JPS602798B2 - 超伝導デバイス - Google Patents
超伝導デバイスInfo
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- JPS602798B2 JPS602798B2 JP56199494A JP19949481A JPS602798B2 JP S602798 B2 JPS602798 B2 JP S602798B2 JP 56199494 A JP56199494 A JP 56199494A JP 19949481 A JP19949481 A JP 19949481A JP S602798 B2 JPS602798 B2 JP S602798B2
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- JP
- Japan
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- current
- josephson
- superconducting
- voltage
- gate
- Prior art date
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- Expired
Links
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】
本発明はラッチ状態を直流電流で自己に制御できる超伝
導論理回路素子に関するものである。
導論理回路素子に関するものである。
ジョセフソン接合による従来の論理回路はラッチング回
路が多く、ゲートの接合が電圧状態（オン）になると、
零電圧状態にリセットするにはゲート電流を一次切らな
ければならない。第１図イは入力が３つある場合のジョ
セフソン接合の基本的回路の一つであり、図中Ｖは電源
、Ｌは負荷素子、１，，１２，１３は制御線に流す入力
を示す。×印はジョセフソン接合を示す。図口はゲート
の電流電圧特性を示すものであり、ａは動作直線を示す
。普通、ジョセフソン電流ｌｃの最大値ｌｏより小さい
値Ｐ。に動作点をおき、第１図イの回路では入力電流１
，，１２，１３のつくる磁界によりジョセフソン電流の
最大値かＰｏより小さくなると、図口の特性曲線におい
て矢印に沿って電圧状態になり、動作直線との交点Ｐ，
に落着く。第１図イに示すように磁界制御でなく、電流
注入による制御では（ｌｏ−Ｐｏ）より大きい電流を注
入すると、同様に特性曲線において矢印に沿って電圧状
態に入る。第１図口のｌｍは、これより電流が４・さく
なると、接合が零電圧状態にリセットされる電流である
。そこでＰ，点はｌｍより大きい電流の点であるので、
一度１ｇを０にしなければＰ６点にリセットできない。
このような理由で１ｇとして交流を給電する方式が考え
られているが、給電損失を考えると直流給電が望ましい
。そこで最近田Ｍから非ラッチ回路が発表された。
路が多く、ゲートの接合が電圧状態（オン）になると、
零電圧状態にリセットするにはゲート電流を一次切らな
ければならない。第１図イは入力が３つある場合のジョ
セフソン接合の基本的回路の一つであり、図中Ｖは電源
、Ｌは負荷素子、１，，１２，１３は制御線に流す入力
を示す。×印はジョセフソン接合を示す。図口はゲート
の電流電圧特性を示すものであり、ａは動作直線を示す
。普通、ジョセフソン電流ｌｃの最大値ｌｏより小さい
値Ｐ。に動作点をおき、第１図イの回路では入力電流１
，，１２，１３のつくる磁界によりジョセフソン電流の
最大値かＰｏより小さくなると、図口の特性曲線におい
て矢印に沿って電圧状態になり、動作直線との交点Ｐ，
に落着く。第１図イに示すように磁界制御でなく、電流
注入による制御では（ｌｏ−Ｐｏ）より大きい電流を注
