JPS5837704B2 - 超伝導体点接触形ジヨセフソン素子 - Google Patents
超伝導体点接触形ジヨセフソン素子Info
- Publication number
- JPS5837704B2 JPS5837704B2 JP54089697A JP8969779A JPS5837704B2 JP S5837704 B2 JPS5837704 B2 JP S5837704B2 JP 54089697 A JP54089697 A JP 54089697A JP 8969779 A JP8969779 A JP 8969779A JP S5837704 B2 JPS5837704 B2 JP S5837704B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconductor
- electrode
- point
- contact type
- needle
- 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
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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
- H10N60/12—Josephson-effect devices
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超伝導体電極に、針状超伝導体電極の尖端を
点接触させてL・る構成を有する、超伝導体点接触形ジ
ョセフソン素子の改良に関する。
点接触させてL・る構成を有する、超伝導体点接触形ジ
ョセフソン素子の改良に関する。
従来、良く知られてし・る超伝導体点接触形ジョセフソ
ン素子は、第1図に示すような、超伝導体線体1の遊端
面を、平らな被接触面2に形成してL・る構成を有する
超伝導体電極3と、超伝導体線体4の遊端を、尖端5を
有する針状部6に形成している構成を有する針状超伝導
体電極7とを有し、その超伝導体電極3の被接触面2に
、針状超伝導体電極7の尖端5が、点接触せしめられて
いる構成を有する。
ン素子は、第1図に示すような、超伝導体線体1の遊端
面を、平らな被接触面2に形成してL・る構成を有する
超伝導体電極3と、超伝導体線体4の遊端を、尖端5を
有する針状部6に形成している構成を有する針状超伝導
体電極7とを有し、その超伝導体電極3の被接触面2に
、針状超伝導体電極7の尖端5が、点接触せしめられて
いる構成を有する。
ところで、第1図に示すような、超伝導体点接触形ジョ
セフソン素子は、その超伝導体電極3及び針状超伝導体
電極7の転移温度が高L・程、また、超伝導体電極3に
針状超伝導体電極7の尖端5が点接触してL・る接触面
積が、小である程、良好な特性を呈するものである。
セフソン素子は、その超伝導体電極3及び針状超伝導体
電極7の転移温度が高L・程、また、超伝導体電極3に
針状超伝導体電極7の尖端5が点接触してL・る接触面
積が、小である程、良好な特性を呈するものである。
この意味にお(・て、超伝導体電極3及び針状超伝導体
電極7が、現在最も高い転移温度を呈するとされてL・
るNb3Geであるのが望まい・。
電極7が、現在最も高い転移温度を呈するとされてL・
るNb3Geであるのが望まい・。
また、針状超伝導体電極7の尖端5が、数μm以下、望
ましくは、lμm以下のような、極めて小さ(・曲率半
径を有するのが望まし(・。
ましくは、lμm以下のような、極めて小さ(・曲率半
径を有するのが望まし(・。
然し乍ら、Nb3Geでなる超伝導体は、基体上に、化
学気相堆積法、スパッタリング法、蒸着法等によって、
所期の高(・転移温度を呈するものとして、層状に得る
ことが出来るとしても、線状に得ることは極めて困難で
、事実その例をみなL・ものである。
学気相堆積法、スパッタリング法、蒸着法等によって、
所期の高(・転移温度を呈するものとして、層状に得る
ことが出来るとしても、線状に得ることは極めて困難で
、事実その例をみなL・ものである。
このため、第1図で上述した構成を有する、従来の超伝
導体点接触形ジョセフソン素子は、その超伝導体電極3
及び針状超伝導体電極7が、NbsGeより低L・転移
温度しか呈しなL・、超伝導体材料、例えばNbでなる
のを普通として℃・た。
導体点接触形ジョセフソン素子は、その超伝導体電極3
及び針状超伝導体電極7が、NbsGeより低L・転移
温度しか呈しなL・、超伝導体材料、例えばNbでなる
のを普通として℃・た。
また、針状超伝導体電極7が、Nb3Geより低L・転
移温度しか呈しなL・、超伝導体材料でなる超伝導体線
体を予め得、そして、その遊端を、機械エッチンク、化
