JPS602796B2 - 薄膜ｒｆスクイド - Google Patents
薄膜ｒｆスクイドInfo
- Publication number
- JPS602796B2 JPS602796B2 JP56196067A JP19606781A JPS602796B2 JP S602796 B2 JPS602796 B2 JP S602796B2 JP 56196067 A JP56196067 A JP 56196067A JP 19606781 A JP19606781 A JP 19606781A JP S602796 B2 JPS602796 B2 JP S602796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- squid
- holes
- inductance
- present
- 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
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
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超伝導体リングの中に１つの弱結合を含み、
該弱結合が与えられた所定の磁束によってスイッチング
を行なう薄膜ｒｆスクイドに関する。
該弱結合が与えられた所定の磁束によってスイッチング
を行なう薄膜ｒｆスクイドに関する。
このような薄膜ｒｆスクイド‘こおいては、２つの穴と
これらの穴を結ぶ紬溝の途中に設けられた弱い結合部分
とを有する２穴形スクィドパターンが通常形成されてい
る。
これらの穴を結ぶ紬溝の途中に設けられた弱い結合部分
とを有する２穴形スクィドパターンが通常形成されてい
る。
また、上記結合部分（いわゆるブリッジ形ジョゼフソン
接合）によって特性の優れたジョゼフソン素子を得るた
めには、使用する超電導体のコヒーレンス長程度の素子
寸法が必要であり、該素子寸法を満足させるため従来か
らフオトリソグラフィ技術のような微細加工技術が用い
られている。然し乍ら、上記従来例においては上記結合
部分の幅Ｗに比して上記細溝の幅に相当する上記結合部
分の長さ〆が長くなってしまい、次のような欠点を生ず
るという不都合があった。
接合）によって特性の優れたジョゼフソン素子を得るた
めには、使用する超電導体のコヒーレンス長程度の素子
寸法が必要であり、該素子寸法を満足させるため従来か
らフオトリソグラフィ技術のような微細加工技術が用い
られている。然し乍ら、上記従来例においては上記結合
部分の幅Ｗに比して上記細溝の幅に相当する上記結合部
分の長さ〆が長くなってしまい、次のような欠点を生ず
るという不都合があった。
すなわち、上記結合の自己ィンダクタンスが増加し、等
価回路としてみた場合上記結合部分に相当するジョゼフ
ソン接合に上記ィンダクタンスＬが直列に付加されたよ
うになり、結果的にジョゼフソン接合の電流と位相の関
係がｓｉｎ関数からずれてくるという欠点があった。本
発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その目
的は、超伝導体ＩＪングの自己ィンダクタンスが減少さ
せられるとともにジョゼフソン接合の自己ィンダクタン
スも減少させられて優れた特性を示す薄膜ｒｆスクィド
を提供することにある。
価回路としてみた場合上記結合部分に相当するジョゼフ
ソン接合に上記ィンダクタンスＬが直列に付加されたよ
うになり、結果的にジョゼフソン接合の電流と位相の関
係がｓｉｎ関数からずれてくるという欠点があった。本
発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その目
的は、超伝導体ＩＪングの自己ィンダクタンスが減少さ
せられるとともにジョゼフソン接合の自己ィンダクタン
スも減少させられて優れた特性を示す薄膜ｒｆスクィド
を提供することにある。
以下、本発明について図を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明実施例の分解斜視図であり、図中、１は
薄膜状超電導材料でなる薄膜スクィド、２は例えば平板
状の絶縁体、３は超電導材料でなるグランドプレーンで
ある。また、薄膜スクィド１には、第１および第２穴ｌ
