Устройство для формирования сверхпроводящего контакта джозефсона

 

О П И С "А H...È.;.,E (и 442539

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советский

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свпдетельс.ва (22) Заявлено 05.06.72 (21) 1796089/26-25 с присоединением заявки М (32) Приоритет

Опубликовано 05.09.74. Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 28.05.75

Госудврствеииый комитет

Совета Мииистров СССР по делам изобретений и открмтий (51) ». К i 1 01 11!00

Ci 01Г 27/14 (3) УДК 621.317Л45 (088.8) (72) Лв- оры изобретения A. П. Голиков, М, Х. Зелпкм н, Л. М. Клюкпп;: В. А. Фабриков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО КОНТАКГА ДЖОЗЕФСОНА

Изобретение относится к устройствам для формирования контактов Джозефсона, применяемых в чувствительных измерительных приборах и радиотехнических устройствах микроволнового диапазона.

Известны устройства для формирования контакта Джозефсона с регулируемыми параметрами — точечного контакта. Эти устройства содержат хорошо заточенную иглу и полированную пластинку из сверхпроводника, поверхности которых предварительно окислены, а также механическую, систему, с помощью которой игла прижимается к пластине перпендикулярно ее поверхности. Параметры контакта регулируют изменением усилия нажатия иглы при перестройке механической системы.

Недостатками существующих устройств для формирования регулируемого контакта Джозефсона являются их малая устойчивость к помехам и механическим вибрациям, а также поломка рабочих элементов, иглы и пластины, что вызывает необходимость их частой,замены и переградуировки регулирующей части устройства и ограничивает срок службы устройства.

В предложенном устройстве отмеченные недостатки устранены благодаря тому, что подложка, на которой размещена пленка из сверхпроводника, снабженная электрическими выводами, покрыта тонкой магнитной пленкой с полосовой доменной структурой. Поле рассеяния таких пленок достигает весьма больших величин в непосредственной близости от поверхности пленок, причем области концентрации поля имеют вид длинных и тонких параллельных нитей, расположенных на равных расстояниях с периодом поласовой доменной структуры.

Между пленкой .из сверхпроводника и тонкой магнитной пленкой с полосовой доменной структурой, контактируя с пимп по всей площади, расположен тонкий магнитньш экран со

15 щелью, ширина которой равна периоду полосовой, доменной структуры (-1 мкм), причем ориентация доменной структуры задается параллельной щели экрана с помон,ью внешнего магнитного поля, создаваемого маг20 нитной системой. Толщина экрана со щелью

0,5 — 1 мкм; толщина пленки из сверхпроводника не более 1 мкм.

Такое конструктивное выполнение позволяет жестко соединить части контакта и регули25 ровать его параметры изменением напряжен,ности магнитного поля магнитной системы, вследствие чего устраняется взаимное перемещение частей контакта и их порча, исключается необходимость частой замены частей

30 контакта, повышается помехо- и виброустой442539 чивость и увеличивается срок службы устройства.

Схема предложенного устройства для формирования сверхпроводящего контакта Джозефсона показана на чертеже.

У стройство содержит пленку 1 из сверхпроводника, снабженную электрическими выводами 2, которая окружена пленочным магнит ным экраном 3 со щелью шириной d. Со стороны щели расположена тонкая магнитная пленка 4 с полосовой доменной структурой, нанесенная на подложку 5, являющуюся базой всего комплекта пленок. Подложка размещена внутри термостатированного охлаждаемого объема 6, окруженного катушками магнитной системы 7, оси которых лежат в плоскости пленки 4, причем оси двух катушек проходят вдоль щели, а оси двух других ей перпендикулярны. Катушки связаны с регулятором магнитной системы 8. К электрическим выводам 2 подключен прибор 9 для контроля сверхпроводящего состояния.

Устройство работает следующим образом.

Нормальная составляющая поля рассеяния доменов пленки 4, выделенного щелью в экране 3, разрушает сверхпроводимость пленки 1 в области А, Глубина проникновения области

А в пленку 1 зависит от напряженности поля доменов пленки 4. Эта напряженность может изменяться внешним магнитным полем, параллельным доменам пленки 4, которое создается, катушками 7 и может регулироваться по величине изменением токов в катушках 7 регулятором магнитной системы. Регулятор калибруется так, чтобы при минимальном значении тока область А проникла на всю толщину плен ки 1. При этом, поскольку внешнее магнитное поле параллельно щели в экране, то сверхпроводящая пленка 1 разделяется областью нормальной проводимости А, что регистрируется прибором 9 по изменению сопротивления пленки 1 и служит индикатором точности юстировки оси катушек 7 параллельно щели.

По окончании юстировки увеличивают ток в катушках 7. При этом глубина проникновения области А в пленку 1 уменьшается и образуется узкая прослойка Б сверхпроводника, соединяющая две части пленки 1, ранее разделенные областью А. Ширина области Б имеет порядок величины периода доменной структуры, обычно от 0,5 до 1,5 мкм, глубина ее от поверхности пленки 1 плавно изменяется с о

15 точностью порядка 50 — 100A в пределах от 0 до толщины пленки 1. Сверхпроводящая перемычка Б между сверхпроводниками проявляет свойства контакта Джозефсона. Параметры образовавшегося контакта контролируются прибором 9.

Предмет изобретения

Устройство для формирования сверхпрово25 дящего контакта Джозефсона с регулируемыми параметрами, содержащее подложку и пленку из сверхпроводящего материала, отл и чающее ся тем, что, с целью увеличения срока службы устройства, повышения его

ЗО помехоустойчивости и надежности, подложка покрыта магнитной пленкой с полосовой доменной структурой, на .поверхность которой нанесен слой магнитного экрана с расположенной по центру подложки .продольной щеЗ5 лью шириной того же порядка, что и период полосовой доменной структуры, отделяющей поверхность сверхпроводящей пленки от поверхности магнитной пленки, при этом устройство снабжено магнитной системой управле40 ния доменной структурой магнитной пленки.

442539

Составитель В. Далинин

Техред В. Рыбакова

Корректоры; В. Петрова и О. Данишева

Редактор T. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1167 11 Изд. ¹ 538 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб. д. 4/5