入すると、同様に特性曲線において矢印に沿って電圧状
態に入る。第１図口のｌｍは、これより電流が４・さく
なると、接合が零電圧状態にリセットされる電流である
。そこでＰ，点はｌｍより大きい電流の点であるので、
一度１ｇを０にしなければＰ６点にリセットできない。
このような理由で１ｇとして交流を給電する方式が考え
られているが、給電損失を考えると直流給電が望ましい
。そこで最近田Ｍから非ラッチ回路が発表された。
この原理はゲートの接合と並列に抵抗を設け、等価的に
第１図口の耳ｍをＰ，点より大きくする方法である。し
かし、この場合並列抵抗として素子数が多くなる上に、
回路のラツチを自由にできない欠点を伴っている。本発
明はこれらジョセフソン接合の不便さを除くため、ラッ
チングと非ラッチングの状態を制御電流により自由に選
ぶことのできる超伝導デバイスを提供することを目的と
するものである。
第１図口の耳ｍをＰ，点より大きくする方法である。し
かし、この場合並列抵抗として素子数が多くなる上に、
回路のラツチを自由にできない欠点を伴っている。本発
明はこれらジョセフソン接合の不便さを除くため、ラッ
チングと非ラッチングの状態を制御電流により自由に選
ぶことのできる超伝導デバイスを提供することを目的と
するものである。
上記の目的を達するために、本発明は粒界にジョセフソ
ン接合を有する四角形の超伝導多結晶膜およびこれに接
続された対向する１組の制御端子と、対向する他の１組
のゲート端子とを備え、前記のゲート端子に最大ジョセ
フソン電流以上の電流を流し、かつ同時に制御端子に流
れる電流を制御することにより、超伝導体エネルギー・
ギャップの２倍の整数倍の電圧にラッチＬあるいは制御
電流を切ることにより奪電圧状態に複帰したりすること
を特徴とする超伝導デバイスを発明の要旨とするもので
ある。次に本発明の実施例を添附面について説明する。
ン接合を有する四角形の超伝導多結晶膜およびこれに接
続された対向する１組の制御端子と、対向する他の１組
のゲート端子とを備え、前記のゲート端子に最大ジョセ
フソン電流以上の電流を流し、かつ同時に制御端子に流
れる電流を制御することにより、超伝導体エネルギー・
ギャップの２倍の整数倍の電圧にラッチＬあるいは制御
電流を切ることにより奪電圧状態に複帰したりすること
を特徴とする超伝導デバイスを発明の要旨とするもので
ある。次に本発明の実施例を添附面について説明する。
なおこの実施例は一例示であって、本発明の精神を逸脱
しない範囲において種々の変更あるいは改良を行いうろ
ことは云うまでもない。第２図は本発明の基本的構成を
示し「図におし、て１は基板、２は基板１上に形成され
た素子の主要部分で、結晶粒界にジョセフソン接合をも
つ四角形の超伝導体多結晶薄膜からなり、３，３′，４
，４′は前記の薄膜において対向する辺に設けられた超
伝導体よりなる２組の電極端子である。
しない範囲において種々の変更あるいは改良を行いうろ
ことは云うまでもない。第２図は本発明の基本的構成を
示し「図におし、て１は基板、２は基板１上に形成され
た素子の主要部分で、結晶粒界にジョセフソン接合をも
つ四角形の超伝導体多結晶薄膜からなり、３，３′，４
，４′は前記の薄膜において対向する辺に設けられた超
伝導体よりなる２組の電極端子である。
２つの粒界にジョセフソン接合をもつ超伝導体多結晶薄
膜は、例えば特厭昭５６−１１８２１号出願に述べたよ
うに、酸化物超伝導体ＢａＰｂｒｘＢｉｘ０３の薄膜を
スパッタ法等で形成し、空気中又は酸素中０で５００〜
６５０℃で３〜１幼時間熱処理して形成される。
膜は、例えば特厭昭５６−１１８２１号出願に述べたよ
うに、酸化物超伝導体ＢａＰｂｒｘＢｉｘ０３の薄膜を
スパッタ法等で形成し、空気中又は酸素中０で５００〜
６５０℃で３〜１幼時間熱処理して形成される。
この場合平均粒径２５００Ａの結晶粒の周囲にジョセフ
