設けるようになしても良く、ま
た上記のセラミック超電導体と電流を流す２本の導体と
は近接して平行に配置しても良く、あるいはお互に交差
させるように配置しても良い。
また本発明の他の好ましい実施例にあっては一つのセ
ラミック超電導体の両側にそれぞれ一つづつの独立した
電流を流す導体を設けるように構成している。
ラミック超電導体の両側にそれぞれ一つづつの独立した
電流を流す導体を設けるように構成している。
また、本発明のセラミック超電導装置を使用するにあ
たっては、セラミック超電導体の近傍に設けた２つの導
体の、第１の導体に常に一定の電流を流し発生する一定
磁界をセラミック超電導体に常に作用させた状態で、第
２の導体に第１の導体によって発生した磁界と逆の極性
の磁界がセラミック超電導体に作用するように電流を流
すことにより、セラミック超電導体に設けた一対の電極
より論理出力を得るようにして論理回路素子を構成して
いる。
たっては、セラミック超電導体の近傍に設けた２つの導
体の、第１の導体に常に一定の電流を流し発生する一定
磁界をセラミック超電導体に常に作用させた状態で、第
２の導体に第１の導体によって発生した磁界と逆の極性
の磁界がセラミック超電導体に作用するように電流を流
すことにより、セラミック超電導体に設けた一対の電極
より論理出力を得るようにして論理回路素子を構成して
いる。
＜作 用＞ セラミック超電導体の結晶粒界は、微弱な磁界で破ら
れ、超電導体は超電導状態から抵抗体に変化することを
本出願人は見出し、特願昭62−233369号「超電導磁気抵
抗システム」として提案しているが、本発明は、この現
象を利用したもので、超電導体に平行あるいは交差して
配置した導体に流れる電流によって発生する磁界を超電
導体に作用させ、超電導体が超電導状態と通常の抵抗体
に変化する状態を検出するようにしたものである。
れ、超電導体は超電導状態から抵抗体に変化することを
本出願人は見出し、特願昭62−233369号「超電導磁気抵
抗システム」として提案しているが、本発明は、この現
象を利用したもので、超電導体に平行あるいは交差して
配置した導体に流れる電流によって発生する磁界を超電
導体に作用させ、超電導体が超電導状態と通常の抵抗体
に変化する状態を検出するようにしたものである。
更に詳細に説明すると、セラミック系の粒子よりなる
結晶粒界を有する超電導材料よりなる素子は、磁界が印
加されない場合には、第11図に示すように、素子の示す
電気抵抗R0は完全に零の値を示すが、ある臨界磁界HCを
加えると突然素子は電気抵抗を示し、印加磁界の増大と
ともに、電気抵抗が急激に増大する新しい現象を本出願
人は先に見出して上記した特許出願をしているが、この
素子の初期抵抗R0に対する抵抗の変化ΔＲの比、ΔR/R0
は無限大となって、従来の磁気抵抗素子とは比較になら
ない高性能を示す素子である。
結晶粒界を有する超電導材料よりなる素子は、磁界が印
加されない場合には、第11図に示すように、素子の示す
電気抵抗R0は完全に零の値を示すが、ある臨界磁界HCを
加えると突然素子は電気抵抗を示し、印加磁界の増大と
ともに、電気抵抗が急激に増大する新しい現象を本出願
人は先に見出して上記した特許出願をしているが、この
素子の初期抵抗R0に対する抵抗の変化ΔＲの比、ΔR/R0
は無限大となって、従来の磁気抵抗素子とは比較になら
ない高性能を示す素子である。
即ち、最近多くの研究機関で進められているセラミッ
ク超電導体の研究の方向は、臨界温度（TC）、臨界磁界
（HC）、臨界電流（IC）の向上を図ることにあるが、本
出願人も上記セラミック超電導体について種々研究した
ところ、この超電導材料のある種のもの（超電導材料の
粒子間に弱結合状態を持つもの）が上記第７図に示すよ
うに極めて弱い磁界（数ガウス）で弱結合の超電導状態
が破れて電気抵抗を示し、印加磁界の強さとともに急激
に増加することを見出し、この低い臨界磁界現象を用い
て新規な論理回路素子として動作するセラミック超電導
装置を創案したものである。
ク超電導体の研究の方向は、臨界温度（TC）、臨界磁界
（HC）、臨界電流（IC）の向上を図ることにあるが、本
出願人も上記セラミック超電導体について種々研究した
ところ、この超電導材料のある種のもの（超電導材料の
粒子間に弱結合状態を持つもの）が上記第７図に示すよ
うに極めて弱い磁界（数ガウス）で弱結合の超電導状態
