JPH01276681A - 超伝導トランジスタ - Google Patents
超伝導トランジスタInfo
- Publication number
- JPH01276681A JPH01276681A JP63105132A JP10513288A JPH01276681A JP H01276681 A JPH01276681 A JP H01276681A JP 63105132 A JP63105132 A JP 63105132A JP 10513288 A JP10513288 A JP 10513288A JP H01276681 A JPH01276681 A JP H01276681A
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- JP
- Japan
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- transition temperature
- superconducting
- superconductor
- stress
- piezoelectric
- 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.)
- Pending
Links
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- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
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- 230000005428 wave function Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超伝導トランジスタ特に圧電型超伝導トラン
ジスタに係わる。
ジスタに係わる。
本発明は、超伝導チャンネル部の１．６カ変化によって
その転移温度Ｔｃを変化させて超伝導及び當伝導の各状
態間の切換えによる例えばスイッチング動作を行わしめ
る。
その転移温度Ｔｃを変化させて超伝導及び當伝導の各状
態間の切換えによる例えばスイッチング動作を行わしめ
る。
従来、超伝導材料を用いた電子能動素子には、ジャセフ
ソン効果を用いた２端子素子及び電子対の近接効果を利
用した各種電界効果型超伝導トランジスタ、更に超伝導
体をベースに応用したバイポーラトランジスタ素子など
の提案がある。このうち、半導体への近接効果を利用し
た電界効果型トランジスタは回路構成上の利点も多く期
待が大きい。この場合の素子構成は、超伝導体をソース
及びドレインとし、ゲートに相当する部分を半導体にし
て、そこへの超伝導体からの電子対の浸み出し率を！＠
３電挽（ゲート電極）によって制御するものである。従
って、この場合、ソース及びドレイン間の間隔は超伝導
体からの電子対の波動関数の浸み出しの長さ程度にする
必要があり、極めて微細な構造となる。その目安の１つ
はコヒーレント長である。ところが、コヒーレント長と
超伝導体の超伝導転移温度１’ｃとは逆相関にあり、高
温超伝導体程、コヒーレント長は短くなるため、超微細
加工を必要としてくるという課題がある。
ソン効果を用いた２端子素子及び電子対の近接効果を利
用した各種電界効果型超伝導トランジスタ、更に超伝導
体をベースに応用したバイポーラトランジスタ素子など
の提案がある。このうち、半導体への近接効果を利用し
た電界効果型トランジスタは回路構成上の利点も多く期
待が大きい。この場合の素子構成は、超伝導体をソース
及びドレインとし、ゲートに相当する部分を半導体にし
て、そこへの超伝導体からの電子対の浸み出し率を！＠
３電挽（ゲート電極）によって制御するものである。従
って、この場合、ソース及びドレイン間の間隔は超伝導
体からの電子対の波動関数の浸み出しの長さ程度にする
必要があり、極めて微細な構造となる。その目安の１つ
はコヒーレント長である。ところが、コヒーレント長と
超伝導体の超伝導転移温度１’ｃとは逆相関にあり、高
温超伝導体程、コヒーレント長は短くなるため、超微細
加工を必要としてくるという課題がある。
一方、近年、高温超伝導体の開発、特性研究が急速に進
められている。例えばジャパニーズ ジャーナル オフ
アプライド フィジフクス（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
） Ｖｏｌ。
められている。例えばジャパニーズ ジャーナル オフ
