HUT55561A - Binary data storing unit, cryotron and crystalline superconductive material - Google Patents
Binary data storing unit, cryotron and crystalline superconductive material Download PDFInfo
- Publication number
- HUT55561A HUT55561A HU894763A HU476389A HUT55561A HU T55561 A HUT55561 A HU T55561A HU 894763 A HU894763 A HU 894763A HU 476389 A HU476389 A HU 476389A HU T55561 A HUT55561 A HU T55561A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- crystal
- magnetic field
- temperature
- flux
- superconducting
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 30
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 130
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 102
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- NFFYXVOHHLQALV-UHFFFAOYSA-N copper(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Cu].[Cu] NFFYXVOHHLQALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910018274 Cu2 O Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 abstract 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 abstract 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 229910014454 Ca-Cu Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004116 SrO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical class CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 description 1
- 102000011045 Chloride Channels Human genes 0.000 description 1
- 108010062745 Chloride Channels Proteins 0.000 description 1
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- -1 carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/30—Devices switchable between superconducting and normal states
- H10N60/35—Cryotrons
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/44—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using super-conductive elements, e.g. cryotron
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/70—High TC, above 30 k, superconducting device, article, or structured stock
- Y10S505/701—Coated or thin film device, i.e. active or passive
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/775—High tc, above 30 k, superconducting material
- Y10S505/776—Containing transition metal oxide with rare earth or alkaline earth
- Y10S505/782—Bismuth-, e.g. BiCaSrCuO
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
A találmány tárgya bináris adattároló egység, kriotron és olyan kristályos szupravezető anyag, amely különösen alkalmas kriotron működtetésére.
A mágneses alapelven működő adattároló eszközöket nagy számú bistabil elem alkotja, amelyek állapota az információtároláshoz szükséges alapjeleket biztosítja. Ezeknél az elemeknél a két stabil állapot a kívánt két logikai szintnek felel meg, vagyis olyan bináris eszközök jönnek létre, amelyekben az elemek egyik jellemző állapota a O, a másik állapota az 1 logikai szintnek felel meg. Az ismert mágneses adattároló eszközök különféle félvezető anyagú elemeket tartalmaznak, amelyeket integrált áramkörök részeiként hoznak létre. Ugyanúgy ismert mágneses anyagok és mágneses vékonyrétegek alkalmazása erre a célra.
A kriotron olyan eszköz, amely az elektroncső ismert funkcióinak ellátására alkalmas és azt a tényt hasznosítja, hogy a mágneses tér hatásának kitett szupravezető anyag a mágneses tér erősségétől függően kis és nagy ellenállású állapotokat vehet fel. Ha a szupravezető anyagból készült elemen vezérlő egységet alakítunk ki, amelyen áramot engedünk át és így mágneses teret generálunk, a mágneses tér alkalmas lehet a szupravezető állapot megszüntetésére. így az anyag normál állapotába tér vissza. Ezzel a szupravezető periodikusan áramvezetővé és lényegében szigetelő elemmé tehető, amikoris az áram jelenléte vagy hiánya a bináris tároló elemek két logikai szintjének felel meg.
A technika fejlődésével egyre növekvő igény mutatkozik újszerű bináris adattároló elemek kidolgozására. Ezért felada• · κ .......
- 3 tunknak tekintjük a szupravezetés jelenségének hasznosítását erre a célra.
A találmány alapja az a felismerés, hogy bár ez lehetséges, mindeddig a mágneses fluxus szupravezető anyagokból való kizárásának jelenségét nem hasznosították egy tároló elem logikai állapotának azonosításához. Felismerésünk szerint az újszerű szupravezető anyagok lehetővé teszik, hogy a folyékony nitrogénre jellemző 77 K hőmérséklet felhasználásával biztosítsuk a felmerült igény kielégítését.
A kitűzött feladat megoldásaként olyan bináris adattároló egységet dolgoztunk ki, amelyben legalább egy kristály van, és a találmány értelmében hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályt tartalmaz, ahol Τχ > T2 >77 K, a kristály a T2 és a Tjl hőmérsékletek közötti értéket biztosító hűtőegységhez, a kristály alaplapjára merőlegesen legalább lényegében 80 A/m, célszerűen 400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó, és a kizárt fluxust jelentősen csökkentő, az egyenáramú mágneses teret eltávolító és a kizárt fluxust eredeti nagyságába visszatérítő egységhez, továbbá a kristály által kizárt fluxus mennyiségét függetlenül érzékelő egységhez kapcsolódik, ahol a kristály nagy kizárt fluxushoz és kis kizárt fluxushoz tartozó logikai állapotokkal jellemzett adatbitet alkot.
A kitűzött feladat megoldását olyan kristályos szupravezető anyaggal tesszük lehetővé, amelynek összetételét alapvetően a BÍ2Sr3_zCazCu2O8+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9, célszerűen mintegy 0,4 és 0,8 közé
- 4 esik, w nagyobb O-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat. Különösen előnyös, ha z értéke mintegy 0,6 és mintegy 0,7 közé esik, míg lapcentrált ortogonális kristályrácsának rácsállandói rendre a = 0,5409 nm, b = 0,5414 nm és c = = 3,0914 nm.