が破れて電気抵抗を示し、印加磁界の強さとともに急激
に増加することを見出し、この低い臨界磁界現象を用い
て新規な論理回路素子として動作するセラミック超電導
装置を創案したものである。
上記第７図に示したような磁界の印加に対する電気抵
抗の変化特性は、セラミックス系の超電導材料が多くの
超電導体微粒子より構成される結晶体で、その粒子境界
に極めて薄い絶縁物あるいは抵抗体が存在し、または、
粒子間の接触部分がポイント状態になる、即ち、粒界と
粒界が点状の接触をなしている等、いわゆる超電導の弱
結合状態にあり、超電導状態では、トンネル効果等によ
り、電子が自由に移動して電気抵抗零を示す。つまりセ
ラミック系等の多結晶の弱結合状態にある超電導材料は
第８図に示すように等価的には無数のジヨセフソン結合
121,121,…の集合体とみなすことが出来る。
抗の変化特性は、セラミックス系の超電導材料が多くの
超電導体微粒子より構成される結晶体で、その粒子境界
に極めて薄い絶縁物あるいは抵抗体が存在し、または、
粒子間の接触部分がポイント状態になる、即ち、粒界と
粒界が点状の接触をなしている等、いわゆる超電導の弱
結合状態にあり、超電導状態では、トンネル効果等によ
り、電子が自由に移動して電気抵抗零を示す。つまりセ
ラミック系等の多結晶の弱結合状態にある超電導材料は
第８図に示すように等価的には無数のジヨセフソン結合
121,121,…の集合体とみなすことが出来る。
このような材料に磁界を印加すると、磁界の影響によ
り、ジヨセフソン結合121,121,…の超電導性が破れ、即
ち、弱磁界の印加によって超電導の弱結合状態が破れ
て、素子は電気抵抗を示すようになり、磁界の強さの増
大と共に電気抵抗は増大する。
り、ジヨセフソン結合121,121,…の超電導性が破れ、即
ち、弱磁界の印加によって超電導の弱結合状態が破れ
て、素子は電気抵抗を示すようになり、磁界の強さの増
大と共に電気抵抗は増大する。
この性質は上記原理からも明らかなように、結晶粒界
はランダムに配置されているため、印加する磁界の方向
には依存せずに、磁界の強さの絶体値によって定まるも
のである。
はランダムに配置されているため、印加する磁界の方向
には依存せずに、磁界の強さの絶体値によって定まるも
のである。
＜実施例＞ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図である。
第１図において、１はセラミック超電導体3,この超電
導体３の両端近傍に設けられた一対の電流電極21,21及
びこの電極21,21の中間位置に設けられた電圧電極22,22
よりなる超電導磁気センサであり、5,6はそれぞれこの
超電導磁気センサ１の近傍に平行状態に設けられた第１
及び第２導体であり、上記の超電導磁気センサ１及び導
体5,6は共通の基板７上に形成されている。
導体３の両端近傍に設けられた一対の電流電極21,21及
びこの電極21,21の中間位置に設けられた電圧電極22,22
よりなる超電導磁気センサであり、5,6はそれぞれこの
超電導磁気センサ１の近傍に平行状態に設けられた第１
及び第２導体であり、上記の超電導磁気センサ１及び導
体5,6は共通の基板７上に形成されている。
次に、上記第１図に示した装置の作製方法について詳
細に説明する。
細に説明する。
まず、本装置に用いられるセラミック超電導体膜の磁
気センサを作製するために、第６図に示す成膜装置にお
いて、基板７を安定化ジルコニアとし、ヒーター９で基
板温度を400℃に保ちながら、Ｙ（NO3）３・6H2O,Ba（N
O3）2,Cu（NO3）２・3H2OをY1Ba2Cu3O7-Xとなる様所定
量秤量し、硝酸塩水溶液を噴射装置11から断続的に、基
板７に向けて、膜厚５μｍの一様な膜となる様に成膜
し、その後950℃で60分間と、500℃で10時間の空気中ア
ニールを行った。この様にして作製したセラミック超電
導体膜の臨界温度は、抵抗が100Kから下がりはじめ、83
Kで完全に抵抗零を示している。
気センサを作製するために、第６図に示す成膜装置にお
いて、基板７を安定化ジルコニアとし、ヒーター９で基
板温度を400℃に保ちながら、Ｙ（NO3）３・6H2O,Ba（N
O3）2,Cu（NO3）２・3H2OをY1Ba2Cu3O7-Xとなる様所定
量秤量し、硝酸塩水溶液を噴射装置11から断続的に、基
板７に向けて、膜厚５μｍの一様な膜となる様に成膜
