Разработка и исследование двухбарьерных джозефсоновских переходов и их применение в сверхпроводниковой электронике

• Автор: Балашов, Дмитрий Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 107 с. : ил.

1. Основные соотношения в сверхпроводпиковой электронике
1.1. Эффект Джозефсона и RCSJ модель
1.2. Классификация слабых связей
1.3. Основные соотношения микроскопической теории
1.4. двухбарьерных джозефсоновских переходов Параметры джозефсоновских переходов в различных технологиях
2. Технологический цикл изготовления сверхпроводниковых цифровых
2.1. БОК схем и экспериментальная измерительная система СИС технология изготовления джозефсоновских туннельных
2.2. переходов с внешним шунтирующим резистором ' • СИНИС технология изготовления двухбарьерных
2.2.1. джозефсоновских туннельных переходов Технологические требования
2.2.2. Основные технологические процедуры ,
2.2.3. Последовательность технологических опрераций
2.3. при изготовлении цифровых БОК схем на основе СИНИС переходов Установка экспериментального тестирования микрочипов
3. Электрофизические свойства двухбарьерных джозефсоновских
3.1. СИНИС переходов Одиночные СИНИС контакты
3.1.1. Вольт-амперные характеристики
3.1.2. Зависимость плотности критического тока и характерного
3.1.3. напряжения контактов от параметров окисления туннельных барьеров Величина гистерезиса на ВАХ переходов
3.1.4. Зависимость плотности критического тока и характерного
3.1.5. напряжения переходов от температуры Зависимость характерного напряжения контактов от параметра
3.1.6. МИКрОСКОПИЧеСКОЙ Теории усff Влияние внешнего микроволнового излучения
3.1.7. Переход во внешнем магнитном поле
3.2. Цепочки двухбарьерных переходов
3.3. Возможности и ограничения на применение СИНИС переходов в схемах высокой степени интеграции
4. Сверхпроводниковые цифровые БОК схемы на основе СИНИС 1 технологического процесса
4.1. Требования к параметрам элементов цифровых БОК схем
4.2. Исследование областей работоспособности цифровых БОК
4.2.1. Преобразование одноквантовой формы представления информации в потенциальную и обратное преобразование
4.2.2. Высокочастотное исследование передачи и обработки одноквантовых импульсов в БОК схемах на основе Т - триггера
4.2.3. 8 - битный сдвиговый регистр
4.2.4. Детектирование редких сбоев в цифровых БОК схемах Заключение
Цитируемая литература Список публикаций

треугольников) формирование туннельных барьеров происходило при величинах экспозиций £ = 48 Пасек/24 Па сек (£ = 0,4 Па-120 сек/0,4 Па-60 сек), а для переходов (обозначены на рис.3.4, в виде квадратов) при Е = 36 Па сек / 27 Па-сек (Е = 0,3 Па-120 сек / 0,3 Па-90 сек). Таким образом, демонстрируемые двухбарьерными СИНИС переходами параметры в случае несимметричного окисления туннельных барьеров, подтверждают предположение о существенном влиянии морфологии пленок А1 на прозрачность туннельных барьеров, растущих на их поверхностях. Учет этого эффекта при дальнейшей оптимизации параметров двухбарьерных СИНИС переходов (повышение характерной частоты Ус и плотности критического тока ус) позволяет надеяться на достижение предельных значений этих величин, предсказываемых микроскопической теорией двухбарьерных контактов.
Плотность критического тока, ус (А/см2)
Рис. 3.4. Зависимость характерного напряжения Ус от плотности критического тока ус двухбарьерных СИНИС (КЬ-А1/А1^0у'А1/А1г0>/А1-ИЬ) переходов. Контакты обладают различными толщинами А1 пленок и значениями экспозиций туннельных барьеров.
Тип данных толщины А1 слоев СИНИС перехода условия формирования туннельных барьеров
Ромбы 10 нм/10 нм/10 нм симметричное, Е = 30 ... 120 Па-сек
Окружности 8 нм/8 нм/8 нм Симметричное, Е=96 Па-сек
Треугольники 10 нм/8 нм/10 нм Несиммтричное, Е- 48/24 Па-сек
Квадраты 10 нм/8 нм/10 нм Несимметричное, Е = 36 / 27 Па-сек