Ennek megfelelően a találmány szerinti adattároló egység egy igen előnyös megvalósításában legalább egy szupravezető kristályt tartalmaz, amelynek összetételét a BÍ2Sr3_zCazCU20g+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat és a kristály 85 K és 95 K közötti hőmérsékletre lehűtő egységgel kapcsolódik.
Ugyancsak a találmány elé kitűzött feladat megoldására szolgál az a bináris adattároló egység, amelyben legalább egy kristály van, és a találmány értelmében hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályt tartalmaz, ahol T1 > T2 >77 K' a kristály a 77 K és T2 hőmérsékletek közötti értéket biztosító hűtőegységhez, a kristály alaplapjára merőlegesen legalább 800 A/m, célszerűen legalább 2400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó, és a kizárt fluxust csökkentő, az egyenáramú mágneses teret eltávolító és a kizárt flu xust eredeti nagyságába visszatérítő egységhez, továbbá a kristály által kizárt fluxus mennyiségét függetlenül érzékelő egységhez kapcsolódik, ahol a kristály nagy kizárt fluxushoz és kis kizárt fluxushoz tartozó logikai állapotokkal jellemzett adatbitet alkot. Ez esetben is különösen előnyös, ha a legalább egy szupravezető kristályra a fenti, BÍ2Sr3_zCazCu20g+w képlettel meghatározott összetétel jellemző.
Ugyancsak a találmányi feladat megoldását szolgálja az az eljárás, amellyel adattároló kriotron üzemeltetése válik lehetővé, amikoris szupravezető elemen áramot engedünk át, miközben a szupravezető elemet a szupravezetésre jellemző átmeneti (kritikus) hőmérséklet alá hűtjük, és a találmány értelmében a logikai szintek váltását úgy biztosítjuk, hogy a szupravezető elemet Τχ hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályként alakítjuk ki, ahol > T2 >77 K, a kristályt a T2 és a Ti hőmérsékletek közötti értékre hűtjük, alaplapjára merőlegesen legalább 80 A/m, célszerűen legalább 400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret generálunk, ezzel a kristály által hordozott áramot jelentősen csökkentjük, majd az egyenáramú mágneses teret eltávolítjuk és így a kristály által hordozott áramot eredeti nagyságára visszaállítjuk. Ez esetben is különösen célszerű, ha legalább egy olyan szupravezető kristályt alkalmazunk, amelynek összetételét a fenti BÍ2Sr3_zCazCU2Og+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat és a kristályt 85 K és 95 K közötti hőmérsékletre hűtjük.
Megintcsak a találmány elé kitűzött feladat megoldását szolgálja az az adattároló kriotron üzemeltetésére szolgáló eljárás, amikoris szupravezető elemen áramot engedünk át, miközben a szupravezető elemet a szupravezetésre jellemző átmeneti (kritikus) hőmérséklet alá hűtjük, és a találmány értelmében a szupravezető elemet Τχ hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályként alakítjuk ki, ahol > T2 >77 K, a kristályt a T2 és a Tj_ hőmérsékletek közötti értékre hűtjük, alaplapjára merőlegesen legalább 800 A/m, célszerűen legalább 2400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret generálunk, ezzel a kristály által hordozott áramot jelentősen csökkentjük, majd az egyenáramú mágneses teret eltávolítjuk és így a kristály által hordozott áramot eredeti nagyságára visszaállítjuk. Itt is különösen előnyös, ha legalább egy olyan szupravezető kristályt alkalmazunk, amelynek összetételét a Bi2Sr3_zCazCu20g+w képlet a fentiekben leírtak szerint határozza meg, amikoris a kristályt 77 K és 85 K közötti hőmérsékletre hűtjük.
A találmány tárgyát a továbbiakban példaként! foganatosítási módok és kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az
1. ábra a találmány szerinti adattároló egységben alkalmazott szupravezető kristályra jellemző mágneses fluxuskizárás hőmérsékletfüggése a kristály alaplapjára merőleges mágneses tér alkalmazásakor, a
2. ábra a találmány szerinti adattároló egységben alkalmazott szupravezető kristályra jellemző mágneses fluxuskizárás hőmérsékletfüggése a kristály alaplapjával párhuzamos mágneses tér alkalmazásakor, míg a
3. ábra a találmány szerinti adattároló egységben alkalmazott szupravezető kristálynál a gyenge és az erős mágneses fluxuskizárás közötti átmeneti zóna kinagyítása.
