圧力によって超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体薄膜を用いた圧力検出装置、ジョセフソン素子および超伝導量子干渉計
【課題】温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた圧力検出装置を提供する。
【解決手段】圧力検出装置３０は、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力が相互に異なる複数の超伝導体薄膜１１〜１４のうち、絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜１２〜１４を電流計２４２，２５２，２６２によって検出し、その検出した超伝導体薄膜１２〜１４の臨界圧力のうち、最大の臨界圧力を容器１０内の圧力として検出する。
【解決手段】圧力検出装置３０は、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力が相互に異なる複数の超伝導体薄膜１１〜１４のうち、絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜１２〜１４を電流計２４２，２５２，２６２によって検出し、その検出した超伝導体薄膜１２〜１４の臨界圧力のうち、最大の臨界圧力を容器１０内の圧力として検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力によって超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体薄膜を用いた圧力検出装置、ジョセフソン素子および超伝導量子干渉計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの超伝導体からなるジョセフソン素子が知られている（特許文献１）。
【０００３】
このジョセフソン素子は、２つのセラミック超伝導体を壁開面を介して接合した構造からなる。そして、２つのセラミック超伝導体が分離しないように圧力が壁開面に印加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２６３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のジョセフソン素子では、温度を制御して超伝導状態から常伝導状態へ遷移させる必要があるため、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移させることは困難である。
【０００６】
そこで、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた圧力検出装置を提供することが望まれる。
【０００７】
また、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いたジョセフソン素子を提供することが望まれる。
【０００８】
さらに、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた超伝導量子干渉計を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
圧力検出装置は、容器と、複数の薄膜と、検出器とを備える。容器は、１０Ｋ以下の絶対温度に保持される。複数の超伝導体薄膜は、容器内に配置され、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力が相互に異なる。検出器は、複数の超伝導体薄膜のうち、超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜を検出し、その検出した超伝導体薄膜の臨界圧力のうち最大の臨界圧力を容器内の圧力として検出する。
【００１０】
圧力検出装置は、複数の第１および第２の電極をさらに備えてもよい。複数の第１の電極は、複数の超伝導体薄膜に対応して設けられ、各々が対応する超伝導体薄膜の一方端に接続される。複数の第２の電極は、複数の超伝導体薄膜に対応して設けられ、各々が対応する超伝導体薄膜の他方端に接続される。そして、検出器は、各超伝導体薄膜の両端に配置された第１および第２の電極間に流れる電流を検出することにより、複数の超伝導体薄膜のうち、超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜を検出する。
【００１１】
複数の超伝導体薄膜は、添加物量が相互に異なる複数のＣｕＩｒ２Ｓ４からなってもよい。
【００１２】
また、ジョセフソン素子は、超伝導体薄膜と、圧力印加器とを備える。超伝導体薄膜は、１０Ｋ以下の絶対温度に保持され、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなる。圧力印加器は、超伝導体薄膜の一部に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する。
【００１３】
圧力印加器は、複数の突起部材と、押付部材とを含んでもよい。押付部材は、複数の突起部材を超伝導体薄膜の一部に押し付ける。
【００１４】
押付部材は、電歪素子または圧電素子からなってもよい。
【００１５】
圧力印加器は、超伝導体薄膜の一部に接して配置された電歪素子からなってもよい。
【００１６】
さらに、超伝導量子干渉計は、超伝導体薄膜と、第１および第２の圧力印加器とを備える。超伝導体薄膜は、輪形状を有するとともに、１０Ｋ以下の絶対温度に保持されたＣｕＲｈ２Ｓ４からなる。第１の圧力印加器は、超伝導体薄膜の第１の一部分に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する。第２の圧力印加器は、超伝導体薄膜の第１の一部分と異なる第２の一部分に臨界圧力以上の圧力を印加する。
【００１７】
第１および第２の圧力印加器の各々は、複数の突起部材と、押付部材とを含んでもよい。押付部材は、複数の突起部材を超伝導体薄膜の一部に押し付ける。
【発明の効果】
【００１８】
圧力検出装置においては、臨界圧力以上の圧力が印加されて超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜を検出し、その検出した超伝導体薄膜の臨界圧力のうち、最大の臨界圧力を容器内の圧力として検出する。