アプライド フィジフクス（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
） Ｖｏｌ。
２７、 Ｎｏ、１． １月、 １９８Ｂには、層状ペロ
ブスカイト構造の高温超伝導体Ｎｄ１＋ｘ Ｂａ２−＊
Ｃｕ３０ ？−６の特性についての報告がなされてい
る。
ブスカイト構造の高温超伝導体Ｎｄ１＋ｘ Ｂａ２−＊
Ｃｕ３０ ？−６の特性についての報告がなされてい
る。
Ｌａ系、Ｙ糸＋Ｂｉ系及びそれらの置換型材料の超伝導
転移温度”ｌ’ ｃと構造の関係からもうかがえるよう
に、電子対の通路（例えばＣｕ−０２次元面）の囲りの
環境の変化（主にイオン結合距離）の微妙な変化によっ
て転移温度Ｔｃが影響を受ける。
転移温度”ｌ’ ｃと構造の関係からもうかがえるよう
に、電子対の通路（例えばＣｕ−０２次元面）の囲りの
環境の変化（主にイオン結合距離）の微妙な変化によっ
て転移温度Ｔｃが影響を受ける。
そして、実際、静水圧印加による′１゛ｃの変化も報告
されている。
されている。
本発明は、上述の構造敏感な高温超伝導体の特性を利用
して、圧電型構成によるトランジスタを提供し、前述の
超微細加工の課題の解決をはかる。
して、圧電型構成によるトランジスタを提供し、前述の
超微細加工の課題の解決をはかる。
本発明は、第１図に示すように、例えばＣｕＯを含んだ
層状ペロブスカイト構造の酸化物系超伝導物質の例えば
Ｎｄｉ＋ｘ Ｂａ２−ｘ Ｃｌｌ３０ ％Ｊより成る超
伝導体（１）と、この超伝導体（１）に所要の間隔を保
持して配された第１及び第２の電極部（２）及び（３）
すなわちソース及びドレイン？Ｉ電極と超伝導体（１１
の第１及び！！８２の電極部（２）及び（３）間に相当
する部分に配された圧電体（４）とこの圧電体（４）に
被着されたゲート電極（５）とを有する圧電ゲート部（
６）とが設けられて成り、ゲート′Ｍ！ｉ極（５）への
印加電圧によって超伝導体ｆｉｌの第１及び第２の電極
部（３）及び（４）間のチャンネルの応力を変化させて
超伝導の転移温度゛ｌ″Ｃを変調させてこのチャンネル
部の超伝導及び常伝導の各状態間の切換えを行う。
層状ペロブスカイト構造の酸化物系超伝導物質の例えば
Ｎｄｉ＋ｘ Ｂａ２−ｘ Ｃｌｌ３０ ％Ｊより成る超
伝導体（１）と、この超伝導体（１）に所要の間隔を保
持して配された第１及び第２の電極部（２）及び（３）
すなわちソース及びドレイン？Ｉ電極と超伝導体（１１
の第１及び！！８２の電極部（２）及び（３）間に相当
する部分に配された圧電体（４）とこの圧電体（４）に
被着されたゲート電極（５）とを有する圧電ゲート部（
６）とが設けられて成り、ゲート′Ｍ！ｉ極（５）への
印加電圧によって超伝導体ｆｉｌの第１及び第２の電極
部（３）及び（４）間のチャンネルの応力を変化させて
超伝導の転移温度゛ｌ″Ｃを変調させてこのチャンネル
部の超伝導及び常伝導の各状態間の切換えを行う。
〔作用）
上述の本発明によれば、ゲート電極（５）への電圧印加
によって、圧電体（４）にその圧電効果による歪を与え
れば、これと接合する超伝導体（１１に応力が生じ、超
伝導転移温度Ｔｃが変化する。したがって例えば設定さ
れた外囲温度ｒ下でチャンネル部の比抵抗特性が第２図
中曲線（２１）に示すように温度゛ｌ″Ｃより高い転移
温度’ｒｃｏを示す超伝導状態であるとき、応力の変化
によって第２図中曲線（２２）に示すように転移温度′
１゛ｃの′ｌ″ｃ１への低下によって常伝導状態に切換
えられ、第１及び第２の電極部（ソース及びドレイン）
（２１及び（３）間を例えばオフ状態に切換えることが
できる。
によって、圧電体（４）にその圧電効果による歪を与え
れば、これと接合する超伝導体（１１に応力が生じ、超
伝導転移温度Ｔｃが変化する。したがって例えば設定さ
れた外囲温度ｒ下でチャンネル部の比抵抗特性が第２図
中曲線（２１）に示すように温度゛ｌ″Ｃより高い転移
温度’ｒｃｏを示す超伝導状態であるとき、応力の変化
によって第２図中曲線（２２）に示すように転移温度′
１゛ｃの′ｌ″ｃ１への低下によって常伝導状態に切換
えられ、第１及び第２の電極部（ソース及びドレイン）
（２１及び（３）間を例えばオフ状態に切換えることが
できる。
第１図に示すように、例えば、ＣｕＯを含んだ層状ペロ
ブスカイト構造の酸化物系超伝導体の例えば、Ｎｄ１＋
ｘ Ｂａ２−ｘ Ｃｌｌ３０ ＞δ、或いは例えばＮｄ
の一部をＹで置換したもの、Ｂａの一部をＳｔで置換し
たもの、Ｏの一部をＦもしくはＳで置換したもの等によ
って構成される薄模状超伝導体（１１を設ける。そして
