Теоретический анализ работы джозефсоновских криотронов

Геннадий Викторович Аверин; Алексей Олегович Спицын; Мария Витальевна Шевцова

doi:10.52575/2687-0959-2023-55-2-166-175

Авторы

Геннадий Викторович Аверин Донецкий национальный университет https://orcid.org/0000-0003-1070-3677
Алексей Олегович Спицын Белгородский государственный национальный исследовательский университет https://orcid.org/0000-0003-3726-9102
Мария Витальевна Шевцова Белгородский государственный национальный исследовательский университет https://orcid.org/0000-0002-5445-7669

DOI:

https://doi.org/10.52575/2687-0959-2023-55-2-166-175

Ключевые слова:

джозефсоновский криотрон, логический элемент, LCJC (логический управляемый джозефсоновский контакт), криоэлектроника

Аннотация

Рассмотрены различные схемы работы джозефсоновских криотронов, технологии их изготовления и способы эксплуатации; изучено решение вопросов стабильности работы логических вентилей, в основе которых лежит эффект Джозефсона, и предельно допустимых геометрических параметров криотрона. Построена вольт-амперная характеристика джозефсоновского криотрона с четырьмя устойчивыми режимами работы; составлена система дифференциальных уравнений, определяющих переходную характеристику криотронов с заданными параметрами в условиях гелиевых и азотных температур; предложены рекомендации по улучшению характеристик джозефсоновских криотронов, а также обозначены перспективы дальнейших исследований.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Геннадий Викторович Аверин, Донецкий национальный университет

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой компьютерных наук, Донецкий национальный университет, ул. Университетская, 1, Донецк, 283001, ДНР

Алексей Олегович Спицын, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

студент 4-го курса факультета математики и естественнонаучного образования педагогического института, Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Победы, 85, Белгород, 308015, Россия

Мария Витальевна Шевцова, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры математики факультета математики и естественнонаучного образования педагогического института, Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
ул. Победы, 85, Белгород, 308015, Россия

Библиографические ссылки

Алфеев В. Н., Бахтин П. А., Васенков А. А. 1985. Интегральные схемы и микроэлектронные устройства на сверхпроводниках. М., Радио и связь, 232.

Игумнов В. Н. 2019. Основы высокотемпературной криоэлектроники: учебное пособие. 2-е изд., стер. – Москва; Берлин: Директ-Медиа, 238.

Патент RU 2298260 C1, H01L 39/24. 27.04.2007.

Патент RU 2364009 C1, H01L 39/18. 10.08.2009.

Патент RU 2080693 C1, H01L39/22. 27.05.1997.

Сатлер О. Н., Спицын А. О. 2021. Механизм пиннинга в технологии контроля старения материалов. Журнал технических исследований, 2: 53-65.

Спицын А. О. 2020. Закономерности туннелирования в технологиях контроля старения материалов и биохимической эволюции. Научный альманах, 12-2(74): 64-70.

Тиханский М. В., Шурыгин Ф. М., Тиханская К.М. 2003. Моделирование переходных процессов в джозефсоновских элементах памяти с использованием реальных ВАХ туннельных переходов. Вестник национального университета «Львовская политехника». Электроника, 482: 152-161.

Тинкхам М. 2013. Введение в сверхпроводимость. М.: Книга по Требованию, 310.

Chen Y., et al. 2009. Enhanced flux pinning by BaZrO3 and (Gd, Y)2O3 nanostructures in metal organic chemical vapor deposited GdYBCO high temperature superconductor tapes. Appl. Phys. Lett., 94: 062513. DOI: 10.1063/1.3082037.

Faley M. I., Fiadziushkin H., Frohn B., Sch?ffelgen P., Dunin-Borkowski R. E. 2022. TiN nanobridge Josephson junctions and nanoSQUIDs on SiN-buffered Si. Superconductor Science and Technology, 35: 065001. DOI: 10.1088/1361-6668/ac64cd.

Gray R. L., Murphy S. T., Rushton M. J. D. 2022. Molecular dynamics simulations of radiation damage in YBa2Cu3O7. Superconductor Science and Technology., 35 (3): 035010. DOI: 10.1088/1361-6668/ac47dc.

Keren A., Blau N., Gavish N., Kenneth O., Ivry Y., Suleiman M. 2022. Stiffness and coherence length measurements of ultra-thin superconductors, and implications for layered superconductors. Superconductor Science and Technology, 35 (7): 075013. DOI: 10.1088/1361-6668/ac7173.

Menushenkov A. P., Ivanov A. A., Chernysheva O. V., et al. 2022. The influence of BaSnO3 and BaZrO3 nanoinclusions on the critical current and local structure of HTS coated conductors. Superconductor Science and Technology, 35. (6): 065006. DOI: 10.1088/1361-6668/ac68a6.

Russo R., Esposito E., Crescitelli A., Di Gennaro E., Granata C., Vettoliere A., Cristiano R., Lisitskiy M. 2016. NanoSQUIDs based on niobium nitride films. Superconductor Science and Technology, 30: 024009. DOI: 10.1088/1361-6668/30/2/024009.

Shishkin A. G., Skryabina O. V., Gurtovoi V. L., Dizhur S. E., Faley M. I., Golubov A. A., Stolyarov V. S. 2020. Planar MoRe-based dc nanoSQUID. Superconductor Science and Technology, 33: 065005. DOI: 10.1088/1361-6668/ab877c.

Soloviev I. I., Bakurskiy S. V., Ruzhickiy V. I., Klenov N. V., Kupriyanov M. Yu., Golubov A. A., Skryabina O. V., Stolyarov V. S. 2021. Miniaturization of Josephson Junctions for Digital Superconducting Circuits. Physical Review Applied, 16: 044060. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.16.044060.

Sumption M. D., et al. 2008. Magnetization creep and decay in YBA2CU3O7-x thin films with artificial nanostructure pinning. Phys. Rev. B., 77: 094506. DOI: 10.1103/PhysRevB.77.094506.

Tolpygo S. K. 2016. Superconductor digital electronics: Scalability and energy efficiency issues. Low Temperature Physics, 42: 5. 361-378. DOI: 10.1063/1.4948618.

Troeman A. G. P., van der Ploeg S. H. W., Il’Ichev E, Meyer H-G, Golubov A. A., Kupriyanov M. Y., Hilgenkamp H. 2008. Temperature dependence measurements of the supercurrent-phase relationship in niobium nanobridges. Physical Review B, 77: 024509. DOI: 10.1103/PhysRevB.77.024509.