【００１９】
したがって、温度を一定に保持したまま、印加される圧力の大きさによって超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体薄膜を用いて圧力を検出できる。
【００２０】
また、ジョセフソン素子は、超伝導体薄膜の一部に臨界圧力以上の圧力を印加して超伝導体薄膜の一部を絶縁層に遷移させて作製される。
【００２１】
したがって、温度を一定に保持したまま、超伝導体薄膜に印加する圧力の大きさを変えることによってジョセフソン素子を作製できる。
【００２２】
さらに、超伝導量子干渉計は、超伝導体薄膜の一部に臨界圧力以上の圧力を印加して超伝導体薄膜の一部を絶縁層に遷移させて作製される。
【００２３】
したがって、温度を一定に保持したまま、超伝導体薄膜に印加する圧力の大きさを変えることによって超伝導量子干渉計を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態において用いられる超伝導体薄膜の斜視図である。
【図２】ＣｕＲｈ２Ｓ４の比抵抗と圧力との関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態による圧力検出装置の構成を示す概略図である。
【図４】この発明の実施の形態によるジョセフソン素子の構成を示す概略図である。
【図５】この発明の実施の形態による他のジョセフソン素子の構成を示す概略図である。
【図６】この発明の実施の形態による超伝導量子干渉計の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２６】
図１は、この発明の実施の形態において用いられる超伝導体薄膜の斜視図である。図１を参照して、超伝導体薄膜１は、略直方体形状を有し、スピネル混合物であるＣｕＲｈ２Ｓ４からなる。
【００２７】
このＣｕＲｈ２Ｓ４の作製方法は、次のとおりである。９９．９９９％の銅（Ｃｕ）の粉と、９９．９％のロジウム（Ｒｈ）の粉と、９９．９９９９％のイオウ（Ｓ）の粉とをストイキオメトリな量比で混ぜ合わせる。
【００２８】
そして、その混ぜ合わせたＣｕ，ＲｈおよびＳの粉を石英管に封止し、８５０℃で１０日間、熱処理する。
【００２９】
その後、Ｃｕ，ＲｈおよびＳの混合物を粉砕した後、ペレット中で圧縮し、１０００℃で３日間、焼結する。これによって、ＣｕＲｈ２Ｓ４が作製される。
【００３０】
図２は、ＣｕＲｈ２Ｓ４の比抵抗と圧力との関係を示す図である。図２において、縦軸は、比抵抗を表し、横軸は、ＣｕＲｈ２Ｓ４に印加される圧力を表す。また、曲線ｋ１は、１０Ｋの絶対温度における比抵抗と圧力との関係を示し、曲線ｋ２は、３００Ｋの絶対温度における比抵抗と圧力との関係を示す。
【００３１】
図２を参照して、３００Ｋの絶対温度においては、８ＧＰａの圧力をＣｕＲｈ２Ｓ４に印加しても、比抵抗は、１×１０−３Ω・ｃｍまでしか上昇しない（曲線ｋ２参照）。
【００３２】
一方、１０Ｋの絶対温度においては、ＣｕＲｈ２Ｓ４の比抵抗は、ＣｕＲｈ２Ｓ４に印加される圧力が０〜５．３ＧＰａの範囲では、１×１０−３Ω・ｃｍよりも小さく、ＣｕＲｈ２Ｓ４に印加される圧力が０〜５．３ＧＰａ以上になると、急激に大きくなる。
【００３３】
このように、ＣｕＲｈ２Ｓ４は、１０Ｋ以下の絶対温度において超伝導体になり、１０Ｋ以下の温度において、５．３ＧＰａよりも小さい圧力が印加されると、超伝導状態を保持し、５．３ＧＰａ以上の圧力が印加されると、超伝導体から絶縁体へ遷移する。
【００３４】
なお、５．ＧＰａの圧力は、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩである。
【００３５】
図３は、この発明の実施の形態による圧力検出装置の構成を示す概略図である。図３を参照して、この発明の実施の形態による圧力検出装置３０は、容器１０と、超伝導体薄膜１１〜１４と、電極１５〜２２と、測定器２３〜２６と、検出器２７とを備える。
【００３６】
容器１０は、略四角形の形状からなる。そして、容器１０の内部は、液体窒素等によって１０Ｋ以下の絶対温度に冷却されている。
【００３７】
超伝導体薄膜１１〜１４は、容器１０内において、並列に配置される。超伝導体薄膜１１は、ＣｕＲｈ２Ｓ４またはＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ１を有する。また、超伝導体薄膜１２は、亜鉛（Ｚｎ）を添加したＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ２（＜ＰＭＩ１）を有する。さらに、超伝導体薄膜１３は、Ｚｎを超伝導体薄膜１２よりも多く添加したＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ３（＜ＰＭＩ２）を有する。さらに、超伝導体薄膜１４は、Ｚｎを超伝導体薄膜１３よりも多く添加したＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ４（＜ＰＭＩ３）を有する。
【００３８】
なお、臨界圧力ＰＭＩ１は、５．３ＧＰａからなり、臨界圧力ＰＭＩ４は、０．５ＧＰａからなる。
【００３９】
電極１５〜２２の各々は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）からなる。そして、電極１５〜１８は、それぞれ、超伝導体薄膜１１〜１４の一方端に接続され、電極１９〜２２は、それぞれ、超伝導体薄膜１１〜１４の他方端に接続される。
【００４０】
測定器２３は、導線を介して電極１５，１９間に接続される。測定器２４は、導線を介して電極１６，２０間に接続される。測定器２５は、導線を介して電極１７，２１間に接続される。測定器２６は、導線を介して電極１８，２２間に接続される。
【００４１】
測定器２３は、直流電源２３１と、電流計２３２とを含む。直流電源２３１は、直流電圧Ｖを電極１５，１９間に印加する。電流計２３２は、直流電源２３１が直流電圧Ｖを電極１５，１９間に印加したときに超伝導体薄膜１１に流れる電流Ｉ１を検出し、その検出した電流Ｉ１を検出器２７へ出力する。
【００４２】