ソン接合が生じた第３図イに示すような構造になる。図
中５は超伝導体の結晶粒を示す。第４図イは本発明の電
圧‐電流特性を示す。第夕２図のＡＡ方向に電流１ｇを
流し（この場合ｌｃ＝０）「電流１ｇがジョセフソン電
流の最大値Ｌより大きくなると素子が電圧状態（２△／
ｅ）（ここに△は超伝導体エネルギーギャップ、ｅは電
子電荷を示す。）になりト曲線８に移り電流を減らす０
と曲線に沿って変化し電圧状態の最小値ｌｍ，に達する
と雰電圧状態に戻る。もし、ＢＢ方向に直流の制御電流
ｌｃをある閥値ｌｃ，以上に流すと第４図イの曲線８は
曲線８′に変り、電流が１′ｍ，迄変って雰電圧状態に
復タ帰する。
ソン接合が生じた第３図イに示すような構造になる。図
中５は超伝導体の結晶粒を示す。第４図イは本発明の電
圧‐電流特性を示す。第夕２図のＡＡ方向に電流１ｇを
流し（この場合ｌｃ＝０）「電流１ｇがジョセフソン電
流の最大値Ｌより大きくなると素子が電圧状態（２△／
ｅ）（ここに△は超伝導体エネルギーギャップ、ｅは電
子電荷を示す。）になりト曲線８に移り電流を減らす０
と曲線に沿って変化し電圧状態の最小値ｌｍ，に達する
と雰電圧状態に戻る。もし、ＢＢ方向に直流の制御電流
ｌｃをある閥値ｌｃ，以上に流すと第４図イの曲線８は
曲線８′に変り、電流が１′ｍ，迄変って雰電圧状態に
復タ帰する。
この１′ｍ，の位置はＢＢ′方向の電極端子の幅によっ
て決まり、幅がＡＡ′方向の端子と同等以上になると１
′ｍ，は−ｌｏに等しくなる。従ってＢＢ方向の電極の
幅は、ＡＡ′の方向の電極の幅よりも小であることが、
心要である。さらにＢＢ′の方向の０電極の幅とＡＡ′
の方向の電極の幅との比を変えることによって、第４図
イにおいて示される電流１′ｍ，の値を調整することが
できる。電流１ｇがちより大きい１′。を越えると、ｌ
ｃ＝０で‘ま第４図口のょ化電圧等磯蛾を生比後、電流
を減ずると曲線９に変化し、ｌｍ２ を通って零電圧状
態にもどる。
て決まり、幅がＡＡ′方向の端子と同等以上になると１
′ｍ，は−ｌｏに等しくなる。従ってＢＢ方向の電極の
幅は、ＡＡ′の方向の電極の幅よりも小であることが、
心要である。さらにＢＢ′の方向の０電極の幅とＡＡ′
の方向の電極の幅との比を変えることによって、第４図
イにおいて示される電流１′ｍ，の値を調整することが
できる。電流１ｇがちより大きい１′。を越えると、ｌ
ｃ＝０で‘ま第４図口のょ化電圧等磯蛾を生比後、電流
を減ずると曲線９に変化し、ｌｍ２ を通って零電圧状
態にもどる。
１ｇ＞１′。
でｌｃ＞ｌｃ，となるか１ｇ＞ｌｏでｌｃ＞ｌｃ２（ｌ
ｃ２＞ｌｃ，なる第２の閥値）になると曲線９が９′に
変り、電流が減ると１′ｍ２に至り、そこから零電圧状
態にもどる。このときの１′ｍ２もｒｍ，と同様にＢＢ
′方向の電極端子の幅に依存する。電流１ｇをさらに大
きくすると６△／ｅ、…と「 ２△／ｅの整数倍の電圧
状態に移る。
ｃ２＞ｌｃ，なる第２の閥値）になると曲線９が９′に
変り、電流が減ると１′ｍ２に至り、そこから零電圧状
態にもどる。このときの１′ｍ２もｒｍ，と同様にＢＢ
′方向の電極端子の幅に依存する。電流１ｇをさらに大
きくすると６△／ｅ、…と「 ２△／ｅの整数倍の電圧
状態に移る。
また１ｇの方向が逆のときは第亀図イ，口に示すように
ＡＡ′端子にあらわれる電圧が逆になる。第４図イ，口
の特性は、ラ、ソチング状態を自由に選べる論理スイ、
ソチ素子に応用できる。
ＡＡ′端子にあらわれる電圧が逆になる。第４図イ，口
の特性は、ラ、ソチング状態を自由に選べる論理スイ、
ソチ素子に応用できる。
これを第４図イについて説明する。始め、バイアス電流
でＰｏの動作点におき、負荷 タ直線がごＰ，となるよ
うに負荷抵抗を選んでおく。
でＰｏの動作点におき、負荷 タ直線がごＰ，となるよ
うに負荷抵抗を選んでおく。