し、その後950℃で60分間と、500℃で10時間の空気中ア
ニールを行った。この様にして作製したセラミック超電
導体膜の臨界温度は、抵抗が100Kから下がりはじめ、83
Kで完全に抵抗零を示している。
次に、このセラミック高温超電導体を50μｍ幅，長さ
30mmに加工して超電導体３とするために、レジストを塗
布し、通常のフォトリソグラフィ工程にて細いストライ
プ状に加工し超電導磁気センサ１の超電導体部分を作製
した。このセラミック高温超電導体はリン酸系エッチン
グ液で容易に加工することが出来た。
30mmに加工して超電導体３とするために、レジストを塗
布し、通常のフォトリソグラフィ工程にて細いストライ
プ状に加工し超電導磁気センサ１の超電導体部分を作製
した。このセラミック高温超電導体はリン酸系エッチン
グ液で容易に加工することが出来た。
次に第１図に示す電極21,22及び磁界を発生させるた
めの導体5,6を作製するため、再びフォトリソグラフィ
工程とリフトオフ法により、Ti蒸着膜による配線パター
ンを形成し、第１図に示す本発明のセラミック超電導装
置を作製した。
めの導体5,6を作製するため、再びフォトリソグラフィ
工程とリフトオフ法により、Ti蒸着膜による配線パター
ンを形成し、第１図に示す本発明のセラミック超電導装
置を作製した。
本発明に用いたセラミック超電導磁気センサ１は、粒
界に介在する絶縁層やポイントコンタクトが弱結合にな
り、ジヨセフソン接合の集合体と考えられ、印加磁界と
電気抵抗の関係は第２図に示す様に、抵抗零の状態から
ある磁界において突然抵抗が現われ、しかもその抵抗の
変化は極めて大きい。また突然抵抗が現われる磁界の大
きさ（閾値）は、このセラミック超電導磁気センサ１に
流す定電流の大きさによって制御することが出来る。
界に介在する絶縁層やポイントコンタクトが弱結合にな
り、ジヨセフソン接合の集合体と考えられ、印加磁界と
電気抵抗の関係は第２図に示す様に、抵抗零の状態から
ある磁界において突然抵抗が現われ、しかもその抵抗の
変化は極めて大きい。また突然抵抗が現われる磁界の大
きさ（閾値）は、このセラミック超電導磁気センサ１に
流す定電流の大きさによって制御することが出来る。
一方、第１図に示すTi膜から構成してなる導体５に端
子e,fを介して10mAの電流を流すと、距離50μｍの所で
は、0.4ガウスの磁界を得ることが出来る。したがっ
て、第２図に示す超電導磁気センサの特性から分るよう
に、本センサ１に端子ａ−ｂを介して2mAの定電流を流
し、0.4ガウスの磁界を作用させた場合、20μＶの出力
を得ることが出来る。
子e,fを介して10mAの電流を流すと、距離50μｍの所で
は、0.4ガウスの磁界を得ることが出来る。したがっ
て、第２図に示す超電導磁気センサの特性から分るよう
に、本センサ１に端子ａ−ｂを介して2mAの定電流を流
し、0.4ガウスの磁界を作用させた場合、20μＶの出力
を得ることが出来る。
以上の実験結果から、第１図に示す構造において、導
体６と導体５及び超電導磁気センサ１の各各の中心間距
離を50μｍとし、また各々の幅を30μm,30μｍ及び50μ
ｍにパターン形成した。
体６と導体５及び超電導磁気センサ１の各各の中心間距
離を50μｍとし、また各々の幅を30μm,30μｍ及び50μ
ｍにパターン形成した。
上記のような構成において、少なくとも超電導磁気セ
ンサ１を83K以下の温度に冷却した状態において、導体
５及び６に電流を流さず、超電導磁気センサ１に磁界が
加わらないときは、端子a,bを介してセンサ１に電流を
流しても超電導状態のため、端子c,d間に出力電圧は現
われないが、端子e,fを介して導体５に10mAの定電流Ｉ
を流すことにより、その電流の作る磁界が超電導体３の
超電導状態を破って抵抗性を示すので、電流Ｉに対応し
て端子c,d間に出力電圧として20μＶの出力が得られ
た。なお、このとき超電導磁気センサ１の端子a,b間の
定電流は2mAとしていた。
ンサ１を83K以下の温度に冷却した状態において、導体
５及び６に電流を流さず、超電導磁気センサ１に磁界が
加わらないときは、端子a,bを介してセンサ１に電流を
流しても超電導状態のため、端子c,d間に出力電圧は現
われないが、端子e,fを介して導体５に10mAの定電流Ｉ
を流すことにより、その電流の作る磁界が超電導体３の