測定器２４は、直流電源２４１と、電流計２４２とを含む。直流電源２４１は、直流電圧Ｖを電極１６，２０間に印加する。電流計２４２は、直流電源２４１が直流電圧Ｖを電極１６，２０間に印加したときに超伝導体薄膜１２に流れる電流Ｉ２を検出し、その検出した電流Ｉ２を検出器２７へ出力する。
【００４３】
測定器２５は、直流電源２５１と、電流計２５２とを含む。直流電源２５１は、直流電圧Ｖを電極１７，２１間に印加する。電流計２５２は、直流電源２５１が直流電圧Ｖを電極１７，２１間に印加したときに超伝導体薄膜１３に流れる電流Ｉ３を検出し、その検出した電流Ｉ３を検出器２７へ出力する。
【００４４】
測定器２６は、直流電源２６１と、電流計２６２とを含む。直流電源２６１は、直流電圧Ｖを電極１８，２２間に印加する。電流計２６２は、直流電源２６１が直流電圧Ｖを電極１８，２２間に印加したときに超伝導体薄膜１４に流れる電流Ｉ４を検出し、その検出した電流Ｉ４を検出器２７へ出力する。
【００４５】
検出器２７は、電流計２３２，２４２，２５２，２６２からそれぞれ電流Ｉ１〜Ｉ４を受ける。また、検出器２７は、電流Ｉ１〜Ｉ４と臨界圧力ＰＭＩ１〜ＰＭＩ４との対応関係を保持している。
【００４６】
そして、検出器２７は、電流Ｉ１〜Ｉ４のうち、電流Ｉｊ（ｊは、１〜４の少なくとも１つ）が“０”になると、その電流Ｉｊに対応付けられた臨界圧力ＰＭＩｊのうち、最大の臨界圧力を容器１０内の圧力として検出する。
【００４７】
検出器２７は、たとえば、超伝導体薄膜１２〜１４に流れる電流Ｉ２〜Ｉ４が“０”になると、臨界圧力ＰＭＩ２〜ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ２を容器１０内の圧力として検出する。容器１０内の圧力ＰがＰＭＩ２＜Ｐ＜ＰＭＩ１の範囲であれば、超伝導体薄膜１２〜１４が超伝導体から絶縁体へ遷移するので、絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜１２〜１４に流れる電流Ｉ２〜Ｉ４は、“０”になる。したがって、検出器２７は、臨界圧力ＰＭＩ２〜ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ２を容器１０内の圧力として検出する。
【００４８】
すなわち、検出器２７は、超伝導体薄膜１１〜１４のうち、超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜１２〜１４を検出し、その検出した超伝導体薄膜１２〜１４の臨界圧力ＰＭＩ２〜ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ２を容器１０内の圧力として検出する。
【００４９】
また、検出器２７は、超伝導体薄膜１４に流れる電流Ｉ４が“０”になると、臨界圧力ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ４を容器１０内の圧力として検出する。
【００５０】
検出器２７は、他の超伝導体薄膜に流れる電流が“０”になる場合も、同様にして容器１０内の圧力を検出する。
【００５１】
このように、圧力検出装置３０は、超伝導体薄膜１１〜１４の温度を１０Ｋ以下の絶対温度に保持したまま、超伝導体薄膜１１〜１４に印加される圧力が臨界圧力ＰＭＩ以上になると、超伝導体から絶縁体へ遷移するという特性を利用して容器１０内の圧力を検出する。
【００５２】
したがって、圧力検出装置３０は、容器１０内の温度を１０Ｋ以下の絶対温度に保持したまま容器１０内の圧力を検出できる。
【００５３】
なお、圧力検出装置３０は、４個の超伝導体薄膜１１〜１４に限らず、一般的には、複数の超伝導体薄膜を備えていればよい。
【００５４】
図４は、この発明の実施の形態によるジョセフソン素子の構成を示す概略図である。図４を参照して、この発明の実施の形態によるジョセフソン素子４０は、基体３１と、超伝導体薄膜３２と、支持部材３３と、ネジ３４と、押付部材３５とを備える。
【００５５】
なお、超伝導体薄膜３２は、液体窒素等によって、１０Ｋ以下の絶対温度に冷却されている。
【００５６】
超伝導体薄膜３２は、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなるとともに、棒状形状を有する。そして、超伝導体薄膜３２は、基体３１上に配置される。支持部材３３は、略Ｌ字形状からなり、一方端が基体３１に固定される。そして、支持部材３３は、他方端側にネジ３４と嵌合するネジ孔（図示せず）を有する。
【００５７】
ネジ３４は、支持部材３３に形成されたネジ孔と嵌合し、時計回りに回転することによって押付部材３５を超伝導体薄膜３２に押し付ける。
【００５８】
押付部材３５は、超伝導体薄膜３２の任意の一部分に接して配置される。そして、押付部材３５は、ネジ３４によって超伝導体薄膜３２に押し付けられる。
【００５９】
押付部材３５は、突起部材３５１〜３５３と、基台３５４とを含む。突起部材３５１〜３５３の各々は、略平板形状からなり、超伝導体薄膜３２と同じ幅、および１μｍの厚みを有する。そして、複数の突起部材３５１〜３５３は、２μｍの間隔で基台３５４に略垂直に固定される。
【００６０】
基台３５４は、略平板形状からなり、複数の突起部材３５１〜３５３を固定する。そして、基台３５４は、ネジ３４の一方端に接し、ネジ３４が時計回りに回転することによって突起部材３５１〜３５３を超伝導体薄膜３２に押し付ける。
【００６１】
ジョセフソン素子４０においては、ネジ３４は、押付部材３５の突起部材３５１〜３５３の各々が１００ｇ重の圧力を超伝導体薄膜３２に印加するように時計回りに回転する。これによって、臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力が超伝導体薄膜３２に印加される。
【００６２】
そうすると、超伝導体薄膜３２は、超伝導層３２１，３２３と、絶縁層３２２とに分離される。そして、超伝導層３２１，３２３と、絶縁層３２２とからなるジョセフソン素子４０が作製される。
【００６３】
このように、押付部材３５によって超伝導体薄膜３２の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加することにより、超伝導体薄膜３２の一部に絶縁層３２２を形成する。
【００６４】
したがって、同じ材料（ＣｕＲｈ２Ｓ４）からなる超伝導体薄膜３２を用いてジョセフソン素子を作製できる。