そこで、入力信号をＡＡ′に加え、電流１６がｌｏを越
えるか、或るし、は制御磁界によりジョセフソン最大電
流がｌｏより小さくなると、素子は電圧状態に移る。ｌ
ｃ＝０であれば入力パルスが去ったＺＯ後、曲線８に沿
ってｌｍ．に至たり零電圧状態のＰｏによりセットされ
る。つまり非ラッチ動作を行つｏこれに対しｌｃ＞ｌｃ
，にしておくと電圧状態になってからは曲線８′に沿っ
て変化し、負荷直線Ｚとの交点ＰＩにおさまり、電圧状
態にラツチされる。
えるか、或るし、は制御磁界によりジョセフソン最大電
流がｌｏより小さくなると、素子は電圧状態に移る。ｌ
ｃ＝０であれば入力パルスが去ったＺＯ後、曲線８に沿
ってｌｍ．に至たり零電圧状態のＰｏによりセットされ
る。つまり非ラッチ動作を行つｏこれに対しｌｃ＞ｌｃ
，にしておくと電圧状態になってからは曲線８′に沿っ
て変化し、負荷直線Ｚとの交点ＰＩにおさまり、電圧状
態にラツチされる。
ラッチ状態から解放するにはｌｏを０にすればよい。も
し、入力電流がさらに大きくなると、第４図ロに示すよ
うに電圧４△／ｅの状態（曲線９およ２び９′）に移り
、さらに狐△／ｅの電圧状態に移ることも可能である。
し、入力電流がさらに大きくなると、第４図ロに示すよ
うに電圧４△／ｅの状態（曲線９およ２び９′）に移り
、さらに狐△／ｅの電圧状態に移ることも可能である。
特定のｎの値にするにはｌｃの値によって決めると便利
である。例えばｎ＝２のときはｌｃ２＜ｌｃ＜ｌｃ３
にしておき、ゲートのバイアス電源により電圧が４△／
ｅより大き２くならないようにしておくと確実な動作を
する。以上が動作の説明であるが、以下では第３図によ
り、この動作の物理的根拠を述べる。第３図イは第２図
の２を拡大したもので、５は超伝導体の結晶粒である。
である。例えばｎ＝２のときはｌｃ２＜ｌｃ＜ｌｃ３
にしておき、ゲートのバイアス電源により電圧が４△／
ｅより大き２くならないようにしておくと確実な動作を
する。以上が動作の説明であるが、以下では第３図によ
り、この動作の物理的根拠を述べる。第３図イは第２図
の２を拡大したもので、５は超伝導体の結晶粒である。
口は結晶粒をさらに舷３大したものでその周囲にはジョ
セフソン接合が形成されている。薄膜２の部分に電流１
ｇ，ｌｃを注入すると、一つの結晶粒には互に直角な方
向の電流ｉｇ，ｉｃが流れる。ｉｇ，ｌｃが横切るジョ
セフソン接合の位置は異なる。ｌａ，ｉｂが各接合の部
分の最大ジョセフソン電流ｉｃより小、さし、場合、そ
の間での相互干渉はない。
セフソン接合が形成されている。薄膜２の部分に電流１
ｇ，ｌｃを注入すると、一つの結晶粒には互に直角な方
向の電流ｉｇ，ｉｃが流れる。ｉｇ，ｌｃが横切るジョ
セフソン接合の位置は異なる。ｌａ，ｉｂが各接合の部
分の最大ジョセフソン電流ｉｃより小、さし、場合、そ
の間での相互干渉はない。
しかし、例えばｉｃがｉｏ以上になると図口の６の部分
は電圧状態になり、周波数のコ４△／ｈ（△は超伝導体
のエネルギーギャップ、ｈはプランク定数）のマイクロ
波が発生される。（Ｂ，Ｄ，ＪＯＳｅｐｈＳ。
は電圧状態になり、周波数のコ４△／ｈ（△は超伝導体
のエネルギーギャップ、ｈはプランク定数）のマイクロ
波が発生される。（Ｂ，Ｄ，ＪＯＳｅｐｈＳ。
ｎ‘‘Ｃｏｕｐｌｅｄ ＳｕｐｅｒＣｏｎｄｕｃｔＯＧ
’’Ｒｅｖ，ｏｆＭｏｄｅｍＰｈ＄ｉｃｓ，Ｊａｎ雌ｒ
ｙ１９６４，ＰＰ２１６−２２礎参照）。このマイクロ
波ェネルギは図ハのように伝搬され電流ｉｇの流れる方
向の向きに電圧２△／ｅを発生する。ｌｃをｌｃ，以上
増加すると、このような状態の結晶粒が図二のように２
の部分に対角線状に並び、結果としてＡＡ′方向すなわ
ち端子３，３′に電圧２△／ｅを生ずるようになる。ｌ
ｃがｌｃ２以上に増加すると対角線状に２列に電圧状態
の結晶粒が並びＶｇは４△／ｅとなる。接合の電圧が２