ａ，ｌｂが設けられるとともにこれらの穴ｌａ，ｌｂを
結ぶ細溝ｌｃ，１′ｃの途中にはジョゼフソン接合と呼
ばれる弱い結合部分ｌｄが設けられている。更に、グラ
ンドプレ−ン３には、上記第１および第２の穴ｌａ，ｌ
ｂに夫々対応するように第３および第４の穴３ａ，３ｂ
が設けられるとともに、これらの穴３ａ，３ｂを結ぶ細
濯３ｃ，３′ｃの途中には上記結合部分ｌｄに対応する
ように例えば出島状の凸部３ｄが設けられている。また
、第２図は本発明実施例の使用状態を示す姿部断面図で
あり、図中、第１図と同一記号は同一意味をもたせて使
用し、ここでの重複説明は省略する。尚「 ４は例えば
サファイア等でなる基板であり「該基板の上にグランド
ブレーン３、絶縁体２、および薄膜１が層状をなすよう
に固着されている。更に「第３図および第４図は夫々本
発明実施例の平面図および要部拡大平面図であり、図中
、第１と同一記号は同一意味をもたせて使用してここで
の重複説明は省略する。また、第３図および第４図にお
いて、破線で形成される部分は上記グランドプレーン３
を示している。尚、第４図は「第３図の要部５に相当す
る部分の拡大図である。以下、本発明実施例の動作にっ
て説明する。
薄膜状超電導材料でなる薄膜スクィド、２は例えば平板
状の絶縁体、３は超電導材料でなるグランドプレーンで
ある。また、薄膜スクィド１には、第１および第２穴ｌ
ａ，ｌｂが設けられるとともにこれらの穴ｌａ，ｌｂを
結ぶ細溝ｌｃ，１′ｃの途中にはジョゼフソン接合と呼
ばれる弱い結合部分ｌｄが設けられている。更に、グラ
ンドプレ−ン３には、上記第１および第２の穴ｌａ，ｌ
ｂに夫々対応するように第３および第４の穴３ａ，３ｂ
が設けられるとともに、これらの穴３ａ，３ｂを結ぶ細
濯３ｃ，３′ｃの途中には上記結合部分ｌｄに対応する
ように例えば出島状の凸部３ｄが設けられている。また
、第２図は本発明実施例の使用状態を示す姿部断面図で
あり、図中、第１図と同一記号は同一意味をもたせて使
用し、ここでの重複説明は省略する。尚「 ４は例えば
サファイア等でなる基板であり「該基板の上にグランド
ブレーン３、絶縁体２、および薄膜１が層状をなすよう
に固着されている。更に「第３図および第４図は夫々本
発明実施例の平面図および要部拡大平面図であり、図中
、第１と同一記号は同一意味をもたせて使用してここで
の重複説明は省略する。また、第３図および第４図にお
いて、破線で形成される部分は上記グランドプレーン３
を示している。尚、第４図は「第３図の要部５に相当す
る部分の拡大図である。以下、本発明実施例の動作にっ
て説明する。
上記構成からなる本発明の実施例において上記穴ｌａ，
ｌｂおよび横溝軍ｃ，１′ｃからなる超伝導体リングに
は、量子力学的効果によって譲りングを貴〈磁遠■が物
理的定数のみで定まる磁途童子■。の整数倍に固定され
ている。この状態で外部から磁界が加えられると上託り
ングにしやへい電流１が流れて上記りングの磁束■が常
に一定に保たれるがト上記結合部分ｌｄが臨界電流値ｌ
ｃを有するジョゼフソン接合であるため、上記磁界が増
加して１＝ｌｃとなると上記結合部分が持ちこたえきれ
ずに上記りング内へ磁速が侵入するようになる。また、
該磁遠の侵入によって上記しやへし、電流１が減少して
１＜１。となり、上記りングは再び磁束量子■。の整数
倍の磁束を保持するようになる。このようにして外部か
ら加えられる磁界が一定の割合で増加していくのに対し
「上記りング内の磁束は磁束量子■。を単位として階段
状に増加するとともに、逆に上記磁界が減少するように
も上託りング内の磁束は階段状に減少するようになり、
結果的に上記磁界の変化に対して磁束量子■。を１周期
とした三角波の周期応答を示すようになる。ところで、
上記りングの自己インダクタンスＬ、上記磁束量子■。
、および上記臨界電流ｌｃの間にま、下式【１’のよう
な関係が成立している。また、ｒｆスクィドの固有ノイ
ズスペクトル密度Ｓｉ■は、下式（２｝のように与えら
れ、該式■と上式【１め）ら下式が（３）が導かれる。
（１）Ｌ１ｃご■。（ｉ’ （Ｌ１ｃ）２ Ｓ’功ご１．３ｘ−−−Ｘ（多聖上）％（２）ＷＲＦ
ＩＣの。
ｌｂおよび横溝軍ｃ，１′ｃからなる超伝導体リングに
は、量子力学的効果によって譲りングを貴〈磁遠■が物
理的定数のみで定まる磁途童子■。の整数倍に固定され
ている。この状態で外部から磁界が加えられると上託り
