Сверхпроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 01) 4 4 Н 01 Ь 27 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиофизики и электроники АН УССР(54)(57) СВЕРХПРОВОДНИКОВЫЙ ЭЛЕМЕНТС ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМСОПРОТИВЛЕНИЕМ, содержащий гальванически соединенные сверхпроводящуюи резистивную пленки на изолирующейподложке, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения диапазона рабочих токов и напряжений,пленки соединены последовательно ипоперечное сечение сверхпроводящейпленки монотонно увеличивается к границе пленок.1 112Изобретение относится к устройствам твердотельной криогенной электроники и может быть использовано врадиотехнических устройствах для генерирования, усиления и преобразования электромагнитных сигналов.Известно устройство с отрицатель"ным дифференциальным сопротивлением,выполненное в виде двух напыленныхна подложку пленок сверхпроводников,расположенных одна поверх другой иразделенных между собой диэлектрической пленкой, толщина которой недолжна превышать 1-4 нм (1).Однако в процессе изготовлениятакого элемента вследствие чрезвычайно малой толщины диэлектрика меж"ду сверхпроводящими пленками могутвозникать металлические микроэакоротки, количество которых при эксплуатации устройства самопроизвольновозрастает, что снижает надежностьустойства,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройство,содержащее гальванически соединенныесверхпроводящую и резистивную пленки на изолирующей подложке 1 21.Недостатком данного устройстваявляется узкий диапазон рабочих токов и напряжений, не превышающих0,1 мВ.Цель изобретения - расширение диапазона рабочих токов и напряжений.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве, содержащемгальванически соединенные сверхпро"водящую и резистивную пленки.на изолирующей подложке, пленки соединеныпоследовательно и поперечное сечениесверхпроводящей пленки монотонно уве-.личивается к границе пленок,На чертеже изображен сверхпроводниковый элемент с отрицательным дифференциальным сопротивлением.Сверхпроводниковый элемент состоит из подложки 1, на которой расположены пленка 2 сверхпроводящего металла.и пленка 3 резистивного металла.Пленка 2 сверхпроводящего металлаимеет монотонно увеличивающуюся ширину от меньшего значения М до большего - Ч где она гальванически соеЭдинена с .резистивной пленкой 3, То 1724 2 торых существует отрицательное дифференциальное сопротивление, пропорционален длине пленки, и при длинепленки 80 мкм достигает единиц милливольт,В предложенной конструкции сверхпроводникового элемента с отрицательным дифференциальньм сопротивлением диапазон рабочих токов и напряжений определяетсягеометрией уст"ройства и может быть сделан достаточно большим. Это позволяет сушестф венно повысить устойчивость такогоэлемента к воздействиям внешних полей и облегчает проблему согласования его с другими устройствами криогенной электроники. Пленочное испол кение сверхпроводникового элементапозволяет при массовом его ,производстве использовать технологические методы современной микроэлек- тооники 5 0 15 20 2 коподводящие проводники обозначены 1, а потенциальные - 7.Экспериментально уСтановлено, что при достижении определенной величины плотности тока в сверхпроводящей пленке 2 в сечении Ч , граничащем с пленкой 3 резистивного металла, сверхпроводимость в этом сечении разрушается и от этого сечения по длине сверхпроводящей пленки 2 начинает расти резистивная область. Длина этой области увеличивается пропорционально напряжению на пленке, а плот" ность тока на границе, разделяющей сверхпроводящее и резистивное состояние в пленке 2, сохраняется при этом неизменной,В соответствии с уменьшением поперечного сечения по длине . сверхпроводящей пленки 2 от значения Ч д до У, ток через элемент (по мере роста резистивной области) начинает падать, т.е. на вольт-амперной характеристике возникает участок с отрицательным дифференциальньм сопротивлением. Величина тока, при котором в пленке 2 появляется резистивная область, пропорциональна большему сечению пленки М, а ток, при котором вся пленка переходит в резистивное состояние, определяется величиной сечения ЦУз . Интервал напряжений, при ко ВНИИПИЗаказ б 973/2 Тираж 643 Подписноеа а е Вае еееаа е а аеае е е ешаеПроизв,-полнгр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4