Brevet FR2141668A1 — publié le 19730126

La présente invention concerne un élément Josephson, notamment les couches isolantes minces pour barrières Josephson. Les réalisations de telles couches par voie d'oxydation des surfaces de supraconducteurs sous pression d'oxygène normale ou réduite et avec ou sans décharge luminescente est connue. Les couches réalisées de cette façon ne possèdent qu'une faible constance dans le temps; particulièrement désavantageuse est leur faible résistance aux variations de température due au fait qu'avec les supraconducteurs usuels comme par exemple le Pb, Nb et Zn, les atomes d'oxygène de la couche d'oxyde tendent à la diffusion. Il est en outre connu de réaliser les couches isolantes de manière à appliquer par sublimation ou par évaporation, des unités monomères de polymères organiques et à les amener à la polymérisation. Etant donné que l'épaisseur de ces couches o monomoléculaires, comprise entre 10 et 30 A, est très faible, il est extremement difficile d'en obtenir une structure homogène. C'est plus particulièrement la densité électrique des couches qui n'est pas assurée avec une probabilité suffisante; en plus il subsiste la possibilité de la formation d'ilote. L'invention est basée sur le problème d'utiliser pour les couches Josephson des métaux qui tendent à la formation de couches d'oxyde très stables, cependant qui, à la température de service prévue de 4,2 #C ne sont pas de bons supraconduc- teurs ou ne le sont pas du tout. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par le fait que, pour stabiliser la couche isolante, disposée entre deux couches supraconducteurs, il est prévu un élément Josephson comportant une couche qui, à la température de service de l'élément est normalement conductrice et dont l'une des surfaces est pourvue d'une couche résistante réalisée, par exemple, par voie d'oxydation. En exploitant l'effet de proximité, on peut appliquer sur l'une des deux couches supraconductrices, une couche normalement conductrice relativement épaisse en un métal approprié, par exemple une couche d'aluminium de 103 A d'épaisseur, et oxyder la surface de cette couche afin de former une couche d'oxyde stable. L'évolution deviendra plus évidente en considérant ltexem ple de réalisation représenté schématiquement au dessin annexé. L'élément Josephson est constitué par une première couche supraconductrice 2 appliquée sur un support 1, par une autre couche 3 consistant en un métal pouvant être oxydé ou nitré d'une manière stable et contient en conséquence la couche isolante d'oxyde 4, et par une seconde couche supraconductrice 5 d'épaisseur de la couche métallique 3 doit être prévue de façon que les électrons supraconducteurs de la couche 2 conservent encore , par suite de l'effet de proximité, une caractère supraconducteurs jusqu'à la barrière isolante et que la couche mdtallique puisse être appliquée sur la couche 2 sans formation d'ilots et avec une homogénéité suffisante. Toutes ces deux exigences sont satisfaites, par exemple pour l'aluminium, lorsqu'on utilise une couche d'approximativement 103 A d'épaisseur. Ensuite, on réalise la couche métallique, d'une manière connue, sous pression normale ou réduite, le cas échéant dans une décharge luminescente. L'application de la seconde couche supraconductrice 5 complète ltélément Josephson. R E V E N D I C A T I O N Elément Josephson, caractérisé en ce que pour stabiliser la couche d'isolant disposée entre deux couches supraconductrices, l'élément comporte une couche qui, à la température de service de l'élément , est normalement conductrice et dont l'une des surfaces est pourvue d'une couche résistante réalisée, par exemple, par oxydation.