ングにしやへい電流１が流れて上記りングの磁束■が常
に一定に保たれるがト上記結合部分ｌｄが臨界電流値ｌ
ｃを有するジョゼフソン接合であるため、上記磁界が増
加して１＝ｌｃとなると上記結合部分が持ちこたえきれ
ずに上記りング内へ磁速が侵入するようになる。また、
該磁遠の侵入によって上記しやへし、電流１が減少して
１＜１。となり、上記りングは再び磁束量子■。の整数
倍の磁束を保持するようになる。このようにして外部か
ら加えられる磁界が一定の割合で増加していくのに対し
「上記りング内の磁束は磁束量子■。を単位として階段
状に増加するとともに、逆に上記磁界が減少するように
も上託りング内の磁束は階段状に減少するようになり、
結果的に上記磁界の変化に対して磁束量子■。を１周期
とした三角波の周期応答を示すようになる。ところで、
上記りングの自己インダクタンスＬ、上記磁束量子■。
、および上記臨界電流ｌｃの間にま、下式【１’のよう
な関係が成立している。また、ｒｆスクィドの固有ノイ
ズスペクトル密度Ｓｉ■は、下式（２｝のように与えら
れ、該式■と上式【１め）ら下式が（３）が導かれる。
（１）Ｌ１ｃご■。（ｉ’ （Ｌ１ｃ）２ Ｓ’功ご１．３ｘ−−−Ｘ（多聖上）％（２）ＷＲＦ
ＩＣの。
ＳｉはＬ （３）但し、
Ｌ：自己ィンダクタンス、ｌｃ：臨界電流Ｓｉ′？：固
有ノイズスペクトル密度、■。
Ｌ：自己ィンダクタンス、ｌｃ：臨界電流Ｓｉ′？：固
有ノイズスペクトル密度、■。
：磁束量子 ＷＲＦ：Ｍ角周波数 ＫＢ：ボルッマン定
数 Ｔ：絶体温度而して、本発明実施例においては上述
の如く、結合部分ｌｄが絶縁体２を介して凸部３ｄと肴
設されているために、薄膜スクィドー単独の場合に比し
て、上記りングの自己ィンダクタンスが小さくなってい
る。
数 Ｔ：絶体温度而して、本発明実施例においては上述
の如く、結合部分ｌｄが絶縁体２を介して凸部３ｄと肴
設されているために、薄膜スクィドー単独の場合に比し
て、上記りングの自己ィンダクタンスが小さくなってい
る。
このため、上式‘１）からＬ→４・ならｌｃ→大となり
「自己ィンダクタンスＬが減少した分だけ臨界電流ｌｃ
が増加するようになる。また、上式｛８１からＬ→小な
らＳｉ→小となり、自己ィンダクタンスＬが減少した分
だけノイズも減少するようになる。以上詳しく説明した
ような本発明の実施例によれば、上誌臨界電流ｌｃが増
加しているため、該臨界電流ｌｃの調整が容易になると
いう利点を有する。
「自己ィンダクタンスＬが減少した分だけ臨界電流ｌｃ
が増加するようになる。また、上式｛８１からＬ→小な
らＳｉ→小となり、自己ィンダクタンスＬが減少した分
だけノイズも減少するようになる。以上詳しく説明した
ような本発明の実施例によれば、上誌臨界電流ｌｃが増
加しているため、該臨界電流ｌｃの調整が容易になると
いう利点を有する。
また〜上述の如くノイズが減少するため、Ｓ／Ｎ比も著
しく改善されるという利点も有する。更に、前記従釆例
において前記結合部分の長さ〆が長い場合ふ第５図の回
路構成図に示す如く結合部分×に直列にィンダクタンス
いが入った等価回路となり、亙−Ｖ特性が理想的なジョ
ゼフソン接合から大きくずれていたが、本発明実施例に
よれば自己ィンダクタンスＬｏが超伝導グランドプレー
ンによって上述の如く減少するためｔ 重一Ｖ特性も理
想的なジョゼフソン接合の場合に近づくという利点も有
している。
しく改善されるという利点も有する。更に、前記従釆例
において前記結合部分の長さ〆が長い場合ふ第５図の回
路構成図に示す如く結合部分×に直列にィンダクタンス
いが入った等価回路となり、亙−Ｖ特性が理想的なジョ
ゼフソン接合から大きくずれていたが、本発明実施例に
よれば自己ィンダクタンスＬｏが超伝導グランドプレー
ンによって上述の如く減少するためｔ 重一Ｖ特性も理
想的なジョゼフソン接合の場合に近づくという利点も有
している。
第官図は本発明実施例の分解斜視図、第２図は本発明実
施例の使用状態を示す姿部断面図、第３図および第亀図
は夫々本発明実施例の平面図および要部拡大平面図ｖ第
５図は従来例の等価回路図である。 重・・。 薄膜スクィド〜 ２…絶縁体〜 ３…グランドプレーン
、４…基板「 ５…要部、軍ａ？ ｌｂ，３ａ，３ｂ…
穴「 亀ｃ，１′ｃ，３ｃ亀３℃…横溝、ｌｄ…結合部
分〜 ３ｄ…凸部。弟′図 弟Ｚ函 弟Ｊ顔 第４函 弟づ図
施例の使用状態を示す姿部断面図、第３図および第亀図