超電導状態を破って抵抗性を示すので、電流Ｉに対応し
て端子c,d間に出力電圧として20μＶの出力が得られ
た。なお、このとき超電導磁気センサ１の端子a,b間の
定電流は2mAとしていた。
導体５に常に流しておく電流I1,導体６に流す電流I2
を逆方向とし、導体５に常に流しておく電流I1により超
電導体３に作用する磁界の強さをH1,導体６に流した電
流I2により超電導体３に作用する磁界の強さをH2,超電
導磁気センサ１の所定の定電流を流している状態での臨
界磁界の強さをH0とする。このとき、導体５による強さ
がH1の磁界と導体６による強さがH2の磁界とは逆極性で
ある。
を逆方向とし、導体５に常に流しておく電流I1により超
電導体３に作用する磁界の強さをH1,導体６に流した電
流I2により超電導体３に作用する磁界の強さをH2,超電
導磁気センサ１の所定の定電流を流している状態での臨
界磁界の強さをH0とする。このとき、導体５による強さ
がH1の磁界と導体６による強さがH2の磁界とは逆極性で
ある。
ここで、 H1＞H0,|H1−H2|＜H0 ……（１） の条件のとき、導体５には常に電流を流しておいた状態
で、導体６に電流を流さないときは端子cd間に電圧が発
生し、電流を流したときだけ電圧が発生しない。すなわ
ち、第３図に示すような論理出力が得られ、NOT（イン
バーター）の論理出力となる。
で、導体６に電流を流さないときは端子cd間に電圧が発
生し、電流を流したときだけ電圧が発生しない。すなわ
ち、第３図に示すような論理出力が得られ、NOT（イン
バーター）の論理出力となる。
例えば電流I1として常に10mA流しておいた状態で、電
流I2として25mAの電流を導体６に流すと、電流I2が流れ
ていない期間のみ端子cd間に20μＶの出力電圧が得られ
た。
流I2として25mAの電流を導体６に流すと、電流I2が流れ
ていない期間のみ端子cd間に20μＶの出力電圧が得られ
た。
なお、上記の実施例にあっては電流値I1及びI2の値を
適宜選定するようになしているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば導体５及び６に流す電流値
I1及びI2を等しくかつ一定の値とし、超電導体３と導体
５または導体６の間隔を適宜選定して、上記（１）式を
満足する位置に導体５及び６を設けるようになしても良
い。
適宜選定するようになしているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば導体５及び６に流す電流値
I1及びI2を等しくかつ一定の値とし、超電導体３と導体
５または導体６の間隔を適宜選定して、上記（１）式を
満足する位置に導体５及び６を設けるようになしても良
い。
また、本発明の装置を作製する場合、上記した方法に
限定されるものではなく、導体5,6または超電導磁気セ
ンサ１をスパッタやMOCVDあるいは電子ビーム法等によ
る超電導薄膜で作成しても同様に結果を得ることが出
来、また加工形状の微細化をも期待することが出来る。
特に導体５及び６を超電導薄膜で形成した場合、超電導
磁気センサ１の超電導体３と同時に形成することが出
来、装置の作製工程が簡単化されることになる。
限定されるものではなく、導体5,6または超電導磁気セ
ンサ１をスパッタやMOCVDあるいは電子ビーム法等によ
る超電導薄膜で作成しても同様に結果を得ることが出
来、また加工形状の微細化をも期待することが出来る。
特に導体５及び６を超電導薄膜で形成した場合、超電導
磁気センサ１の超電導体３と同時に形成することが出
来、装置の作製工程が簡単化されることになる。
また、本発明の実施例に用いたセラミック高温超電導
体膜はY1Ba2Cu3O7-Xとしたが、粒界を有するものであれ
ば、他の成分の高温超電体を用いても同様の結果が得ら
れることは言うまでもない。
体膜はY1Ba2Cu3O7-Xとしたが、粒界を有するものであれ
ば、他の成分の高温超電体を用いても同様の結果が得ら
れることは言うまでもない。
また超電導体３と導体5,6の配置関係は上記の実施例
に限定されるものではなく、第４図に示すように超電導
体３の両側に導体５及び６を配置しても良い。更に超電
導磁気センサの上にポリイミド樹脂やSiO2等の保護膜を
形成した上に導体５及び６を形成しても同様の作用効果
が得られる。更にこの場合、第５図（ａ）及び（ｂ）に