A találmány értelmében olyan eszközöket és eljárásokat alkalmazunk, illetve hozunk létre, amelyek alapját megfelelő szupravezető kompozíció alkotja. Ezek megvalósítása érdekében először olyan szupravezető kompozíciót állítunk elő, amelyre a BiaSrbCacCu30x összetétel jellemző, ahol a értéke mintegy 3/2 és mintegy 3 közé, b értéke mintegy 3/2 és mintegy 4 közé, míg c értéke mintegy 1/2 és mintegy 3/2 közé esik, továbbá x = = (1,5a + b + c + y), itt y értéke mintegy 2 és mintegy 5 között van, de a b + c összegnek legalább mintegy 3—nak, de legfeljebb mintegy 5—nek kell lennie. A fenti összetételű szupravezető kompozíciók előállítása a következő lehet. Először keveréket készítünk megfelelő mennyiségű Bi2O3, SrO vagy SrO2, CaO és CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban homogenizáljuk. Az oxidokat prekurzor vegyületeik, például karbonátok is helyettesíthetik akár egy, akár több összetevőnél. Egy másik lehetőség szerint a prekurzor vegyületek sztöchiometriai arányú keverékét úgy alakítjuk ki, hogy a vegyületeket nitrát vagy acetát formájában oldatba visszük, majd az oldatból a megfelelő vegyületeket kicsapatjuk, esetleg az oldószert szórásos vagy hűtéses szárítással eltávolítjuk. Az oxidokat vagy prekurzor anyagokat tartalmazó keveréket porként, esetleg préselt pellett formájában helyezzük az összetevőkkel nem reakcióba lépő anyagból készült, például alumínium-trioxidból vagy aranyból álló tartályba. A tartályt kemencébe tesszük és a kemencében levegőatmoszférát fenntartva a hőmérsékletet mintegy 775 °C és mintegy 900 °C, előnyösen mintegy 850 °C és mintegy 900 °C közötti értékre növeljük, majd az így beálló hőmérsékletet hozzávetőlegesen legalább 8, de legfeljebb mintegy 48 órán át tartjuk. A szupravezetésre való átmeneti (kritikus) hőmérséklet magasabb, ha a kompozíciót az említett különösen előnyös értéktartományba eső, tehát legalább mintegy 850 °C hőmérsékleten készítjük el, amikoris a 900 °C hőmérsékletet nem lépjük túl. El kell kerülni az összetevők összeolvadását. Mivel általában az összetevők megolvadása 900 °C körüli hőmérséklet fölött következik be, ezért a kompozíciót ezen határ alá eső hőmérsékleteken célszerű elkészíteni.
A említett módon létrehozott kompozíció hűtését biztosíthatjuk például a kemence tápellátásának megszüntetésével, amikoris a tartályban levő anyag a kemencével együtt kezd lehűlni. Egy másik lehetőség szerint a kemence belső terét programozott módon hűtjük le, például mintegy 2 °C hőmérsékletesést biztosítva percenként. Amikor a hőmérséklet a hozzávetőlegesen 100 °C érték alá csökken, például szobahőmérsékletre (vagyis nagyjából 20 °C-ra) esik vissza, a tartályt a kemencéből kivesszük és ezzel általában fekete színű kristályos anyagot nyerünk. A lehűtést gyorshűtéssel is biztosíthatjuk, amikoris az anyagot a mintegy 850 °C és mintegy 900 °C közötti hőmérsékletű kemencéből kivéve szobahőmérsékletű térbe helyezzük.
A találmány szerinti eszközök megvalósításához és eljá rások végrehajtásához alkalmazott fekete színű lemezes szerkezetű kristályokat a kinyert anyagból kiválasztjuk. Az így kapott szupravezető kompozícióra a BÍ2Sr3_zCazCU20g+w összetétel jellemző, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9, célszerűen mintegy 0,4 és mintegy 0,8 közé esik, míg w nagyobb 0-nál, de nem lépi túl a mintegy 1 értéket.
A szupravezetés jelenlétének megbízható értékelését a mágneses fluxus kizárása jelzi, vagyis a Meissner-Ochsenféld effektus biztosítja. Ezt az effektust egyebek között E. Polturak és B. Fisher cikke ismerteti (Physical Review, B., 36, 5586 /1987/). A kristályos mintát kapilláris méretű csőbe helyezzük, ezt kis kölcsönös induktivitású tekercs szekunder oldalának részeként rendezzük el. A tekercs primer oldalát 100 - 10000 Hz frekvenciájú feszültséggel hajtjuk meg és így legfeljebb mintegy 80 A/m erősségű váltakozó mágneses teret gerjesztünk. A mágneses tér hatására az egymáshoz illesztett és egymással szembeforduló szekunder tekercsek kimenetén nem keletkezik jel, ha a minta a fluxus kizárását nem biztosítja. Ennek megfelelően a szekunder oldalon nyert jel a mintából kizárt fluxus mértékeként hasznosítható.
A találmány szerinti megoldásokban javasolt kristályok olyanok, amelyek a szupravezetés megjelenésére jellemző Τχ hőmérsékletnél kezdődően - ez a a találmány szerinti adattároló egységben használt kristályoknál 100 K-nál nagyobb - gyenge fluxuskizárást mutat, ez T2 hőmérsékletig terjedő tartomány, ahol T2 általában mintegy 85 K-nél nagyobb, az anyagok többségére hozzávetőlegesen 95 K-t jelent. Ha a kristályt T2 hőmérséklet alá hűtjük, a fluxuskizárás sokkal intenzívebbé válik.
• ·· ·· • · · · · • · · β · •··· · » · * · ♦ » · · ·
- 10 Ezeknél a kristályoknál a fluxuskizárás jól szabályozható és kis térerősségű egyenáramú mágneses tér alkalmazásával változtatható. A Τχ és T2 hőmérsékletek általában a szupravezetés megjelenésére jellemző hőmérsékletek, amelyek értéke az egyenáramú mágneses tér jelenléte nélkül figyelhető meg.