は夫々本発明実施例の平面図および要部拡大平面図ｖ第
５図は従来例の等価回路図である。 重・・。 薄膜スクィド〜 ２…絶縁体〜 ３…グランドプレーン
、４…基板「 ５…要部、軍ａ？ ｌｂ，３ａ，３ｂ…
穴「 亀ｃ，１′ｃ，３ｃ亀３℃…横溝、ｌｄ…結合部
分〜 ３ｄ…凸部。弟′図 弟Ｚ函 弟Ｊ顔 第４函 弟づ図
Claims (1)
- １ ブリツジ形ジヨゼフソン素子を用いた薄膜ｒｆスク
イドにおいて、２つの穴とこれらの穴を結ぶ細溝の途中
に設けられた弱い結合部分とを有する薄膜状超電導材料
でなる薄膜スクイドと、前記穴に夫々対応する２つの穴
とこれらの穴を結ぶ細溝の途中において前記結合部分に
対応するように設けられた凸部とを有する超電導材料で
なるグランドプレーンと、該グランドプレーンと前記薄
膜スクイドに狭着された平板状の絶縁体とを具備してな
る薄膜ｒｆスクイド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196067A JPS602796B2 (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 薄膜ｒｆスクイド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196067A JPS602796B2 (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 薄膜ｒｆスクイド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896786A JPS5896786A (ja) | 1983-06-08 |
| JPS602796B2 true JPS602796B2 (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=16351640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196067A Expired JPS602796B2 (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 薄膜ｒｆスクイド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS602796B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11790538B2 (en) | 2020-11-05 | 2023-10-17 | Powerarena Holdings Limited | Production line monitoring method and monitoring system thereof |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61132885A (ja) * | 1984-12-01 | 1986-06-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 直流バイアス量子干渉計 |
| CN110111966A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-09 | 华北电力大学 | 一种基于磁通泵励磁的超导圆形环片磁体、制备方法及其应用 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP56196067A patent/JPS602796B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11790538B2 (en) | 2020-11-05 | 2023-10-17 | Powerarena Holdings Limited | Production line monitoring method and monitoring system thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5896786A (ja) | 1983-06-08 |
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