示すように、ポリイミド膜やSiO2等の保護膜10を介し
て、超電導体３と導体５及び６を交差（例えば直交）す
るように積層配置しても良いことは言うまでもない。
に限定されるものではなく、第４図に示すように超電導
体３の両側に導体５及び６を配置しても良い。更に超電
導磁気センサの上にポリイミド樹脂やSiO2等の保護膜を
形成した上に導体５及び６を形成しても同様の作用効果
が得られる。更にこの場合、第５図（ａ）及び（ｂ）に
示すように、ポリイミド膜やSiO2等の保護膜10を介し
て、超電導体３と導体５及び６を交差（例えば直交）す
るように積層配置しても良いことは言うまでもない。
また、導体の配置関係は上記各実施例に限定されるも
のではない。
のではない。
＜発明の効果＞ 以上のように本発明によれば、従来のように極めて薄
い絶縁層を人工的に作製するジヨセフソン接合を用い
ず、セラミック超電導体に自然に介在する弱結合を利用
した超電導磁気センサを用いた論理回路処理に係わるも
のであり、導体の配置関係は上記した実施例のように平
面的に行なうことが出来る特徴を有すると共に、本発明
において用いる超電導磁気センサは磁界方向に特性依存
がなく、ジヨセフソン接合形成工程を省略することが出
来るため、ポリイミド等の樹脂やSiO2等を保護膜とした
上に導体を容易に数多く作製することも可能となる。
い絶縁層を人工的に作製するジヨセフソン接合を用い
ず、セラミック超電導体に自然に介在する弱結合を利用
した超電導磁気センサを用いた論理回路処理に係わるも
のであり、導体の配置関係は上記した実施例のように平
面的に行なうことが出来る特徴を有すると共に、本発明
において用いる超電導磁気センサは磁界方向に特性依存
がなく、ジヨセフソン接合形成工程を省略することが出
来るため、ポリイミド等の樹脂やSiO2等を保護膜とした
上に導体を容易に数多く作製することも可能となる。
本発明によってNOT（インバーター）の論理演算が可
能になり、また先に提案した発明であるセラミック超電
導装置（特願昭63−29526）のAND,OR,XORと組み合わせ
ることにより （AND−NOT）＝NAND, （OR−NOT）＝NOR, （XOR−NOT）＝XNOR, となり全ての論理演算が可能になる。
能になり、また先に提案した発明であるセラミック超電
導装置（特願昭63−29526）のAND,OR,XORと組み合わせ
ることにより （AND−NOT）＝NAND, （OR−NOT）＝NOR, （XOR−NOT）＝XNOR, となり全ての論理演算が可能になる。
第１図は本発明のセラミック超電導装置の一実施例の構
成を示す平面図、第２図はセラミック超電導センサの特
性の一例を示す図、第３図は導体に流す電流による超電
導センサの出力応答を示す図、第４図は本発明のセラミ
ック超電導装置の更に他の実施例の構成を示す平面図、
第５図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の更に他の実
施例の構成を示す平面図及び断面図、第６図は本発明の
実施例装置の作製に用いたセラミック超電導膜の作製装
置の概略構成を示す図、第７図は超電導磁気センサの特
性の一例を示す図、第８図は超電導磁気センサの等価回
路を示す図である。 １……超電導磁気センサ、21,21……電流電極、22,22…
…電圧電極、３……超電導体、５……第１の導体、６…
…第２の導体。
成を示す平面図、第２図はセラミック超電導センサの特
性の一例を示す図、第３図は導体に流す電流による超電
導センサの出力応答を示す図、第４図は本発明のセラミ
ック超電導装置の更に他の実施例の構成を示す平面図、
第５図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の更に他の実
施例の構成を示す平面図及び断面図、第６図は本発明の
実施例装置の作製に用いたセラミック超電導膜の作製装
置の概略構成を示す図、第７図は超電導磁気センサの特
性の一例を示す図、第８図は超電導磁気センサの等価回
路を示す図である。 １……超電導磁気センサ、21,21……電流電極、22,22…
…電圧電極、３……超電導体、５……第１の導体、６…