Ha a kristály hőmérséklete a fenti T2 és a Τχ hőmérsékletek közé esik, vagyis a gyenge fluxuskizárás tartományába, akkor a legalább 80 A/m térerősségű egyenáramú mágneses térnek a lemezszerű kristály alapsíkjára merőlegesen történő alkalmazásával a fluxuskizárás jelentős mértékben redukálható. Ha az egyenáramú mágneses tér erősségét jelentősen megemeljük, például 400 - 1200 A/m értéktartományba, a fluxuskizárás intenzitása tovább fokozódik. Ilyenkor a fluxuskizárásra a ”0 logikai szint jellemző, ezt általában az 1200 A/m térerősségű egyenáramú mágneses térrel biztosítjuk. Az egyenáramú mágneses tér intenzitásának további növelésével már a folyamatok alig javíthatók, a kizárt fluxus csökkentésével további előnyök lényegében nem érhető el.
A jelen találmány olyan eljárást is javasol, amelynek segítségével a Bi-Sr-Ca-Cu oxidokat tartalmazó és Τχ hőmérsékleten a szupravezetés megjelenését, továbbá gyenge fluxuskizárást, T2 hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutató kristályoknál a fluxuskizárás mértéke vezérelhető. Az említett hőmérsékletekre a Τχ > T2 > 77 K összefüggés teljesül. Az eljárás során egy vagy több, az említett fémek oxidjaiból összetevődő szupravezető tulajdonságú kristályt a T2 és a Τχ hőmérsékletekkel határolt tartományba eső hőmérsékletre hűtünk, ezt követően legalább 80 A/m, célszerűen azonban legalább 400 A/m térerősségű • 4 · 4 · • · · · 4 ♦··· 4 · 4 • 44 44·« egyenáramú mágneses teret gerjesztünk, amivel a kizárt fluxus mértékét jelentősen csökkentjük. Ezt követően szükség szerint az egyenáramú mágneses teret megszüntetjük, ennek révén a kizárt fluxust visszaállítjuk, az eredeti nagyságát éri el. A mágneses teret a kristályok bázislapjára merőlegesen kell alkalmazni. Ajánlható, hogy a kristályokat a T2 hőmérséklethez közeli értékre hűtsük le, inkább a Τχ hőmérséklettől távolabbi szintre, mivel ezzel az adott térerősségű egyenáramú mágneses tér által kizárható mágneses fluxus mértékét erőteljesen növelni lehet.
A Bi-Sr-Ca-Cu oxidokat vegyesen tartalmazó kristályok a T2 és a Ti hőmérsékletek közé eső értékre folyékony nitrogénnel szintén lehűthetők. Ennek módja az, hogy a kristályokat Dewar—edénybe mélyített tartályban helyezzük el, az edény belső terét folyékony nitrogénnel töltjük fel és a kívánt hőmérséklet eléréséhez szükség szerint melegítést biztosítunk, például fűtőtekerccsel. Az egyenáramú mágneses tér létrehozható szolenoiddal vagy hasonló tekerccsel, amelyet egyenfeszültségű árammal táplálunk. A kristály által biztosított fluxuskizárás mértékét egy adott hőmérsékletnél jól meghatározhatjuk, nincs szükség a kizárt fluxus pontos értékének ismeretére, amikoris gyenge váltakozó feszültségű mágneses induktanciát használunk a fentiekben már leírt technikát követve.
A fluxuskizárás jelenléte vagy hiánya, vagyis az a két állapot, amelyet a kis vagy lényegében zérus szintű fluxuskizárás és a viszonylag intenzív fluxuskizárás jellemez, alkalmas digitális adattároló rendszerekben adatbit előállítására. A mágneses adattároló eszközökben a kristályokat tömbökbe szer• ·· ·« • ♦ 4 ·♦ •444· • · 4 · · ·* • · · · · · «
- 12 vezzük, ezeket a T2 és a T3 hőmérsékletek közé eső hőmérsékleten tartjuk. Az egyenáramú mágneses tér gerjesztését tekerccsel vagy szolenoiddal vagy esetleg más módon biztosítjuk, mégpedig úgy, hogy a mágneses tér minden kristályra külön-külön hathasson. Egyidejűleg megfelelő eszközöket biztosítunk ahhoz, hogy a tömb egy-egy kristályában a fluxuskizárás észlelhető legyen. A tömbben minden kristály egy vagy több egymáshoz illeszkedő kristályt is tartalmazhat. Ezzel az elrendezéssel beolvasható és kiolvasható tárolóelemek egyaránt létrehozhatók.
A találmány szerinti adattároló egység létrehozható úgy is, hogy olyan Bi-Sr-Ca-Cu oxidokból álló vegyes anyagrendszert használunk, amelynél a szupravezetés és a gyenge fluxuskizárás hőmérsékleten, míg az intenzív fluxuskizárás T2 hőmérsékleten alakul ki, ahol a hőmérsékletekre a lj > T2 > 77 K feltétel teljesül. Ebben az egységben hűtő eszközt alkalmazunk a vegyes oxidokból felépülő kristály lehűtésére, amikoris a T2 és a hőmérsékletek közé eső értékre állunk be, ezen kívül egyenáramú mágneses tér létrehozására és megszüntetésére alkalmas eszközt is használunk, amely hozzávetőlegesen legalább 80 A/m, de általában legalább mintegy 400 A/m térerősség biztosítására alkalmas, a mágneses teret pedig a vegyes oxidokból álló kristály alaplapjára merőlegesen generálja. Ezekkel együtt szükség van olyan eszköz felhasználására is, amely az alkalmazott egyedi kristályokban jelentkező fluxuskizárás mértékének megállapítására szolgál.