【００６５】
また、超伝導体薄膜３２の温度を一定に保持したまま、印加する圧力を制御することによってジョセフソン素子を作製できる。
【００６６】
さらに、同じ材料（ＣｕＲｈ２Ｓ４）からなる超伝導体薄膜３２を用いてジョセフソン素子を作製することによって、ジョセフソン素子４０の特性を変えることができる。すなわち、超伝導体薄膜３２に印加する圧力を変えることによってジョセフソン素子４０自体の特性を変えることができる。この性質は、異なる材料を用いて作製したジョセフソン素子にはない性質である。
【００６７】
なお、ジョセフソン素子４０においては、突起部材は、１個であってもよい。また、ジョセフソン素子４０においては、ネジ３４の代わりに、圧電素子または電歪素子を用いて押付部材３５を超伝導体薄膜３２に押し付けるようにしてもよい。
【００６８】
図５は、この発明の実施の形態による他のジョセフソン素子の構成を示す概略図である。この発明の実施の形態によるジョセフソン素子は、図５に示すジョセフソン素子４０Ａであってもよい。
【００６９】
図５を参照して、ジョセフソン素子４０Ａは、図４に示すジョセフソン素子４０の支持部材３３およびネジ３４を削除し、押付部材３５を圧電素子３５Ａに代えたものであり、その他は、ジョセフソン素子４０と同じである。
【００７０】
圧電素子３５Ａは、超伝導体薄膜３２に密着して超伝導体薄膜３２上に配置される。そして、圧電素子３５Ａは、電圧源（図示せず）によって電圧が印加されることにより、超伝導体薄膜３２を厚み方向へ押し付ける。
【００７１】
これによって、超伝導体薄膜３２は、超伝導層３２１，３２３と、絶縁層３２２とに分離され、ジョセフソン素子４０Ａが作製される。
【００７２】
なお、ジョセフソン素子４０Ａにおいては、圧電素子３５Ａの代わりに、電歪素子を用いてもよい。
【００７３】
図６は、この発明の実施の形態による超伝導量子干渉計の構成を示す概略図である。図６を参照して、この発明の実施の形態による超伝導量子干渉計５０は、超伝導体薄膜５１と、押付部材５２，５３とを備える。
【００７４】
なお、超伝導体薄膜５１は、液体窒素等によって、１０Ｋ以下の絶対温度に冷却されている。
【００７５】
超伝導体薄膜５１は、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなり、リング形状を有する。押付部材５２，５３の各々は、図４に示す押付部材３５と同じ構成からなる。
【００７６】
そして、押付部材５２は、超伝導体薄膜５１の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加する。また、押付部材５３は、超伝導体薄膜５１の他の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加する。
【００７７】
その結果、超伝導体薄膜５１は、超伝導層５１１，５１３と、絶縁層５１２，５１４とに分離される。そして、超伝導量子干渉計５０が作製される。
【００７８】
このように、押付部材５２，５３によって超伝導体薄膜５１の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加することにより、超伝導体薄膜５１の一部に絶縁層５１２，５１４を形成する。
【００７９】
したがって、同じ材料（ＣｕＲｈ２Ｓ４）からなる超伝導体薄膜５１を用いて超伝導量子干渉計を作製できる。
【００８０】
また、超伝導体薄膜５１の温度を一定に保持したまま、印加する圧力を制御することによって超伝導量子干渉計を作製できる。
【００８１】
なお、超伝導量子干渉計５０においては、押付部材５２，５３（＝押付部材３５）の突起部材は、１個であってもよい。また、超伝導量子干渉計５０においては、ネジ３４の代わりに、圧電素子または電歪素子を用いて押付部材５２，５３を超伝導体薄膜５１に押し付けるようにしてもよい。さらに、超伝導量子干渉計５０においては、圧電素子３５Ａ（または電歪素子）を用いて絶縁層５１２，５１４を形成するようにしてもよい。
【００８２】
上述したように、圧力検出装置３０、ジョセフソン素子４０，４０Ａおよび超伝導量子干渉計５０は、超伝導体の温度を一定に保持したまま、超伝導体薄膜（＝ＣｕＲｈ２Ｓ４）に印加される圧力が臨界圧力ＰＭＩ以上になると、超伝導体から絶縁体へ遷移するという特性を利用したものである。
【００８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
この発明は、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた圧力検出装置に適用される。また、この発明は、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いたジョセフソン素子に適用される。さらに、この発明は、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた超伝導量子干渉計に適用される。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 容器、１１〜１４ 超伝導体薄膜、３０ 圧力検出装置、２４２，２５２，２６２ 電流計。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力によって超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体薄膜を用いた圧力検出装置、ジョセフソン素子および超伝導量子干渉計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの超伝導体からなるジョセフソン素子が知られている（特許文献１）。
【０００３】
このジョセフソン素子は、２つのセラミック超伝導体を壁開面を介して接合した構造からなる。そして、２つのセラミック超伝導体が分離しないように圧力が壁開面に印加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２６３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のジョセフソン素子では、温度を制御して超伝導状態から常伝導状態へ遷移させる必要があるため、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移させることは困難である。