学エッチング、イオンエッチング等によるエッチング加
工して得られてL・る、ものであるのを普通としてL・
た。
移温度しか呈しなL・、超伝導体材料でなる超伝導体線
体を予め得、そして、その遊端を、機械エッチンク、化
学エッチング、イオンエッチング等によるエッチング加
工して得られてL・る、ものであるのを普通としてL・
た。
従って、第1図で上述した従来の超伝導体点接触形ジョ
セフソン素子は、その超伝導体電極3及び針状超伝導体
電極7が、Nb3Geより低い転移温度しか呈しな℃・
超伝導体材料であるため、十分満足し得る特性を呈する
ものでなかった。
セフソン素子は、その超伝導体電極3及び針状超伝導体
電極7が、Nb3Geより低い転移温度しか呈しな℃・
超伝導体材料であるため、十分満足し得る特性を呈する
ものでなかった。
また、針状超伝導体電極7が、超伝導体線状体を予め得
、そして、それをエッチング加工して得られて(・るも
のであるので、超伝導体点接触形ジョセフソン素子を、
容易に製ることか出来な(・等の欠点を有してL・た。
、そして、それをエッチング加工して得られて(・るも
のであるので、超伝導体点接触形ジョセフソン素子を、
容易に製ることか出来な(・等の欠点を有してL・た。
このため、本発明者等は種々の実験をなしたところ、適
当な基体上に、化学気相堆積法によって、N b s
Geでなる超伝導体層を堆積或長させた場合、そのN
b3 G eでなる超伝導体層が、高L・転移温度を呈
するものとして得られ、従って、そのNb3G+でなる
超伝導体層を、超伝導体点接触形ジョセフソン素子を構
成する超伝導体電極とし得ることを確認した。
当な基体上に、化学気相堆積法によって、N b s
Geでなる超伝導体層を堆積或長させた場合、そのN
b3 G eでなる超伝導体層が、高L・転移温度を呈
するものとして得られ、従って、そのNb3G+でなる
超伝導体層を、超伝導体点接触形ジョセフソン素子を構
成する超伝導体電極とし得ることを確認した。
また、このようにして得られる、高い転移温度を呈する
Nb3Geでなる超伝導体層が、第2図に示すように、
その表面に、多数のNb3Geでなる針状体を形成して
L・るものとして得られ、そして、その多数のNb3G
eでなる針状体中には、尖端が数μm以下、更には1μ
m以下のような、極めて小さな曲率半径を有するものが
存在し、従って、高℃・転移温度を呈するNb3Geで
なる超伝導体層を、その極めて小なる曲率半径を有する
針状超伝導体電極の尖端としてL・る態様を以て、超伝
導体点接触形ジョセフソン素子を構成して℃・る針状超
伝導体電極とし得る、ことも確認した。
Nb3Geでなる超伝導体層が、第2図に示すように、
その表面に、多数のNb3Geでなる針状体を形成して
L・るものとして得られ、そして、その多数のNb3G
eでなる針状体中には、尖端が数μm以下、更には1μ
m以下のような、極めて小さな曲率半径を有するものが
存在し、従って、高℃・転移温度を呈するNb3Geで
なる超伝導体層を、その極めて小なる曲率半径を有する
針状超伝導体電極の尖端としてL・る態様を以て、超伝
導体点接触形ジョセフソン素子を構成して℃・る針状超
伝導体電極とし得る、ことも確認した。
更に、高い転移温度を呈するNb3Geでなる超伝導体
層の表面は、これを、機械的または化学的研磨手段によ
って、平坦にし得、従って、高い転移温度を呈するNb
3Geでなる超伝導体層を、超伝導体点接触形ジョセフ
ノン素子を構成している針状超伝導体電極の点接触せし
められる超伝導体電極とし得ることも確認した。
層の表面は、これを、機械的または化学的研磨手段によ
って、平坦にし得、従って、高い転移温度を呈するNb
3Geでなる超伝導体層を、超伝導体点接触形ジョセフ
ノン素子を構成している針状超伝導体電極の点接触せし
められる超伝導体電極とし得ることも確認した。
なお、第2図に示されている超伝導体層は、第3図に示
すように、反応炉11内に、治具12にて支持されてな
る、Cu,Mo,Ti等の金属材、アルミナ等のセラミ
ック材でなる基体13を配し、そして、その反応炉11
内に、Nb塩化ガスとGe塩化ガスと、H2 ガスとの
混合ガス14を、Nb塩化ガスとGe塩化ガスとの流量
比を2.5〜3.5にし、また、Nb塩化ガスとGe塩
化ガスとの混合ガスの流量を20〜80Ct/分にし、
さらにH2 ガスの流量を1〜2t/分にして、導入せ
しめると共に、HeガスまたはArガスでなるキヤリア
ガスを、10〜2 0 L/分の流量で導入せしめ、然
して、反応炉11内を、その周りに配されたヒーター1
5によって、850〜950℃の温度に加熱せしめ、こ
れにより、Nb塩化ガス及びGe塩化ガスをH2ガスに
て還元せしめ、そして基体130表面上に、Nb3Ge
でなる超伝導体層16を、上述したキャリアガスの流量