Amikor a kristály hőmérséklete a mintegy 77 K értékű alsó határt meghaladja, de a T2 hőmérséklet alatt marad, vagyis az intenzív fluxuskizárás tartományába esik, az egyenáramú mág- 13 neses tér alkalmazásával a kizárt fluxus mértéke jelentősen redukálható, ha csökkentjük azt a hőmérsékletet, amelynél az intenzív fluxuskizárás jelentkezik. Az intenzív fluxuskizárás kezdetére jellemző hőmérséklet eltolását az alkalmazott egyenáramú mágneses tér térerősségével lehet befolyásolni. A mintegy 2400 A/m nagyságú térerősségek alatt az eltolás viszonylag nagy ütemű, mégpedig mintegy 0,2 K/80 A/m, míg az említettnél intenzívebb mágneses terek esetén ez az érték mintegy 0,02 K/80 A/m. Ha a kristályokat a T2 hőmérséklethez közeli értéken tartjuk, általában 95 K körüli hőmérsékleten, a kis intenzitású, nagyjából 800 A/m térerősségű egyenáramú mágneses tér alkalmazásával a kizárt fluxus nagyságának jelentős csökkenése érhető el. Ha a kristály hőmérsékletét csökkentjük, nagyobb térerősségű mágneses terekre van szükség, ha a kizárt fluxus mértékében hasonló változást kívánunk előidézni. Ha a kristályokat a 77 K körüli hőmérsékleten tartjuk, általában 8000 - 16000 A/m térerősséggel jellemezhető egyenáramú mágneses tér felhasználására van szükség. Amikor még erősebb mágneses tereket alkalmazunk, a kizárt fluxus mértékének csökkenése alig észlelhető. Ez a folyamat lényegében a 16000 A/m határtól kezdve jellemző. A 77 K-nél kisebb hőmérsékletek szintén hasznosíthatók, de ezeknél a nagyobb térerősségekre van szükség. Itt a 77 K értékű alsó határt azért adtuk meg, mert ennél még a jól kezelhető kedvező folyékony nitrogén használható.
A találmány egy további eljárást is javasol, amelynek segítségével a Bi-Sr-Ca-Cu oxidokat tartalmazó és hőmérsékleten a szupravezetés megjelenését, továbbá gyenge fluxuskizárást, T2 hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutató kristályoknál • * · · · •··· · · a • ·« ··*· a fluxuskizárás mértéke vezérelhető. A hőmérsékletekre itt a Tx > T2 > 77 K összefüggés teljesül. Az eljárás során egy vagy több, az említett fémek oxidjaiból összetevődő szupravezető tulajdonságú kristályt a 77 K és T2 hőmérsékletek közé eső hőmérsékletre hűtünk, ezt követően legalább mintegy 800 A/m, célszerűen azonban hozzávetőlegesen legalább 2400 A/m térerősségű egyenáramú mágneses teret gerjesztünk, amivel a kizárt fluxus mértékét jelentősen csökkentjük. Ezt követően szükség szerint az egyenáramú mágneses teret megszüntetjük, ennek révén a kizárt fluxust visszaállítjuk, mégpedig a T2 hőmérsékletre jellemző feltételek biztosításával, amikoris az az eredeti nagyságát éri el.
A Bi-Sr-Ca-Cu oxidokat vegyesen tartalmazó kristályok a 77 K és a T2 hőmérsékletek közé eső értékre folyékony nitrogénnel szintén lehűthetők. Ennek módja az, hogy a kristályokat Dewar—edénybe mélyített tartályban helyezzük el, az edény belső terét folyékony nitrogénnel töltjük fel és a kívánt hőmérséklet eléréséhez szükség szerint melegítést biztosítunk, például fűtőtekerccsel. Az egyenáramú mágneses tér létrehozható szolenoiddal vagy hasonló tekerccsel, amelyet egyenfeszültségű árammal táplálunk. A kristály által biztosított fluxuskizárás mértékét egy adott hőmérsékletnél jól meghatározhatjuk, nincs szükség a kizárt fluxus pontos értékének ismeretére, amikoris gyenge váltakozó feszültségű mágneses induktanciát használunk a fentiekben már leírt technikát követve. Erre a célra a SQUID elnevezésű magnetométer vagy a Hall-jelenségre támaszkodó félvezető mágneses detektorok szolgálhatnak.