△／ｅの整数倍のとき前述のジョセフソンの理論電流は
−ｌｃとｌｃの間の任意の値をとることができる。
’’Ｒｅｖ，ｏｆＭｏｄｅｍＰｈ＄ｉｃｓ，Ｊａｎ雌ｒ
ｙ１９６４，ＰＰ２１６−２２礎参照）。このマイクロ
波ェネルギは図ハのように伝搬され電流ｉｇの流れる方
向の向きに電圧２△／ｅを発生する。ｌｃをｌｃ，以上
増加すると、このような状態の結晶粒が図二のように２
の部分に対角線状に並び、結果としてＡＡ′方向すなわ
ち端子３，３′に電圧２△／ｅを生ずるようになる。ｌ
ｃがｌｃ２以上に増加すると対角線状に２列に電圧状態
の結晶粒が並びＶｇは４△／ｅとなる。接合の電圧が２
△／ｅの整数倍のとき前述のジョセフソンの理論電流は
−ｌｃとｌｃの間の任意の値をとることができる。
第４図イ、口において、ｌｃを流する１ｇ−Ｖｇ特性が
変化したのはこの理由によるものである。ただし、第２
図におけるＢＢ′方向の端子幅がＡＡ′方向に比べ細い
場合は電圧状態における電流の下限の絶体値がｌｏより
小さくなる。〔実施例〕 超伝導薄膜としてＢａＰｑ〜Ｂｉｘ０３（０．２５＜×
く０．３５）による例を示す侍願昭５６一１１８２１号
出願に記載したように、この材料の多結晶薄膜の結晶粒
界には、丁度ジョセフソン接合になるような薄いバリア
が形成される。
変化したのはこの理由によるものである。ただし、第２
図におけるＢＢ′方向の端子幅がＡＡ′方向に比べ細い
場合は電圧状態における電流の下限の絶体値がｌｏより
小さくなる。〔実施例〕 超伝導薄膜としてＢａＰｑ〜Ｂｉｘ０３（０．２５＜×
く０．３５）による例を示す侍願昭５６一１１８２１号
出願に記載したように、この材料の多結晶薄膜の結晶粒
界には、丁度ジョセフソン接合になるような薄いバリア
が形成される。
このような傾向は組成ｘ＞０．２５で著しくなる。実施
例ではｘ：０．３を選んだ。薄膜の厚さは２０００〜７
０００Ａが適当であるが、ここでは５０００Ａを選んだ
。超伝導転移温度Ｔｃはｘ＝０．３で約眺で、２△／ｅ
は２．２ｈＶである。超伝導薄膜の作成は特鰯昭５５一
１２０２７号出願において記載されているように、母（
Ｐｂ船Ｂｉｏ．３）０，．５０４なる組成のターゲット
を用い、アルゴンと酸素各５０％の混合ガス圧６×１０
２Ｔｏｎ、プレート電圧１．細Ｖにおいて、約２６０ｑ
０のサファィャ基板上にスパッタリングで薄膜を形成し
、酸素中で５６０ｏｏで約１幼時間熱処理した。
例ではｘ：０．３を選んだ。薄膜の厚さは２０００〜７
０００Ａが適当であるが、ここでは５０００Ａを選んだ
。超伝導転移温度Ｔｃはｘ＝０．３で約眺で、２△／ｅ
は２．２ｈＶである。超伝導薄膜の作成は特鰯昭５５一
１２０２７号出願において記載されているように、母（
Ｐｂ船Ｂｉｏ．３）０，．５０４なる組成のターゲット
を用い、アルゴンと酸素各５０％の混合ガス圧６×１０
２Ｔｏｎ、プレート電圧１．細Ｖにおいて、約２６０ｑ
０のサファィャ基板上にスパッタリングで薄膜を形成し
、酸素中で５６０ｏｏで約１幼時間熱処理した。
結晶粒の直径は平５均２４００Ａであった。この薄膜を
エッチングするには「特願昭５６−９５６９号出願に記
載してあるように、ＨＣと０４（６０．０〜６２．ぴ○
溶液）を水に対して容積比で２０〜６０％加え、この溶
液に対してＨＣ〆（３５．０〜３７．０％溶液）を容積
比で１〜０．３％加えた０溶液によりエッチングするこ
とにより、サイズは第１図の２の部分としてｌｏＡｍ×
１０仏ｍとｌｏＡｍ×２０山ｍとの２種のパターンを形
成した。次に、電極端子および配線パターンにはＢａＰ
Ｂｏ．７がｉｏ．２５０３なる組成を選んだ。
エッチングするには「特願昭５６−９５６９号出願に記
載してあるように、ＨＣと０４（６０．０〜６２．ぴ○
溶液）を水に対して容積比で２０〜６０％加え、この溶
液に対してＨＣ〆（３５．０〜３７．０％溶液）を容積