【０００６】
そこで、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた圧力検出装置を提供することが望まれる。
【０００７】
また、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いたジョセフソン素子を提供することが望まれる。
【０００８】
さらに、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた超伝導量子干渉計を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
圧力検出装置は、容器と、複数の薄膜と、検出器とを備える。容器は、１０Ｋ以下の絶対温度に保持される。複数の超伝導体薄膜は、容器内に配置され、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力が相互に異なる。検出器は、複数の超伝導体薄膜のうち、超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜を検出し、その検出した超伝導体薄膜の臨界圧力のうち最大の臨界圧力を容器内の圧力として検出する。
【００１０】
圧力検出装置は、複数の第１および第２の電極をさらに備えてもよい。複数の第１の電極は、複数の超伝導体薄膜に対応して設けられ、各々が対応する超伝導体薄膜の一方端に接続される。複数の第２の電極は、複数の超伝導体薄膜に対応して設けられ、各々が対応する超伝導体薄膜の他方端に接続される。そして、検出器は、各超伝導体薄膜の両端に配置された第１および第２の電極間に流れる電流を検出することにより、複数の超伝導体薄膜のうち、超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜を検出する。
【００１１】
複数の超伝導体薄膜は、添加物量が相互に異なる複数のＣｕＩｒ２Ｓ４からなってもよい。
【００１２】
また、ジョセフソン素子は、超伝導体薄膜と、圧力印加器とを備える。超伝導体薄膜は、１０Ｋ以下の絶対温度に保持され、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなる。圧力印加器は、超伝導体薄膜の一部に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する。
【００１３】
圧力印加器は、複数の突起部材と、押付部材とを含んでもよい。押付部材は、複数の突起部材を超伝導体薄膜の一部に押し付ける。
【００１４】
押付部材は、電歪素子または圧電素子からなってもよい。
【００１５】
圧力印加器は、超伝導体薄膜の一部に接して配置された電歪素子からなってもよい。
【００１６】
さらに、超伝導量子干渉計は、超伝導体薄膜と、第１および第２の圧力印加器とを備える。超伝導体薄膜は、輪形状を有するとともに、１０Ｋ以下の絶対温度に保持されたＣｕＲｈ２Ｓ４からなる。第１の圧力印加器は、超伝導体薄膜の第１の一部分に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する。第２の圧力印加器は、超伝導体薄膜の第１の一部分と異なる第２の一部分に臨界圧力以上の圧力を印加する。
【００１７】
第１および第２の圧力印加器の各々は、複数の突起部材と、押付部材とを含んでもよい。押付部材は、複数の突起部材を超伝導体薄膜の一部に押し付ける。
【発明の効果】
【００１８】
圧力検出装置においては、臨界圧力以上の圧力が印加されて超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜を検出し、その検出した超伝導体薄膜の臨界圧力のうち、最大の臨界圧力を容器内の圧力として検出する。
【００１９】
したがって、温度を一定に保持したまま、印加される圧力の大きさによって超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体薄膜を用いて圧力を検出できる。
【００２０】
また、ジョセフソン素子は、超伝導体薄膜の一部に臨界圧力以上の圧力を印加して超伝導体薄膜の一部を絶縁層に遷移させて作製される。
【００２１】
したがって、温度を一定に保持したまま、超伝導体薄膜に印加する圧力の大きさを変えることによってジョセフソン素子を作製できる。
【００２２】
さらに、超伝導量子干渉計は、超伝導体薄膜の一部に臨界圧力以上の圧力を印加して超伝導体薄膜の一部を絶縁層に遷移させて作製される。
【００２３】
したがって、温度を一定に保持したまま、超伝導体薄膜に印加する圧力の大きさを変えることによって超伝導量子干渉計を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の実施の形態において用いられる超伝導体薄膜の斜視図である。
【図２】ＣｕＲｈ２Ｓ４の比抵抗と圧力との関係を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態による圧力検出装置の構成を示す概略図である。
【図４】この発明の実施の形態によるジョセフソン素子の構成を示す概略図である。
【図５】この発明の実施の形態による他のジョセフソン素子の構成を示す概略図である。
【図６】この発明の実施の形態による超伝導量子干渉計の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２６】
図１は、この発明の実施の形態において用いられる超伝導体薄膜の斜視図である。図１を参照して、超伝導体薄膜１は、略直方体形状を有し、スピネル混合物であるＣｕＲｈ２Ｓ４からなる。
【００２７】
このＣｕＲｈ２Ｓ４の作製方法は、次のとおりである。９９．９９９％の銅（Ｃｕ）の粉と、９９．９％のロジウム（Ｒｈ）の粉と、９９．９９９９％のイオウ（Ｓ）の粉とをストイキオメトリな量比で混ぜ合わせる。
【００２８】
そして、その混ぜ合わせたＣｕ，ＲｈおよびＳの粉を石英管に封止し、８５０℃で１０日間、熱処理する。
【００２９】
その後、Ｃｕ，ＲｈおよびＳの混合物を粉砕した後、ペレット中で圧縮し、１０００℃で３日間、焼結する。これによって、ＣｕＲｈ２Ｓ４が作製される。