A találmány szerinti adattároló egység létrehozható egy » ·| ·* • · · » · ···«·>
···· · · · • ·· <··♦
- 15 másik módon úgy is, hogy olyan Bi-Sr-Ca-Cu oxidokból álló vegyes rendszert használunk, amelynél a szupravezetés és a gyenge fluxuskizárás Τχ hőmérsékleten, míg az intenzív fluxuskizárás T2 hőmérsékleten alakul ki, ahol a hőmérsékletekre a Tx > T2 > >77 K feltétel teljesül. Ebben az egységben hűtő eszközt alkalmazunk a vegyes oxidokból felépülő kristály lehűtésére, amikoris a 77 K és a T2 hőmérsékletek közé eső értékre állunk be, ezen kívül egyenáramú mágneses tér létrehozására és megszüntetésére alkalmas eszközt is használunk, amely legalább mintegy 800 A/m, de általában hozzávetőlegesen legalább 2400 A/m térerősség biztosítására alkalmas, a mágneses teret pedig a vegyes oxidokból álló kristály alaplapjára merőlegesen generálja. Ezekkel együtt szükség van olyan eszközre is, amely a felhasznált egyedi kristályokban jelentkező fluxuskizárás mértékének megállapítására alkalmas.
A fentiekben ismertetett minden adattároló egységnél és eljárásnál célszerűen olyan Bi-Sr-Ca-Cu oxidrendszert alkalmazunk, amelyre a Bi2Sr3_zCazCu20g+w képlet jellemző, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, míg w értéke zérusnál nagyobb, de mintegy 1-nél nem nagyobb. Igen előnyös, ha a z értéke a mintegy 0,4 és mintegy 0,8 közötti tartományban választható.
Az előzőekben már bemutattuk, hogy a szupravezető kristályok által biztosított fluxuskizárás jól szabályozható és változtatható, ha a kristályt viszonylag gyenge egyenáramú mágneses tér hatásának tesszük ki. Hasonló módon, ha a kristályon feszültségesést hozunk létre és ezzel áramot biztosítunk, az áram erőssége ugyanígy, gyenge egyenáramú mágneses tér generá16 • ·· ·· • « « » · * » «· 9 fa»*· 9 9 » « «« ·*·· lásával szabályozható és változtatható.
Amikor a kristály hőmérséklete a T2 és a értékekkel meghatározott tartományba esik, vagyis a gyenge fluxuskizárás feltételei állnak fenn, a kristály alaplapjára merőlegesen elegendő mintegy 80 A/m térerősségű egyenáramú mágneses tér biztosítása, hogy ezzel a kristályban folyó áram erősségét jelentősen lecsökkentsük.
Amikor a kristály hőmérséklete a mintegy 77 K értékű alsó határt meghaladja, de a T2 hőmérséklet alatt marad, vagyis az intenzív fluxuskizárás tartományába esik, a legalább mintegy 800 A/m térerősségű egyenáramú mágneses tér alkalmazásával a kizárt fluxus mértéke jelentősen redukálható, ha csökkentjük azt a hőmérsékletet, amelynél az intenzív fluxuskizárás jelentkezik.
A kriotron jellegű alkalmazások alapja az áramerősség mágneses térrel történő vezérlése. A javasolt kristályok kriotron jellegű alkalmazásával az az előny jár együtt, mint erről már szó volt, hogy a folyékony nitrogénra jellemző 77 K hőmérsékleten vagy ezt meghaladó hőmérsékleteken lehet a rendszert üzemeltetni, az áram vezérlése kis mágneses térerősségeket igényel. Mindez annak következménye, hogy a javasolt anyag, mint a szupravezető kristályok, mágneses térrel szemben ismert módon érzékenyek.
A találmány jobb bemutatása érdekében példát ismertetünk.
PÉLDA
Keveréket készítettünk 9,3192 g Bi2O3, 2,00184 g SrO2,
4,7848 g CaCC>3 és 4,7724 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban mintegy 30 percen keresztül végzett őrléssel homogenizáltuk. A kapott port aranyból készült tégelybe helyeztük, a tégelyt kemencébe tettük és a kemencében levegőatmoszférát fenntartva a hőmérsékletet percenként mintegy 10 °C—kai emelve mintegy 875 °C-ra állítottuk be. A keveréket ezen a hőmérsékleten mintegy 36 órán keresztül tartottuk. Ezt követően a kemence belső terének hőmérsékletét percenként 2 °C-szal csökkentettük és így a hőmérsékletet 250 ’C értékre redukáltuk. Ezután az anyagot levegőn szobahőmérsékletre (mintegy 20 °C) hagytuk lehűlni, majd az anyagot a tégellyel együtt a kemencéből kivettük. Belőle lemezszerű kristályos terméket nyertünk, ahol a lemezkéket a többi anyagtól elválasztottuk és ezt használtuk fel a találmány szerinti adattároló egységek és eszközök megvalósításához.
A fluxuskizárást váltakozó áramú induktivitás felhasználásával mértük, az előzőekben leírt módon. Ez esetben a nem induktív módon tekercselt fűtőtekercs vette körül a kölcsönös induktivitású tekercsrendszert és mindezt hosszú szolenoid belsejében rendeztük el. Ez utóbbit egyenáramú mágneses tér gerjesztésére használtuk, mégpedig a primer tekercs által generált váltakozó áramú mágneses térrel párhuzamosan. A tekercseket és a szolenoidot rozsdamentes acélból készült mintegy 12,7 mm átmérőjű csőben rendeztük el, amelynek szerkezete lehetővé tette elhelyezését ismert felépítésű, folyékony héliummal töltött Dewar-edényben, aminek révén gyorsan el lehetett érni a kriogén hőmérsékletek tartományát. Az anyag hőmérsékletének változását kalibrált szilíciumdiódás érzékelőelemmel követtük, amelyet a • · ·· · »··· ν · 9 • ·· ····
- 18 cső környezetében rendeztünk el és így az az anyaghoz is közel volt. Az érzékelő és a fűtőtekercs zárt digitális láncba volt illesztve, amely mintegy 9 s-os válaszidővel jellemzett vezérlő rendszer részét képezte.