比で１〜０．３％加えた０溶液によりエッチングするこ
とにより、サイズは第１図の２の部分としてｌｏＡｍ×
１０仏ｍとｌｏＡｍ×２０山ｍとの２種のパターンを形
成した。次に、電極端子および配線パターンにはＢａＰ
Ｂｏ．７がｉｏ．２５０３なる組成を選んだ。
この組成の薄膜はｘ＝０．３の場合に比べ臨界電流密度
が第２図の薄膜２の部分の最大ジョセフソン電流の４倍
大きくなるので、薄膜２の部分が電圧状態になっても、
電極端子および配線部は零電圧状態が保たれる。薄膜の
スパッタ条件、熱処理条件は前記と同じである。この場
合のパターン形成には、商品名ＡＺ１３５０Ｊのポジレ
ジストで電極端子と配線部のパターンを形成し（その部
分のレジストを除たパターン）、上から上記組成物のス
パッタを行ない、レジストを除去し第２図の素子を完成
させた。第２図においてＡＡ′の方向の線幅は１０仏ｍ
と２０一ｍの２種類、ＢＢ方向の幅は何れも１０山ｍと
した。この素子の最大ジョセフソン電流ｌｏは１０仏ｍ
で７０仏Ａ、２０りｍで１４０仏Ａであり、２△／ｅは
２．２ｈＶ、ｌｃ，＝１４０仏Ａ（線幅１０仏ｍ）、ｌ
ｃ２ −１６０ムＡであった。
が第２図の薄膜２の部分の最大ジョセフソン電流の４倍
大きくなるので、薄膜２の部分が電圧状態になっても、
電極端子および配線部は零電圧状態が保たれる。薄膜の
スパッタ条件、熱処理条件は前記と同じである。この場
合のパターン形成には、商品名ＡＺ１３５０Ｊのポジレ
ジストで電極端子と配線部のパターンを形成し（その部
分のレジストを除たパターン）、上から上記組成物のス
パッタを行ない、レジストを除去し第２図の素子を完成
させた。第２図においてＡＡ′の方向の線幅は１０仏ｍ
と２０一ｍの２種類、ＢＢ方向の幅は何れも１０山ｍと
した。この素子の最大ジョセフソン電流ｌｏは１０仏ｍ
で７０仏Ａ、２０りｍで１４０仏Ａであり、２△／ｅは
２．２ｈＶ、ｌｃ，＝１４０仏Ａ（線幅１０仏ｍ）、ｌ
ｃ２ −１６０ムＡであった。
実施例以外の材料でも第２図の構造を構成すれば第４図
の特性を実現できる。
の特性を実現できる。
叙上のように本発明によれば素子のラッチ状態を自由に
外部からの電流で制御できるだけでな〈、ゲ−トの電圧
状態の電圧も自由にえられることができるので、従来の
ジョセフソン接合に比べ回路の設計において大きな自由
度をもたらす。
外部からの電流で制御できるだけでな〈、ゲ−トの電圧
状態の電圧も自由にえられることができるので、従来の
ジョセフソン接合に比べ回路の設計において大きな自由
度をもたらす。
また、本発明は素子の製法も非常に簡単であるため、上
記のように穣れた機能のデバイスを低コストで製作でき
る利点をもつものである。
記のように穣れた機能のデバイスを低コストで製作でき
る利点をもつものである。
第１図口は従来のジョセフソン接合の特性「第１図イは
従来素子による磁界制御形の基本回路、第２図は本発明
による超伝導デバイス、第３図イ〜二は動作の物理的説
明図、第４図イ，口は本発明の特性を示す。 １・・。 基版、２・・・粒界ジョセフソン接合をもつ超伝導体多
結晶薄膜、３，３′，４，４′・・・超伝導体による電
極端子、５…結晶粒子「 ６・・・結晶粒界ジョセフソ
ンのマイクロ波発生部、７・・・マイクロ波ェネルギを
吸収し電圧を発生する部分、１ｇ…ゲート電流「ｌｏ・
・・最大ジョセフソン電流、Ｐｏ，Ｐ，…動作点、ｌｃ
…制御電流、８，８′９，９′…曲線、ｌｍ，，ｌｍ２
，１′ｍ，，１′ｍ２…電圧状態の電流の最低値。第１
凶 第２図 第３図 第４図
従来素子による磁界制御形の基本回路、第２図は本発明
による超伝導デバイス、第３図イ〜二は動作の物理的説
明図、第４図イ，口は本発明の特性を示す。 １・・。 基版、２・・・粒界ジョセフソン接合をもつ超伝導体多
結晶薄膜、３，３′，４，４′・・・超伝導体による電
極端子、５…結晶粒子「 ６・・・結晶粒界ジョセフソ