【００３０】
図２は、ＣｕＲｈ２Ｓ４の比抵抗と圧力との関係を示す図である。図２において、縦軸は、比抵抗を表し、横軸は、ＣｕＲｈ２Ｓ４に印加される圧力を表す。また、曲線ｋ１は、１０Ｋの絶対温度における比抵抗と圧力との関係を示し、曲線ｋ２は、３００Ｋの絶対温度における比抵抗と圧力との関係を示す。
【００３１】
図２を参照して、３００Ｋの絶対温度においては、８ＧＰａの圧力をＣｕＲｈ２Ｓ４に印加しても、比抵抗は、１×１０−３Ω・ｃｍまでしか上昇しない（曲線ｋ２参照）。
【００３２】
一方、１０Ｋの絶対温度においては、ＣｕＲｈ２Ｓ４の比抵抗は、ＣｕＲｈ２Ｓ４に印加される圧力が０〜５．３ＧＰａの範囲では、１×１０−３Ω・ｃｍよりも小さく、ＣｕＲｈ２Ｓ４に印加される圧力が０〜５．３ＧＰａ以上になると、急激に大きくなる。
【００３３】
このように、ＣｕＲｈ２Ｓ４は、１０Ｋ以下の絶対温度において超伝導体になり、１０Ｋ以下の温度において、５．３ＧＰａよりも小さい圧力が印加されると、超伝導状態を保持し、５．３ＧＰａ以上の圧力が印加されると、超伝導体から絶縁体へ遷移する。
【００３４】
なお、５．ＧＰａの圧力は、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩである。
【００３５】
図３は、この発明の実施の形態による圧力検出装置の構成を示す概略図である。図３を参照して、この発明の実施の形態による圧力検出装置３０は、容器１０と、超伝導体薄膜１１〜１４と、電極１５〜２２と、測定器２３〜２６と、検出器２７とを備える。
【００３６】
容器１０は、略四角形の形状からなる。そして、容器１０の内部は、液体窒素等によって１０Ｋ以下の絶対温度に冷却されている。
【００３７】
超伝導体薄膜１１〜１４は、容器１０内において、並列に配置される。超伝導体薄膜１１は、ＣｕＲｈ２Ｓ４またはＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ１を有する。また、超伝導体薄膜１２は、亜鉛（Ｚｎ）を添加したＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ２（＜ＰＭＩ１）を有する。さらに、超伝導体薄膜１３は、Ｚｎを超伝導体薄膜１２よりも多く添加したＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ３（＜ＰＭＩ２）を有する。さらに、超伝導体薄膜１４は、Ｚｎを超伝導体薄膜１３よりも多く添加したＣｕＩｒ２Ｓ４からなり、超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力ＰＭＩ４（＜ＰＭＩ３）を有する。
【００３８】
なお、臨界圧力ＰＭＩ１は、５．３ＧＰａからなり、臨界圧力ＰＭＩ４は、０．５ＧＰａからなる。
【００３９】
電極１５〜２２の各々は、たとえば、アルミニウム（Ａｌ）からなる。そして、電極１５〜１８は、それぞれ、超伝導体薄膜１１〜１４の一方端に接続され、電極１９〜２２は、それぞれ、超伝導体薄膜１１〜１４の他方端に接続される。
【００４０】
測定器２３は、導線を介して電極１５，１９間に接続される。測定器２４は、導線を介して電極１６，２０間に接続される。測定器２５は、導線を介して電極１７，２１間に接続される。測定器２６は、導線を介して電極１８，２２間に接続される。
【００４１】
測定器２３は、直流電源２３１と、電流計２３２とを含む。直流電源２３１は、直流電圧Ｖを電極１５，１９間に印加する。電流計２３２は、直流電源２３１が直流電圧Ｖを電極１５，１９間に印加したときに超伝導体薄膜１１に流れる電流Ｉ１を検出し、その検出した電流Ｉ１を検出器２７へ出力する。
【００４２】
測定器２４は、直流電源２４１と、電流計２４２とを含む。直流電源２４１は、直流電圧Ｖを電極１６，２０間に印加する。電流計２４２は、直流電源２４１が直流電圧Ｖを電極１６，２０間に印加したときに超伝導体薄膜１２に流れる電流Ｉ２を検出し、その検出した電流Ｉ２を検出器２７へ出力する。
【００４３】
測定器２５は、直流電源２５１と、電流計２５２とを含む。直流電源２５１は、直流電圧Ｖを電極１７，２１間に印加する。電流計２５２は、直流電源２５１が直流電圧Ｖを電極１７，２１間に印加したときに超伝導体薄膜１３に流れる電流Ｉ３を検出し、その検出した電流Ｉ３を検出器２７へ出力する。
【００４４】
測定器２６は、直流電源２６１と、電流計２６２とを含む。直流電源２６１は、直流電圧Ｖを電極１８，２２間に印加する。電流計２６２は、直流電源２６１が直流電圧Ｖを電極１８，２２間に印加したときに超伝導体薄膜１４に流れる電流Ｉ４を検出し、その検出した電流Ｉ４を検出器２７へ出力する。
【００４５】
検出器２７は、電流計２３２，２４２，２５２，２６２からそれぞれ電流Ｉ１〜Ｉ４を受ける。また、検出器２７は、電流Ｉ１〜Ｉ４と臨界圧力ＰＭＩ１〜ＰＭＩ４との対応関係を保持している。
【００４６】
そして、検出器２７は、電流Ｉ１〜Ｉ４のうち、電流Ｉｊ（ｊは、１〜４の少なくとも１つ）が“０”になると、その電流Ｉｊに対応付けられた臨界圧力ＰＭＩｊのうち、最大の臨界圧力を容器１０内の圧力として検出する。
【００４７】
検出器２７は、たとえば、超伝導体薄膜１２〜１４に流れる電流Ｉ２〜Ｉ４が“０”になると、臨界圧力ＰＭＩ２〜ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ２を容器１０内の圧力として検出する。容器１０内の圧力ＰがＰＭＩ２＜Ｐ＜ＰＭＩ１の範囲であれば、超伝導体薄膜１２〜１４が超伝導体から絶縁体へ遷移するので、絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜１２〜１４に流れる電流Ｉ２〜Ｉ４は、“０”になる。したがって、検出器２７は、臨界圧力ＰＭＩ２〜ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ２を容器１０内の圧力として検出する。
【００４８】
すなわち、検出器２７は、超伝導体薄膜１１〜１４のうち、超伝導体から絶縁体へ遷移した超伝導体薄膜１２〜１４を検出し、その検出した超伝導体薄膜１２〜１４の臨界圧力ＰＭＩ２〜ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ２を容器１０内の圧力として検出する。