A kapott lemezszerű kristályok kis méretűek voltak, közülük néhány mintegy 0,05 - 0,1 mm méretű darabot két minta előállítására használtunk fel. Mintegy 20 - 30 kristályból álló halmazt kapilláris csőbe helyeztünk oly módon, hogy a kristályok alaplapja merőleges volt a készülékben létrehozott egyenáramú mágneses tér irányára. Hasonló mennyiségű kristályt egy másik csőben úgy rendeztünk el, hogy az alaplapok síkja az egyenáramú mágneses tér irányával párhuzamos volt. Mindkét mintára az eredményeket úgy állapítottuk meg, hogy először igen alacsony, nagyjából 30 K alatti hőmérsékletre hűtöttük őket, a készülékkel elvégeztük a fluxuskizárás mérését, majd a fűtőtekercs felhasználásával a hőmérsékletet a szupravezetésre jellemző átmeneti (kritikus) hőmérsékletet túllépő értékre emeltük, illetve hagytuk a rendszert ez alá hűlni. Először zérus térerősségű mágneses tér mellett mértük a fluxuskizárást, ezt követően a hőmérsékletet az átmeneti (kritikus) hőmérséklet fölé emeltük. Ekkor egyenáramú mágneses teret hoztunk létre, a mintát a térben kisebb hőmérsékletekre hűtöttük. Ezt a lépéssorozatot a mágneses tér különböző erősségei mellett megismételtük. Úgy találtuk, hogy a készülékben a mágneses háttér erőssége legfeljebb 40 A/m volt.
A fluxuskizárásra vonatkozó mérési eredményeket az 1. és
2. ábra mutatja be. Az 1. ábra a kristályok alaplapjára merőleges, a 2. ábra az alaplappal párhuzamos mágneses tér esetére · ····
- 19 vonatkozik. Az alaplapra merőleges mágneses térnél megfigyelhető gyenge fluxuskizárásos tartomány jobb bemutatása érdekében a
3. ábrán ezt kinagyítva ábrázoljuk.
A 3. ábrából következik, hogy ha a kristály hőmérséklete 96 K és 116 K között van, ahol az utóbbi a szupravezetés megjelenésének hőmérséklete, míg a hőmérséklettartomány a gyenge fluxuskizárás értéktartománya, a legalább mintegy 80 A/m térerősségű egyenáramú mágneses tér a lemezszerű kristályok alaplapjára merőlegesen alkalmazva biztosítja az intenzív fluxuskizárást. Ha a mágneses tér erősségét legalább 400 A/m-re, de legfeljebb 1200 A/m-re emeljük, ezzel a kizárt fluxus mértéke jelentősen redukálódik és lényegében zérus szintű fluxuskizárás érhető el, ha az egyenáramú mágneses tér intenzitása a mintegy 1200 A/m határt túllépi.
Az 1. és 2. ábrából következik, hogy ha a kristály hőmérsékletét a mintegy 77 K és mintegy 96 K közötti értékekre állítjuk be, vagyis az intenzív fluxuskizárást biztosító tartományt hozzuk létre, az egyenáramú mágneses tér jelentős mértékben csökkentheti a kizárt fluxust, mivel csökkenti azt a hőmérsékleti határértéket, ahol az erős fluxuskizárás kezdődik. Ha a kristályokat a 96 K-hez közeli hőmérsékletértékeken tartjuk, az alacsony, mintegy 800 A/m mágneses térerősség biztosításával már a kizárt fluxus jól észlelhető csökkenése jár. A kristályok környezetét alkotó tér hőmérsékletét csökkentve növekszik annak az egyenáramú mágneses térnek az értéke, amelyre hasonló nagyságú változásnak a kizárt fluxusban történő előidézéséhez szükség van. Ha a kristályt 77 K körüli hőmérsékleten tartjuk, általában már 8000 - 16000 A/m térerősségi értéktartományba eső
- 20 egyenáramú mágneses teret kell generálni.
A találmány nem korlátozható az előzőekben leírt eszközök itt ismertetett kiviteli változataira. Szakember számos nyilvánvaló módosítást tud végrehajtani.
Claims (19)
1. Bináris adattároló egység, amelyben legalább egy kristály van, azzal jellemezve, hogy hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályt tartalmaz, ahol T1 > T2 >77 K' a kristály a T2 és a hőmérsékletek közötti értéket biztosító hűtőegységhez, a kristály alaplapjára merőlegesen legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó, és a kizárt fluxust jelentősen csökkentő, az egyenáramú mágneses teret eltávolító és a kizárt fluxust eredeti nagyságába visszatérítő egységhez, továbbá a kristály által kizárt fluxus mennyiségét függetlenül érzékelő egységhez kapcsolódik, ahol a kristály nagy kizárt fluxushoz és kis kizárt fluxushoz tartozó logikai állapotokkal jellemzett adatbitet alkot.
2. Az 1. igénypont szerinti adattároló egység, azzal jellemezve, hogy a kristály legalább 400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó egységhez kapcsolódik.
