Сверхпроводящий элемент памяти

О П САН - Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциал истицескихРеспублик(51) М. ( 6 11 С 11/44 Гасударственный кемктет СССР ке делам кэебретенкй в еткрмткй(088.8) Иата опубликования описания 05,10.79(72) Автор изобретения ИностранецПьер Леопольд Герет (Бельгия) Иностранная фирмаИнтернэшнл Бизнес Машинз Корпорейшн(54) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ПАМЯТИ Изобретение относится к области ЗУ и мо-.жет найти применение в ЭВМ,Известны сверхпроводящие элементы памяти,использующие туннельный эффект Джозефсона,Один из таких элементов памяти содержитдва прибора Джозефсона 11.Однако ои имеет болыиие габариты и не может быть использован для создания ЗУ большойемкости. 10Из известных устройств наиболее близкимтехническим решением к изобретению являетсясверхпроводящии элемент памяти, содержащийприбор Джозефсона, состоящий из двух плоскихэлектродов, соединенных при помощи окисной 15пленки, расположенной между ними 21,Недостатками этого элемента являются невысокое быстродействие и большая рассеива.емая мощность, объясняющиеся необходимостьюиметь сверхпроводящую петлю для хранения ин- рвформации,Целью изобретения является повышение быст.родействия элемента и уменьшение рассеиваемойв нем мощности. Поставленная цель достигается тем, что в предложенном элементе один из плоских элект. родов выполнен прямоугольной формы, а дру. гой электрод выполнен из трех соединенных между собой шин, При этом крайние шины имеют одинаковую ширину, а средняя - меньшую шиРину и длину, Равную пяти длинам проникнове. ния Джозефсона.Сверхпроводящкй элемент памяти целесооб. разно 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 (см.фиг.1) содержит прибор Джозефсона, состо.ящий из двух плоских электродов 1 и 2, соеди. пенных при помощи расположенной между ними окисной пленки 3. Электрод 1 имеет прямоугольную форму. Электрод 2 выполнен из трех691114 Формула изобретения 20 соединенных между собой шин 2 22 и 2 з.Крайние шины 2, и 2 имеют одинаковую ширину, а средняя шина 2 имеет мньшую цирицуи длину Е равную пяти длинам проникновенияДжозефсоца Х, т.е. /Ь 1 = 5Толщина окисной пленки 3 под средней ши.цой 2 равна или больше толщины пленки 3 подкрайними шинами 2, й 2,Элемент в первом приближении можно пред.ставить в виде эквивалентной схемы, содержащей 10два соединения Джозефсона 4 ц 5, связанных индуктйвностью б (см. фиг. 1).Описанный элемент (см, фиг. 2) имеет характеристику с двумя, по крайней мере, вихре.выми режимами, накладывающимися частично 1 5один на другой. Благодаря этому в одном извихревых режимов, .по меньшей мере, один одиночный квант магнитного потока может бытьзахвачен элементом, в то время как в любомдругом варевом режиме может быть захвачено другое число квантов магнитного потока,причем накладывающиеся вихревые режимы со.ответственно связываются с хранимыми цифро.вь;ми величинами.Элемент работает таким образом, что за исключением переключения между вихревыми режймами 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. З 0жет быть. в вихревом режиме А, в то время какниже кривой 8 элемент может быть в вихревомрежиме В, В заштрихованной области 9 элементможет быть в любом из двух режимов, в зави.симости от того, в каком режиме будет элемент, З 5когда его рабочая точка попадает в область 9,Кривая линия 1 О замыкает вихревой режимС следующего более высокого порядка,На фиг, 2 показаны только два первых вихревых режима.Например, если прикладывается сначала токуправления Зс,элемент находится в режиме А.Последовательным приложением тока смещенияЗсц, который превышает критическую величину1 элемент переключается из режима А в ре 45жим В. 4Когда ток 1 ссцимается, обрагцое включениене происходит и соединение остается в режиме В,Если затем Зсмснижается до Зсо - ЬЗс и опятьприкладывается ток 1 см1,", то режим Встановится нестабильным и элемент снова пере.ключается в режим А. Последовательное снятиетоков Ь и Ые оставляет элемент в режиме А.Благодаря тому, что каждый переход эле.мента от одного из его двух вихревых режимовк другому влечет за собой изменения содержа.щейся в нем энергии, возможно считывание хранимой информации,Переключение от режима к режиму происходит достаточно быстро и проявляется в видеочень короткого пика напряжения, амплитудакоторого достаточна для того, чтобы его можнобыло отличить от фоновых шумов. 1. Сверхпроводящий элемент памяти, содер.,жащнй прибор Джозефсона, состоящий из двух,плоских электродов, соединенных при помощиокисной пленки, расположенной между ними,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения рассеиваемой мощности, один из плоских электродов выполнен прямоугольной формы, друтойэлектрод выполнен из трех соединенных междусобой шин, причем крайние шины имеют одинаковую ширину, средняя шина имеет меньшуюширину и длину, равную пяти длинам проник.новения Джозефсона.2. Элемент памяти по п. 1, о т л и ч а ю.щийся тем, что толщина окисной пленки подсредней шиной равна или больше толщины этойпленки под крайними шинами,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3626391, кл. 6 11 С 11/44,опублик, 19712, Патент Швейцарии Иф 539919,М. кл, 6 11 С 11/44, опублик. 1973 (прототип) .б 9.1 114 ФФР ем оставитель В, Рудаковехред С,Мигай Корректор О, Бил Редактор Л. Утехин Тираж 681 ПодпиБНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Заказ 5834/5 ное ая,4 иал П