Лекция 18 Применения СКВИДов и СП слабых связей

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Туннельный криотрон Это элемент с двумя устойчивыми состояниями. Элемент памяти! ВАХ Джозефсоновского перехода Здесь I o – рабочий ток. Видно 2 устойчивых состояния: V 1 =0 и V 2 =2 /e. Во втором случае R 0

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Туннельный криотрон Сделать I c

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Устройство туннельного криотрона

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Триггер на основе двух Дж. переходах Здесь А и В – Дж. переходы. Это не СКВИД: LI>>Ф о. Т.е. Ф>>Ф о, S-велика

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Триггер на основе двух Дж. переходах Начальное состояние триггера

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Триггер на основе двух Дж. переходах Переключение: Импульс I CA. В плече «А» возникает R 0 (поскольку критток перехода «А» становится меньше I o /2. Весь ток I o потечет через плечо «В». Когда импульс I CA кончится, это состояние схемы останется. Оно устойчиво. В СП кольцо при перераспределении токов зашел магнитный поток, и этот поток сохраняется Теперь, если дадим импульс I CВ, то система перейдет в другое устойчивое состояние: весь ток будет течь через плечо «А». Если повторить импульс I CВ, то ничего не произойдет: система останется в том же состоянии

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Триггер на основе двух Дж. переходах Состояние 1: Положительный обход. I (1) цирк =(I F -I m )/2

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Триггер на основе двух Дж. переходах Состояние 2: Отрицательный обход. I (2) цирк =(I m -I F )/2

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Квантроны – устройства с одиночными квантами потока В триггере величина потока значительно больше Ф о. Ф=I цирк L. Здесь L – индуктивность петли. Петля большая, индуктивность велика. Поток Ф, по-существу, произволен и не равен Ф о, т.е. Ф>>Ф о. Можно сделать (и делается), чтобы Ф=Ф о. Это знакомый нам интерферометр (контур с двумя слабыми связями). Добавим к нему управляющий электрод, получим

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Квантроны – устройства с одиночными квантами потока Подавая определенный импульс тока на управляющий электрод, можно изменять состояние интерферометра: 0 Ф о

Применения СП слабых связей для ЭВМ и цифровых устройств Времена срабатывания Дж. переходов. Для единичного элемента. Эксперименты (лучшие) дают порядка 1 пс= сек. Предельные характеристики схем с Дж. криотронами. Энерговыделение min

Различные другие применения слабых сверхпроводящих связей Изучение биомагнетизма, т.е. магнитных полей от биологических объектов. Перечислю, какие измерения сделаны и уровень сигнала (величина поля В): Тип измеренияБиомагнитный сигнал Примечание (среднее значение) 1)МагнитокардиограммаВ= Гс (МКГ, сердце) 2)МагнитокардиограммаВ= Гс Сигналы от сердца (МКГ) эмбриона плода в утробе матери

Различные другие применения слабых сверхпроводящих связей 3)МагнитомиограммаВ= Гс (ММГ, мышцы) 4)МагнитоокулограммаВ=10 -7 Гс (МОГ, глаз) 5)Магнитный сигнал отВ=10 -7 Гс желудка, тонкого кишечника человека. 6)МагнитоэнцефалограммаВ=10 -8 Гс Изучают собственные (МЭГ, мозг) ритмы мозга 7)Зрительно вызванныйВ= Гс

Различные другие применения слабых сверхпроводящих связей Генерация и прием высокочастотных фононов. Фононная спектроскопия Генератором служит туннельный контакт на одной стороне образца Детектор – слабая СП связь на другой стороне

Различные другие применения слабых сверхпроводящих связей Контакты, управляемые током