を上述した範囲内で調整して、1〜5μm/分の堆積速
度で、堆積成長せしめるとL・う、化学気相堆積法によ
って得られた、超伝導体層の一例が示されてL・るもの
である。
すように、反応炉11内に、治具12にて支持されてな
る、Cu,Mo,Ti等の金属材、アルミナ等のセラミ
ック材でなる基体13を配し、そして、その反応炉11
内に、Nb塩化ガスとGe塩化ガスと、H2 ガスとの
混合ガス14を、Nb塩化ガスとGe塩化ガスとの流量
比を2.5〜3.5にし、また、Nb塩化ガスとGe塩
化ガスとの混合ガスの流量を20〜80Ct/分にし、
さらにH2 ガスの流量を1〜2t/分にして、導入せ
しめると共に、HeガスまたはArガスでなるキヤリア
ガスを、10〜2 0 L/分の流量で導入せしめ、然
して、反応炉11内を、その周りに配されたヒーター1
5によって、850〜950℃の温度に加熱せしめ、こ
れにより、Nb塩化ガス及びGe塩化ガスをH2ガスに
て還元せしめ、そして基体130表面上に、Nb3Ge
でなる超伝導体層16を、上述したキャリアガスの流量
を上述した範囲内で調整して、1〜5μm/分の堆積速
度で、堆積成長せしめるとL・う、化学気相堆積法によ
って得られた、超伝導体層の一例が示されてL・るもの
である。
従って、此処に本発明による超伝導体点接触形ジョセフ
ソン素子を提案するに到ったもので、その一例は、第4
図に示すように、外観上、第1図で上述した従来の超伝
導体点接触形ジョセフノン素子の構戒を有するが、遊端
面が平らな端面21となされてなるCu,Mo,Ti等
の金属材、アルミナ等のセラミック材でなる基体線体2
2の外表面上に、前述した化学気相堆積法によって、N
b3Geでなる超伝導体23が形成され、その端面21
が、機械的または化学的研磨手段によって、平ら、な被
接触面24に形成されて(・る、と(・う構成の超伝導
体電極25を有する。
ソン素子を提案するに到ったもので、その一例は、第4
図に示すように、外観上、第1図で上述した従来の超伝
導体点接触形ジョセフノン素子の構戒を有するが、遊端
面が平らな端面21となされてなるCu,Mo,Ti等
の金属材、アルミナ等のセラミック材でなる基体線体2
2の外表面上に、前述した化学気相堆積法によって、N
b3Geでなる超伝導体23が形成され、その端面21
が、機械的または化学的研磨手段によって、平ら、な被
接触面24に形成されて(・る、と(・う構成の超伝導
体電極25を有する。
また、道端が尖端26を有する針状部27となされても
・る、上述した基体線体22と同様の材料でなる基体線
体28の外表面上に、前述した化学気相堆積法によって
、Nb3Geでなる超伝導体層29が、特にその尖端2
6に於ける表面に、数μm以下の極めて小さな曲率半径
を有する針状体(第4図には図示されてL・なt゛が、
第2図に示されて(・るような)を、尖端30として、
形成してL゛るものとして、形或されてL・る、と(゛
う構戒の針状超伝導体電極31を有する。
・る、上述した基体線体22と同様の材料でなる基体線
体28の外表面上に、前述した化学気相堆積法によって
、Nb3Geでなる超伝導体層29が、特にその尖端2
6に於ける表面に、数μm以下の極めて小さな曲率半径
を有する針状体(第4図には図示されてL・なt゛が、
第2図に示されて(・るような)を、尖端30として、
形成してL゛るものとして、形或されてL・る、と(゛
う構戒の針状超伝導体電極31を有する。
然して、上述した超伝導体電極25の被接触面24に、
針状超伝導体電極31の尖端30を、点接触させている
。
針状超伝導体電極31の尖端30を、点接触させている
。
なお、この場合、超伝導体層29の、基体線体28の尖
端26上における表面に、多数の針状体が形成されてL
・て、これらが、超伝導体電極25の被接触面24に、
共に接触する場合は、超伝導体層29に対する選択的エ
ッチング手段によって、その多数の針状体中の1つ、就
中多数の針状体中、曲率半径が小さく、且つ突出長の長
い1つを残して、他の針状体を除去すれば良L・もので
ある。
端26上における表面に、多数の針状体が形成されてL
・て、これらが、超伝導体電極25の被接触面24に、
共に接触する場合は、超伝導体層29に対する選択的エ
ッチング手段によって、その多数の針状体中の1つ、就
中多数の針状体中、曲率半径が小さく、且つ突出長の長
い1つを残して、他の針状体を除去すれば良L・もので
ある。
以上で、本発明による超伝導体点接触形ジョセフノン素
子の一例構成が明らかとなった。
子の一例構成が明らかとなった。
このような構成を有する本発明による超伝導体点接触形
ジョセフソン素子によれば、その超伝導体電極25及び
針状超伝導体電極31が、共にNbsGeでなり、そし
て、それ等が高い転移温度を有する。