、その１主面（１ａ）に所要の間隔を保持して、例えば
Ａｇ等の金属を被着して第１及び第２の電極部（２）及
び（３）を配置する。そして、１の主面（１ａ）または
これとは反対側の主面（ｌｂ）、第１及び第２の電極部
（２）及び（３）間に位置して、できるだけこれら電極
部（２）及び（３）間の電流通路の全域に亘ってＺｎＯ
等の圧電体（４）を蒸着、スパッタ等によって被着し、
例えばこの圧電体（４）の上面にゲート電極（５）例え
ば金属電極を被着して圧電ゲート部（６）を構成する。
ブスカイト構造の酸化物系超伝導体の例えば、Ｎｄ１＋
ｘ Ｂａ２−ｘ Ｃｌｌ３０ ＞δ、或いは例えばＮｄ
の一部をＹで置換したもの、Ｂａの一部をＳｔで置換し
たもの、Ｏの一部をＦもしくはＳで置換したもの等によ
って構成される薄模状超伝導体（１１を設ける。そして
、その１主面（１ａ）に所要の間隔を保持して、例えば
Ａｇ等の金属を被着して第１及び第２の電極部（２）及
び（３）を配置する。そして、１の主面（１ａ）または
これとは反対側の主面（ｌｂ）、第１及び第２の電極部
（２）及び（３）間に位置して、できるだけこれら電極
部（２）及び（３）間の電流通路の全域に亘ってＺｎＯ
等の圧電体（４）を蒸着、スパッタ等によって被着し、
例えばこの圧電体（４）の上面にゲート電極（５）例え
ば金属電極を被着して圧電ゲート部（６）を構成する。
そして、ゲート電極（５）と、第１及び第２の電極部（
２）及び（３）との間に所要の電圧を印加することによ
って超伝導体（１１のゲート部（６）下に前述した転移
温度’ｒ ｃの変化を得る。
２）及び（３）との間に所要の電圧を印加することによ
って超伝導体（１１のゲート部（６）下に前述した転移
温度’ｒ ｃの変化を得る。
面、図示の例では第１及び第２の電極部（３）及び（４
）と、圧電ゲート部（６）とを、超伝導体（１）の同一
主面（ｌａ）に配した場合であるが、圧電ゲート部（６
）を、第１及び第２の電極部（２）及び（３）の配置主
面（ｌａ）とは反対側の主面（１ｂ）に被着することも
できる。
）と、圧電ゲート部（６）とを、超伝導体（１）の同一
主面（ｌａ）に配した場合であるが、圧電ゲート部（６
）を、第１及び第２の電極部（２）及び（３）の配置主
面（ｌａ）とは反対側の主面（１ｂ）に被着することも
できる。
また、図示の例では、圧電体（４）の表面に全面的にゲ
ート電極（５）を被着した場合であるが、圧電体（４）
の相対向する端面に対の電極を設けて、この対の電極間
に所要の電圧を印加して圧電体（４）に歪を発生させ、
超伝導体＋１１に応力が生じるようにすることもできる
。また、超伝導体（１１の両主面（ｌａ）及び（１ｂ）
に対向して対の圧電ゲート部（６）を設けて、一方に収
縮応力、他方に引伸応力を生じるように電圧印加を行う
こともできるなど種々の態様を採り得るものであり、圧
電ゲート（６）によって超伝導体（１）に、その膜厚方
向、膜面方向の主として一軸性の応力を与えるようにす
る。
ート電極（５）を被着した場合であるが、圧電体（４）
の相対向する端面に対の電極を設けて、この対の電極間
に所要の電圧を印加して圧電体（４）に歪を発生させ、
超伝導体＋１１に応力が生じるようにすることもできる
。また、超伝導体（１１の両主面（ｌａ）及び（１ｂ）
に対向して対の圧電ゲート部（６）を設けて、一方に収
縮応力、他方に引伸応力を生じるように電圧印加を行う
こともできるなど種々の態様を採り得るものであり、圧
電ゲート（６）によって超伝導体（１）に、その膜厚方
向、膜面方向の主として一軸性の応力を与えるようにす
る。
上述したように本発明によれば、ゲート電極（３）への
印加電圧によって、第１及び第２の電極（２）及び（３
）間のチャンネル部の応力を変調させて所定の温度′Ｔ
” ｓ下で、チャンネル部の超伝導転移温度を温度′Ｉ
″Ｓより高い温度Ｔ ｃｏと低い濃度Ｔ ｃｘ間に移行
させるようにしたので、伝導度の顕著な変調を行うこと
ができ、また、簡単な構造で、またコヒーレント長オー
ダの微細加工を必要としないことから工業的に大きな利
益がある。
印加電圧によって、第１及び第２の電極（２）及び（３
）間のチャンネル部の応力を変調させて所定の温度′Ｔ
” ｓ下で、チャンネル部の超伝導転移温度を温度′Ｉ
″Ｓより高い温度Ｔ ｃｏと低い濃度Ｔ ｃｘ間に移行
させるようにしたので、伝導度の顕著な変調を行うこと
ができ、また、簡単な構造で、またコヒーレント長オー
ダの微細加工を必要としないことから工業的に大きな利
益がある。
第１図は本発明によるトランジスタの一例の路線的断面
図、第２図は比抵抗の温度特性曲線図である。 （１）は超伝導体、（２）及び（３）は第１及び第２の