【００４９】
また、検出器２７は、超伝導体薄膜１４に流れる電流Ｉ４が“０”になると、臨界圧力ＰＭＩ４のうち、最大の臨界圧力ＰＭＩ４を容器１０内の圧力として検出する。
【００５０】
検出器２７は、他の超伝導体薄膜に流れる電流が“０”になる場合も、同様にして容器１０内の圧力を検出する。
【００５１】
このように、圧力検出装置３０は、超伝導体薄膜１１〜１４の温度を１０Ｋ以下の絶対温度に保持したまま、超伝導体薄膜１１〜１４に印加される圧力が臨界圧力ＰＭＩ以上になると、超伝導体から絶縁体へ遷移するという特性を利用して容器１０内の圧力を検出する。
【００５２】
したがって、圧力検出装置３０は、容器１０内の温度を１０Ｋ以下の絶対温度に保持したまま容器１０内の圧力を検出できる。
【００５３】
なお、圧力検出装置３０は、４個の超伝導体薄膜１１〜１４に限らず、一般的には、複数の超伝導体薄膜を備えていればよい。
【００５４】
図４は、この発明の実施の形態によるジョセフソン素子の構成を示す概略図である。図４を参照して、この発明の実施の形態によるジョセフソン素子４０は、基体３１と、超伝導体薄膜３２と、支持部材３３と、ネジ３４と、押付部材３５とを備える。
【００５５】
なお、超伝導体薄膜３２は、液体窒素等によって、１０Ｋ以下の絶対温度に冷却されている。
【００５６】
超伝導体薄膜３２は、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなるとともに、棒状形状を有する。そして、超伝導体薄膜３２は、基体３１上に配置される。支持部材３３は、略Ｌ字形状からなり、一方端が基体３１に固定される。そして、支持部材３３は、他方端側にネジ３４と嵌合するネジ孔（図示せず）を有する。
【００５７】
ネジ３４は、支持部材３３に形成されたネジ孔と嵌合し、時計回りに回転することによって押付部材３５を超伝導体薄膜３２に押し付ける。
【００５８】
押付部材３５は、超伝導体薄膜３２の任意の一部分に接して配置される。そして、押付部材３５は、ネジ３４によって超伝導体薄膜３２に押し付けられる。
【００５９】
押付部材３５は、突起部材３５１〜３５３と、基台３５４とを含む。突起部材３５１〜３５３の各々は、略平板形状からなり、超伝導体薄膜３２と同じ幅、および１μｍの厚みを有する。そして、複数の突起部材３５１〜３５３は、２μｍの間隔で基台３５４に略垂直に固定される。
【００６０】
基台３５４は、略平板形状からなり、複数の突起部材３５１〜３５３を固定する。そして、基台３５４は、ネジ３４の一方端に接し、ネジ３４が時計回りに回転することによって突起部材３５１〜３５３を超伝導体薄膜３２に押し付ける。
【００６１】
ジョセフソン素子４０においては、ネジ３４は、押付部材３５の突起部材３５１〜３５３の各々が１００ｇ重の圧力を超伝導体薄膜３２に印加するように時計回りに回転する。これによって、臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力が超伝導体薄膜３２に印加される。
【００６２】
そうすると、超伝導体薄膜３２は、超伝導層３２１，３２３と、絶縁層３２２とに分離される。そして、超伝導層３２１，３２３と、絶縁層３２２とからなるジョセフソン素子４０が作製される。
【００６３】
このように、押付部材３５によって超伝導体薄膜３２の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加することにより、超伝導体薄膜３２の一部に絶縁層３２２を形成する。
【００６４】
したがって、同じ材料（ＣｕＲｈ２Ｓ４）からなる超伝導体薄膜３２を用いてジョセフソン素子を作製できる。
【００６５】
また、超伝導体薄膜３２の温度を一定に保持したまま、印加する圧力を制御することによってジョセフソン素子を作製できる。
【００６６】
さらに、同じ材料（ＣｕＲｈ２Ｓ４）からなる超伝導体薄膜３２を用いてジョセフソン素子を作製することによって、ジョセフソン素子４０の特性を変えることができる。すなわち、超伝導体薄膜３２に印加する圧力を変えることによってジョセフソン素子４０自体の特性を変えることができる。この性質は、異なる材料を用いて作製したジョセフソン素子にはない性質である。
【００６７】
なお、ジョセフソン素子４０においては、突起部材は、１個であってもよい。また、ジョセフソン素子４０においては、ネジ３４の代わりに、圧電素子または電歪素子を用いて押付部材３５を超伝導体薄膜３２に押し付けるようにしてもよい。
【００６８】
図５は、この発明の実施の形態による他のジョセフソン素子の構成を示す概略図である。この発明の実施の形態によるジョセフソン素子は、図５に示すジョセフソン素子４０Ａであってもよい。
【００６９】
図５を参照して、ジョセフソン素子４０Ａは、図４に示すジョセフソン素子４０の支持部材３３およびネジ３４を削除し、押付部材３５を圧電素子３５Ａに代えたものであり、その他は、ジョセフソン素子４０と同じである。
【００７０】
圧電素子３５Ａは、超伝導体薄膜３２に密着して超伝導体薄膜３２上に配置される。そして、圧電素子３５Ａは、電圧源（図示せず）によって電圧が印加されることにより、超伝導体薄膜３２を厚み方向へ押し付ける。
【００７１】
これによって、超伝導体薄膜３２は、超伝導層３２１，３２３と、絶縁層３２２とに分離され、ジョセフソン素子４０Ａが作製される。
【００７２】
なお、ジョセフソン素子４０Ａにおいては、圧電素子３５Ａの代わりに、電歪素子を用いてもよい。
【００７３】
図６は、この発明の実施の形態による超伝導量子干渉計の構成を示す概略図である。図６を参照して、この発明の実施の形態による超伝導量子干渉計５０は、超伝導体薄膜５１と、押付部材５２，５３とを備える。
【００７４】
なお、超伝導体薄膜５１は、液体窒素等によって、１０Ｋ以下の絶対温度に冷却されている。
【００７５】
超伝導体薄膜５１は、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなり、リング形状を有する。押付部材５２，５３の各々は、図４に示す押付部材３５と同じ構成からなる。
【００７６】
そして、押付部材５２は、超伝導体薄膜５１の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加する。また、押付部材５３は、超伝導体薄膜５１の他の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加する。