ジョセフソン素子によれば、その超伝導体電極25及び
針状超伝導体電極31が、共にNbsGeでなり、そし
て、それ等が高い転移温度を有する。
また、針状超伝導体電極31の尖端30が、基体線体2
8上に化学気相堆積法によって形成された、Nb3Ge
でなる超伝導体層29の表面におげるNbsGeでなる
針状体であるので、その尖端30が、数μm以下の極め
て小さな曲率半径を有し、従って、超伝導体電極25の
被接触面24に、針状超伝導体電極31の尖端30が点
接触する接触面積が、十分小である。
8上に化学気相堆積法によって形成された、Nb3Ge
でなる超伝導体層29の表面におげるNbsGeでなる
針状体であるので、その尖端30が、数μm以下の極め
て小さな曲率半径を有し、従って、超伝導体電極25の
被接触面24に、針状超伝導体電極31の尖端30が点
接触する接触面積が、十分小である。
従って、上述した本発明による超伝導体点接触形ジョセ
フソン素子の一例構成によれば、超伝導体点接触形ジョ
セフソン素子として、十分満足し得る良好な特性を呈す
ると℃・5犬なる特徴を有する。
フソン素子の一例構成によれば、超伝導体点接触形ジョ
セフソン素子として、十分満足し得る良好な特性を呈す
ると℃・5犬なる特徴を有する。
また、針状超伝導体電極を、基体上に化学気相堆積法に
よって超伝導体層を形成する、とL・う簡単な手法で得
ることが出来るので、超伝導体点接触形ジョセフノン素
子を、廉価に提供し得る等の特徴も併せ有する。
よって超伝導体層を形成する、とL・う簡単な手法で得
ることが出来るので、超伝導体点接触形ジョセフノン素
子を、廉価に提供し得る等の特徴も併せ有する。
なお、上述におち・では、本発明の一例を示したに留ま
り、例えば、第4図で上述した構成において、その基体
線体28が、その遊端をして尖端26を有する針状部2
7となされていなL・、平らな端面を有する構成でなり
、従って、Nb3Geでなる針状超伝導体電極31の尖
端30が、このような基体線体28の平らな端面上に形
成されているNb3Geでなる超伝導体層290表面に
形成されてL・る針状体でなる、ことを除(・ては、上
述したと同様の構成とすることも出来る。
り、例えば、第4図で上述した構成において、その基体
線体28が、その遊端をして尖端26を有する針状部2
7となされていなL・、平らな端面を有する構成でなり
、従って、Nb3Geでなる針状超伝導体電極31の尖
端30が、このような基体線体28の平らな端面上に形
成されているNb3Geでなる超伝導体層290表面に
形成されてL・る針状体でなる、ことを除(・ては、上
述したと同様の構成とすることも出来る。
また、ある場合は、針状超伝導体電極31は、これを、
第4図で上述した構成とするが、その針状超伝導体電極
31が点接触する超伝導体電極25を、第1図で上述し
た構或の超伝導体電極に置換した構或とすることも出来
る。
第4図で上述した構成とするが、その針状超伝導体電極
31が点接触する超伝導体電極25を、第1図で上述し
た構或の超伝導体電極に置換した構或とすることも出来
る。
その他、本発明の精神を脱することなしに、種種の変型
変更をなし得るであろう。
変更をなし得るであろう。
第1図は、従来の超伝導体点接触形ジョセフソン素子を
示す略線的斜視図である。 第2図は、本発明による超伝導体点接触形ジョセフノン
素子の針状超伝導体電極の尖端の説明に供する電子顕微
鏡写真を以て示されてL゛る超伝導体薄層の表面を示す
図である。 第3図は、本発明による超伝導体点接触形ジョセフソン
素子の針状超伝導体電極を形或する方法を示す略線図で
ある。 第4図は、本発明による超伝導体点接触形ジョセフソン
素子の一例を示す略線的斜視図である。 21・・・・・・端面、22・・・・・・基体線体、2
3・・・・・備伝導体層、24・・・・・・被接触面、
26・・・・・・尖端、21・・・・・・針状部、28
・・・・・・基体線体、29・・・・・・超伝導体層、
30・・・・・・尖端、31・・・・・・針状超伝導体
電極。
示す略線的斜視図である。 第2図は、本発明による超伝導体点接触形ジョセフノン
素子の針状超伝導体電極の尖端の説明に供する電子顕微
鏡写真を以て示されてL゛る超伝導体薄層の表面を示す
図である。 第3図は、本発明による超伝導体点接触形ジョセフソン
素子の針状超伝導体電極を形或する方法を示す略線図で
ある。 第4図は、本発明による超伝導体点接触形ジョセフソン
素子の一例を示す略線的斜視図である。 21・・・・・・端面、22・・・・・・基体線体、2
3・・・・・備伝導体層、24・・・・・・被接触面、
26・・・・・・尖端、21・・・・・・針状部、28
・・・・・・基体線体、29・・・・・・超伝導体層、
30・・・・・・尖端、31・・・・・・針状超伝導体