電極部、（４）は圧電体、（５）はゲート電極、（６）
は圧電ゲート部である。
図、第２図は比抵抗の温度特性曲線図である。 （１）は超伝導体、（２）及び（３）は第１及び第２の
電極部、（４）は圧電体、（５）はゲート電極、（６）
は圧電ゲート部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 超伝導体と、 この超伝導体に所要の間隔を保持して配された第１及び
第２の電極部と、 上記超伝導体の上記第１及び第２の電極部間に相当する
部分に配された圧電体とこの圧電体に被着されたゲート
電極とを有する圧電ゲート部とを有し、 上記ゲート電極への印加電圧によって上記超伝導体の上
記第１及び第２の電極部間のチャンネルにおける応力を
変化させて超伝導の転移温度を変調させて該チャンネル
部の超伝導及び常伝導の各状態間の切換えを行うことを
特徴とする超伝導トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63105132A JPH01276681A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 超伝導トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63105132A JPH01276681A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 超伝導トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01276681A true JPH01276681A (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=14399235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63105132A Pending JPH01276681A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 超伝導トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01276681A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012169592A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-09-06 | Kyushu Institute Of Technology | 弾性操作で駆動するスピンデバイス |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414980A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Seiko Epson Corp | Superconducting transistor |
| JPH01204484A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Nec Corp | 超電導体電子装置 |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP63105132A patent/JPH01276681A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414980A (en) * | 1987-07-09 | 1989-01-19 | Seiko Epson Corp | Superconducting transistor |
| JPH01204484A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-17 | Nec Corp | 超電導体電子装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012169592A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-09-06 | Kyushu Institute Of Technology | 弾性操作で駆動するスピンデバイス |
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