…第２の導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋爪 信郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−127645（ＪＰ，Ａ) 笛木和雄・北沢宏一編「酸化物超電導体 の化学」（昭和63−４−10）講談社ｐｐ. 227〜231
Claims (1)
- 【請求項１】強さがH0の極めて弱い磁界によって超電導
体微粒子間の弱結合の超電導状態が破れて電気抵抗を示
す磁気抵抗特性をもつセラミック超電導素子と、 常に一定の電流を流し発生する一定強度の強さがH1の磁
界を前記セラミック超電導素子に常に作用させた状態に
する第１の導体と、 電流が流されて前記第１の導体によって発生する強さが
H1の磁界と逆の極性の強さがH2の磁界を前記セラミック
超電導体に作用させる第２の導体とを備え、 磁界の強さH0、磁界の強さH1、及び磁界の強さH2が、 H1＞H0、|H1−H2|＜H0 となる条件を満たし、インバーターの論理演算機能を有
するセラミック超電導装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117471A JPH081968B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | セラミック超電導装置 |
| CN89101727A CN1054471C (zh) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | 超导逻辑器件 |
| EP89301279A EP0328398B1 (en) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Superconductive logic device |
| DE89301279T DE68906044T2 (de) | 1988-02-10 | 1989-02-10 | Supraleitende logische vorrichtung. |
| US07/983,290 US5298485A (en) | 1988-02-10 | 1992-11-30 | Superconductive logic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117471A JPH081968B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | セラミック超電導装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01287976A JPH01287976A (ja) | 1989-11-20 |
| JPH081968B2 true JPH081968B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=14712508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63117471A Expired - Lifetime JPH081968B2 (ja) | 1988-02-10 | 1988-05-13 | セラミック超電導装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081968B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54127645A (en) * | 1978-03-28 | 1979-10-03 | Fujitsu Ltd | Full subtractor using josephson logic gate |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63117471A patent/JPH081968B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 笛木和雄・北沢宏一編「酸化物超電導体の化学」（昭和６３−４−１０）講談社ｐｐ．２２７〜２３１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01287976A (ja) | 1989-11-20 |
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