ンのマイクロ波発生部、７・・・マイクロ波ェネルギを
吸収し電圧を発生する部分、１ｇ…ゲート電流「ｌｏ・
・・最大ジョセフソン電流、Ｐｏ，Ｐ，…動作点、ｌｃ
…制御電流、８，８′９，９′…曲線、ｌｍ，，ｌｍ２
，１′ｍ，，１′ｍ２…電圧状態の電流の最低値。第１
凶 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 粒界にジヨセフソン接合を有する四角形の超伝導多
結晶膜およびこれに接続された対向する１組の制御端子
と、対向する他の１組のゲート端子とを備え、前記のゲ
ート端子に最大ジヨセフソン電流以上の電流を流し、か
つ同時に制御端子に流れる電流を制御することにより、
超伝導体エネルギー・ギヤツプの２倍の整数倍の電圧に
ラツチ、あるいは制御電流を切ることにより零電圧状態
に複帰したりすることを特徴とする超伝導デバイス。 ２ 制御電流の方向の粒界ジヨセフソン接合部の薄膜の
辺の長さを、ゲート電流の方向の辺に比べて小さくし、
両者の辺の比によってラツチ状態におけるゲートの電圧
状態の最小電流を調整することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の超伝導デバイス。 ３ 粒界ジヨセフソン接合をもつ多結晶薄膜にＢａＰｂ
＿１＿−＿ｘＢｉ＿ｘＯ＿３（０．１＜ｘ≦０．３５）
を用い、電極としては、超伝導電極材料を用いたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記載の超伝
導デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199494A JPS602798B2 (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 超伝導デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199494A JPS602798B2 (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 超伝導デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58101482A JPS58101482A (ja) | 1983-06-16 |
| JPS602798B2 true JPS602798B2 (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=16408743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56199494A Expired JPS602798B2 (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 超伝導デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS602798B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065582A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 粒界ジヨセフソン接合型光検出素子 |
-
1981
- 1981-12-12 JP JP56199494A patent/JPS602798B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58101482A (ja) | 1983-06-16 |
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