電極。
Claims (1)
- 1 超伝導体電極に、針状超伝導体電極の尖端を点接触
させてL・る構成を有する超伝導体点接触形ジョセフソ
ン素子にお(・て、上記針状超伝導体電極の尖端が、基
体上に化学気相堆積法によって形成された、Nb3Ge
でなる超伝導体層の表面における、NbaGeでなる針
状体でなることを特徴とする超伝導体点接触形ジョセフ
ソン素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54089697A JPS5837704B2 (ja) | 1979-07-13 | 1979-07-13 | 超伝導体点接触形ジヨセフソン素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54089697A JPS5837704B2 (ja) | 1979-07-13 | 1979-07-13 | 超伝導体点接触形ジヨセフソン素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5613783A JPS5613783A (en) | 1981-02-10 |
| JPS5837704B2 true JPS5837704B2 (ja) | 1983-08-18 |
Family
ID=13977950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54089697A Expired JPS5837704B2 (ja) | 1979-07-13 | 1979-07-13 | 超伝導体点接触形ジヨセフソン素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837704B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018123965A1 (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 昭和電工株式会社 | レドックスフロー電池 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117861U (ja) * | 1982-02-03 | 1983-08-11 | 株式会社シマノ | 釣用リ−ルにおけるスプ−ルの着脱構造 |
| JPH0624091B2 (ja) * | 1984-06-20 | 1994-03-30 | 株式会社東芝 | 酸化物陰極構体 |
| JPS62271388A (ja) * | 1986-05-16 | 1987-11-25 | 松下電器産業株式会社 | カ−トリツジヒ−タ |
| EP4443171A1 (en) * | 2023-04-06 | 2024-10-09 | Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Probe for use in a probe system for probing a superconductive circuit, method of probing and of manufacturing a probe |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5386687A (en) * | 1977-01-10 | 1978-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Preparation of nb3ge crystal |
| JPS53120354A (en) * | 1977-03-30 | 1978-10-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Josephson junction element of coaxial type for ultra-high frequency |
-
1979
- 1979-07-13 JP JP54089697A patent/JPS5837704B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018123965A1 (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 昭和電工株式会社 | レドックスフロー電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5613783A (en) | 1981-02-10 |
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