Сверхпроводящий элемент памяти
О П С А -"Н- Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистииеских
Республик („1691 (14
К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 19.09.74 (21 } 2063757/18-24 (23) Приоритет- (32) 20.09.73 (31) 13521/73 (33) Швейцария (51} М. Кл
6 11 С 11/44
Гасударственный кематет
СССР ее делам аэебретеней в еткрмтай
Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37 (53) УДК 681 327 (088.8) Дата опубликования описании 05.10.79. (72) Автор изобретения
Иностранец
Пьер Леопольд Герет (Бельгия) Иностранная фирма
Интернэшнл Бизнес Машинз Корпорейшн (США) (71) Заявитель (54) сВеРхпРОВОДЯ(ций элемент пАмЯти
Изобретение относится к области ЗУ и может найти применение в ЭВМ.
Известны сверхпроводящие элементы памяти, использующие туннельный эффект Джозефсона.
Один из таких элементов памяти содержит два прибора Джозефсона (1).
Однако он имеет болыиие габариты и не может быть использован для создания ЗУ большой емкости.
Из известных устройств наиболее близким техническим решением к изобретению является сверхпроводящии элемент памяти, содержащий прибор Джозефсона, состоящий из двух плоских электродов, соединенных при помощи окисной 15 пленки, расположенной между ними (2).
Недостатками этого элемента являются невысокое быстродействие и большая рассеиваемая мощность, объясняющиеся необходимостью иметь сверхпроводящую петлю для хранения ин- рв формации.
Целью изобретения язляется повышение быстродействия злемеата и уменьшение рассеиваемой в нем мощности.
Поставленная цель достигается тем, что в предложенном элементе один из плоских электродов выполнен прямоугольной формы, а другой электрод выполнен из трех соединенных между собой шин. При этом крайние шины имеют одинаковую ширину, а средняя — меньшую ширину и длину, равную пяти длинам проникновения Джозефсона.
Сверхпроводящкй элемент памяти целесообразно выполнить таким образом, что толщина окисной пленки под средней шиной была равна или больше толщины этой пленки под крайними шинами.
На фиг. 1. изображен сверхпроводящий элемент памяти и его эквивалентная схема. На фиг. 2 показана амплитудная характеристика свехпроводящего элемента памяти.
Сверхпроводящий элемент памяти (cM.фиг.1) содержит прибор Джозефсона, состоящий из двух плоских электродов 1 и 2, соединенных при помощи расположенной между ними окисной пленки 3. Электрод 1 имеет прямоугольную форму. Электрод 2 выполнен из трех
691114
Формула изобретения
3 соединенных между собой шин 2>, 2 и 2З.
Крайние шины 2, и 2„имеют одинаковую ширину, а средняя шина 2 имеет мёньшую ширину и длину Е равную пяти длинам проникновения
Джозефсона Xj, т.е. / ) = 5.
Толщина окисной пленки 3 под средней шиной,z равна или больше толщины пленки 3 под крайними шинами 2> и 2 .
Элемент в первом приближении можно представить в виде эквивалентной схемы, содержащей10 два соединения Джозефсона 4 и 5, связанных индуктйвностью б (см. фиг. 1).
Описанный элемент (см. фиг. 2) имеет характеристику с двумя, по крайней мере, вихревыми режимами, накладывающимися частично один на другой. Благодаря этому в одном из вихревых режимов, .по меньшей мере, один одиночный квант магнитного потока может быть захвачен элементом, в то время как в любом другом варевом режиме может быть захвачено другое число квантов магнитного потока, причем накладывающиеся вихревые режимы соответственно связываются с хранимыми цифровь:ми величинами.
Элемент работает таким образом, что за исключением переключения между вихревыми режимами он всегда остается в состоянии сверхпроводимости, т.е. его рабочие точки всегда остаются ниже сплошной линии 7.
В области ниже прямой линии 7 элемент мо- З0 жет быть. в вихревом режиме А, в то вр мя как ниже кривой 8 элемент может быть в вихревом режиме В. В заштрихованной области 9 элемент может быть в любом из двух режимов, в зависимости от того, в каком режиме будет элемент, З5 когда его рабочая точка попадает в область 9.
Кривая линия 1Î замыкает вихревой режим
С следующего более высокого порядка.
На фиг, 2 показаны только два первых вихревых режима.
Например, если прикладывается сначала ток управления 3сс,,элемент находится в режиме А.
Последовательным приложением тока смещения
Зсц, который превыша ет критическую величину
I, элемент переключается из режима А в ре45 жим В.
Когда ток 1е снимается, обрагное включение не происходит и соединение остается в режиме В.
Если затем Зсмснижается до 3со — Ь3с и опять прикладывается ток 1см) 1,", то режим В становится нестабильным и элемент снова переключается в режим А. Последовательное снятие токов Ir и Ые оставляет элемент в режиме А.
Благодаря тому, что каждый переход элемента от одного из его двух вихревых режимов к другому влечет за собой изменения содержащейся в нем энергии, возможно считывание хранимой информации.
Переключение от режима к режиму происходит достаточно быстро и проявляется в виде очень короткого пика напряжения, амплитуда которого достаточна для того, чтобы его можно было отличить от фо живых шумов.
1. Сверхпроводящий элемент памяти, содер,жащий прибор Джозефсона, состоящий иэ двух, плоских электродов, соединенных при помощи окисной пленки, расположенной между ними, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения рассеиваемой мощности, один из плоских электродов выполнен прямоугольной формы, друтой электрод выполнен из трех соединенных между собой шин, причем крайние шины имеют одинаковую ширину, средняя шина имеет меньшую ширину, и длину, равную пяти длинам проникновения Джозефсона.
2. Элемент памяти по п. 1, о т л и ч а ющийся тем, что толщина окиснои пленки под средней шиной равна или больше толщины этой пленки под крайними шинами.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент CIHA Р 3626391, кл. G 11 С 11/44, опублик. 1971.
2. Патент Швейцарии У 539919, М. кл, 6 11 С 11/44, опублик. 1973 (прототип) .
691114
Редактор Л. Утехина
Заказ 5834/58 Тираж 681 Подписное
IJHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
> car
g ИРВФ ем гФ 4 If Zco
4Ьй 2
Составитель В. Рудаков
Техред С.Мигай Корректор О. Билак
4 ца Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