【００７７】
その結果、超伝導体薄膜５１は、超伝導層５１１，５１３と、絶縁層５１２，５１４とに分離される。そして、超伝導量子干渉計５０が作製される。
【００７８】
このように、押付部材５２，５３によって超伝導体薄膜５１の一部に臨界圧力ＰＭＩ（＝５．３ＧＰａ）以上の圧力を印加することにより、超伝導体薄膜５１の一部に絶縁層５１２，５１４を形成する。
【００７９】
したがって、同じ材料（ＣｕＲｈ２Ｓ４）からなる超伝導体薄膜５１を用いて超伝導量子干渉計を作製できる。
【００８０】
また、超伝導体薄膜５１の温度を一定に保持したまま、印加する圧力を制御することによって超伝導量子干渉計を作製できる。
【００８１】
なお、超伝導量子干渉計５０においては、押付部材５２，５３（＝押付部材３５）の突起部材は、１個であってもよい。また、超伝導量子干渉計５０においては、ネジ３４の代わりに、圧電素子または電歪素子を用いて押付部材５２，５３を超伝導体薄膜５１に押し付けるようにしてもよい。さらに、超伝導量子干渉計５０においては、圧電素子３５Ａ（または電歪素子）を用いて絶縁層５１２，５１４を形成するようにしてもよい。
【００８２】
上述したように、圧力検出装置３０、ジョセフソン素子４０，４０Ａおよび超伝導量子干渉計５０は、超伝導体の温度を一定に保持したまま、超伝導体薄膜（＝ＣｕＲｈ２Ｓ４）に印加される圧力が臨界圧力ＰＭＩ以上になると、超伝導体から絶縁体へ遷移するという特性を利用したものである。
【００８３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
この発明は、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた圧力検出装置に適用される。また、この発明は、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いたジョセフソン素子に適用される。さらに、この発明は、温度を一定に保持したまま超伝導体から絶縁体へ遷移する超伝導体を用いた超伝導量子干渉計に適用される。
【符号の説明】
【００８５】
１０ 容器、１１〜１４ 超伝導体薄膜、３０ 圧力検出装置、２４２，２５２，２６２ 電流計。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０Ｋ以下の絶対温度に保持され、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなる超伝導体薄膜と、
前記超伝導体薄膜の一部に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する圧力印加器とを備えるジョセフソン素子。
【請求項２】
前記圧力印加器は、
複数の突起部材と、
前記複数の突起部材を前記超伝導体薄膜の一部に押し付ける押付部材とを含む、請求項１に記載のジョセフソン素子。
【請求項３】
前記押付部材は、電歪素子または圧電素子からなる、請求項２に記載のジョセフソン素子。
【請求項４】
前記圧力印加器は、前記超伝導体薄膜の一部に接して配置された電歪素子からなる、請求項２に記載のジョセフソン素子。
【請求項５】
輪形状を有するとともに、１０Ｋ以下の絶対温度に保持されたＣｕＲｈ２Ｓ４からなる超伝導体薄膜と、
前記超伝導体薄膜の第１の一部分に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する第１の圧力印加器と、
前記超伝導体薄膜の前記第１の一部分と異なる第２の一部分に前記臨界圧力以上の圧力を印加する第２の圧力印加器とを備える超伝導量子干渉計。
【請求項６】
前記第１および第２の圧力印加器の各々は、
複数の突起部材と、
前記複数の突起部材を前記超伝導体薄膜の一部に押し付ける押付部材とを含む、請求項５に記載の超伝導量子干渉計。
【請求項１】
１０Ｋ以下の絶対温度に保持され、ＣｕＲｈ２Ｓ４からなる超伝導体薄膜と、
前記超伝導体薄膜の一部に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する圧力印加器とを備えるジョセフソン素子。
【請求項２】
前記圧力印加器は、
複数の突起部材と、
前記複数の突起部材を前記超伝導体薄膜の一部に押し付ける押付部材とを含む、請求項１に記載のジョセフソン素子。
【請求項３】
前記押付部材は、電歪素子または圧電素子からなる、請求項２に記載のジョセフソン素子。
【請求項４】
前記圧力印加器は、前記超伝導体薄膜の一部に接して配置された電歪素子からなる、請求項２に記載のジョセフソン素子。
【請求項５】
輪形状を有するとともに、１０Ｋ以下の絶対温度に保持されたＣｕＲｈ２Ｓ４からなる超伝導体薄膜と、
前記超伝導体薄膜の第１の一部分に超伝導体から絶縁体へ遷移する臨界圧力以上の圧力を印加する第１の圧力印加器と、
前記超伝導体薄膜の前記第１の一部分と異なる第２の一部分に前記臨界圧力以上の圧力を印加する第２の圧力印加器とを備える超伝導量子干渉計。
【請求項６】
前記第１および第２の圧力印加器の各々は、
複数の突起部材と、
前記複数の突起部材を前記超伝導体薄膜の一部に押し付ける押付部材とを含む、請求項５に記載の超伝導量子干渉計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−４１０６０（Ｐ２０１０−４１０６０Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３９３４（Ｐ２００９−２１３９３４）
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【分割の表示】特願２００９−５２５８３８（Ｐ２００９−５２５８３８）の分割
【原出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１６日（２００９．９．１６）
【分割の表示】特願２００９−５２５８３８（Ｐ２００９−５２５８３８）の分割
【原出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
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