本發明是關于一種工作在液氮溫度或該溫度以上溫區，并特指容易制造和運行穩定的超導器件。

到目前為止，諸如鈮三鍺（Nb₃Ge）等材料已被用于制造可在較高溫度運行的超導器件。關于這一技術，H.Rogalla等人已在“IEEE Transactions，”MAG-15，536（1985）〕中討論過。

一種先有的超導器件制造技術，其中制造由多個超導電極同半導體或正常金屬耦合在一起顯示超導性的超導器件制造技術，R.B.Van????Dovor等人已在（“Joarnal????of????Applied????Physics”Vol.52，P.7327，1981〕中做過討論。另外，一種在上面超導器件上利用場效應原理能夠控制超導電極間耦合的三端超導器件，T.D.Clark等人也已在〔Journal????of????Applied????Physics，”Vol.5，P.2736，1980〕中討論過。這種三端超導器件的剖面結構如圖1所示。在這種器件中，流徑基底1上的半導體層2和設置在與之相接觸的兩個超導電極3a和3b的電流值，能夠靠改變電極3a和3b之間的控制極5上的電壓，改變其超導鄰近效應的方法來控制?？刂茦O5通過一層電絕緣膜4布置在半導體膜2上。

這種先有三端超導器件技術已經使用了鉛（Pb）、鉛合金、鈮（Nb）和鈮化合物做為其超導電極的材料。但是為使這種采用這些材料的超導器件能夠運行，必須將其放在溫度接近液氮溫度（4.2K）的環境氣氛中。而且，為了增強兩個超導電極間的超導鄰近效應的影響，兩個超導電極的間距必須在0.5um以內，使這種器件在制造上變得十分困難。

另外，在這種三端超導器件的先有技術中，超導電極和半導體成正常導體都已用過不同元素的材料來制造。例如，超導電極的材料用鈮（Nb），鉛合金和錫（Sn）等材料中的任何一種，而半導體或正常導體的材料用硅（Si），砷化錮（InAs）和銅等材料中的任何一種。可是，這些材料組合還說明，這種器件是由電性質完全不同的超導體材料、半導體材料或正常導體材料的堆積組合構成的。這種超導器件的結構也就是在半導體或正常導體的表面上覆蓋一層由不同材料構成的超導體膜。在此情況，超導體的特性對導體或半導體的表面狀態非常敏感，而使這種結構器件的特性很容易變化。這給重復制造帶來很大困難。

這些超導體超導臨界溫度（Tc）大都在10-20K左右。這說明其器件的特性會由于溫度變化等原因而易于變得不穩定。

由于這種先有技術的三端超導器件主要是在液氦溫區運行，其冷卻是靠浸泡在液氦中或用氦氣冷卻的方法進行的?？墒且汉ず馨嘿F，并且做為制冷劑是不經濟的。另一個問題是，由于液氦的溫度要比室溫低得多，器件本身的掌握等問題都很困難。液氦的這些問題直接導致這種超導器件本身在經濟和掌握方面的問題。

另外，以前用的超導材料都是多晶或者非晶。對于多晶材料，要精確地進行微制造成0.5um或更小的部件是困難的。再者，如果作為超導體所用材料的超導性質，依賴于晶體的取向，那么這種多晶材料的晶粒取向就需要在超導體的每一制造過程中嚴格控制，可是一般來說，這種控制是很困難的，會有在制造過程中器件特性的差異變大的問題。

具有超導弱連接的先有技術的三端超導器件結構上的特征是所謂的“微橋”，這種“微橋”是一超導薄膜部分地構成的塞狀物，它起到弱連接性質的作用。特別是對于鈮（Nb）型超導材料，光刻或電子束刻蝕制板工藝和用于生成超導薄膜的工藝技術已被結合用于制造超導弱連接元件。這樣的弱連接元件已被應用于能夠探測微弱磁場的磁通量子探測器或高靈敏度微波/毫米波探測器。這種磁通量子探測器具有10^-9奧斯特（Oe）這樣高的磁通分辯能力，被用于磁腦電圖和磁心電圖探測器。這種弱連接元件的微波探測范圍能夠覆蓋住不能用其它半導體器件探測到的10¹²赫茲（Hz）的高頻段。如此，備有超導弱連接元件的超導器件做為電磁波探測器具有優異的性能。然而，由于先有技術中的這種超導器件中的鈮（Nb）型超導材料的臨界溫度只有23K或更低，因此用鈮型超導材料形成的這種超導器件只能在液氦中（4.2K）運行。

這個例子引自〔“IEEE????Transactions????on????Magnetics”，Vol.MAG21，No.2，MARCH1985，PP932-934。〕

本發明的第一個目的是提供一種對溫度變化穩定，并且能夠在液氦溫度或液氦以上溫度運行的超導器件。