3. Kristályos szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy összetételét a BÍ2Sr3_zCazCu2O3+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat.
4. A 3. igénypont szerinti kristályos szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy z értéke mintegy 0,4 és mintegy • · • · · ·
- 22 0,8 közé esik.
5. A 3. vagy 4. igénypont szerinti kristályos szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy z értéke mintegy 0,6 és mintegy 0,7 közé esik, míg lapcentrált ortogonális kristályrácsának rácsállandói a = 0,5409 nm, b = 0,5414 nm és c = = 3,0914 nm.
6. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti adattároló egység, azzal jellemezve, hogy legalább egy szupravezető kristályt tartalmaz, amelynek összetételét a BÍ2Sr3_zCazCU2O8+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat és a kristály 85 K és 95 K közötti hőmérsékletre lehűtő egységgel kapcsolódik.
7. Bináris adattároló egység, amelyben legalább egy kristály van, azzal jellemezve, hogy hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályt tartalmaz, ahol Ti > T2 >77 K, a kristály a 77 K és T2 hőmérsékletek közötti értéket biztosító hűtőegységhez, a kristály alaplapjára merőlegesen legalább 800 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó, és a kizárt fluxust csökkentő, az egyenáramú mágneses teret eltávolító és a kizárt fluxust eredeti nagyságába visszatérítő egységhez, továbbá a kristály által kizárt fluxus mennyiségét függetlenül érzékelő egységhez kapcsolódik, ahol a kristály nagy kizárt fluxushoz és kis kizárt fluxushoz tartozó logikai állapotokkal jellemzett adatbitet alkot.
8. A 7. igénypont szerinti adattároló egység, azzal jellemezve, hogy a kristály legalább 2400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó egységhez kapcsolódik.
9. A 6. vagy 7. igénypont szerinti adattároló egység, azzal jellemezve, hogy legalább egy szupravezető kristályt tartalmaz, amelynek összetételét a BÍ2Sr3_zCazCu2OQ+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat és a kristály 77 K és 85 K közötti hőmérsékletre lehűtő egységgel kapcsolódik.
10. Eljárás kriotron üzemeltetésére, amikoris szupravezető elemen áramot engedünk át, miközben a szupravezető elemet a szupravezetésre jellemző átmeneti (kritikus) hőmérséklet alá hűtjük, azzal jellemezve, hogy a szupravezető elemet Tj hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályként alakítjuk ki, ahol Tj > T2 >77 K, a kristályt a T2 és a hőmérsékletek közötti értékre hűtjük, alaplapjára merőlegesen legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret generálunk, ezzel a szupravezető kristály által hordozott áramot jelentősen csökkentjük, majd az egyenáramú mágneses teret eltávolítjuk és így a kristály által hordozott áramot eredeti nagyságára visszaállítjuk.
11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, ·4·· • · · • » • · · · · · ·
- 24 hogy a kristály alaplapjára merőlegesen legalább 400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret alkalmazunk.
12. A 10. vagy 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább egy szupravezető kristályt alkalmazunk, amelynek összetételét a Bi2Sr3_zCazCu2Og+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat és a kristályt 85 K és 95 K közötti hőmérsékletre hűtjük.
13. Eljárás kriotron üzemeltetésére, amikoris szupravezető elemen áramot engedünk át, miközben a szupravezető elemet a szupravezetésre jellemző átmeneti (kritikus) hőmérséklet alá hűtjük, azzal jellemezve, hogy a szupravezető elemet Τχ hőmérsékleten szupravezetés megjelenését és gyenge fluxuskizárást mutató, T2 hőmérséklettől erős fluxuskizárást mutató kristályként alakítjuk ki, ahol Τχ > T2 >77 K, a kristályt a T2 és a Τχ hőmérsékletek közötti értékre hűtjük, alaplapjára merőlegesen legalább 800 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret generálunk, ezzel a szupravezető kristály által hordozott áramot jelentősen csökkentjük, majd az egyenáramú mágneses teret eltávolítjuk és így a kristály által hordozott áramot eredeti nagyságára visszaállítjuk.
14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kristály alaplapjára merőlegesen legalább 2400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret alkalmazunk.
15. A 13. vagy 14. igénypont szerinti eljárás, azzal
- 25 jellemezve, hogy legalább egy szupravezető kristályt alkalmazunk, amelynek összetételét a BÍ2Sr3_zCazCu2O3+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, az anyag legalább 80 A/m erősségű egyenáramú mágneses tér jelenlétében legalább 95 K hőmérsékleten megjelenő szupravezetést és gyenge fluxuskizárást, míg legalább 85 K hőmérsékleten erős fluxuskizárást mutat és a kristályt 77 K és 85 K közötti hőmérsékletre hűtjük.
16. Bináris adattároló egység, amelyben legalább egy kristály van, azzal jellemezve, hogy a kristály összetételét a BÍ2Sr3_zCazCu2O3+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, a kristály mintegy 77 K és mintegy 96 K hőmérsékletek közötti értéket biztosító hűtőegységhez van csatlakoztatva, a kristály legalább mintegy 800 A/m és legalább mintegy 16000 A/m közötti erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó egységhez, továbbá legfeljebb 80 A/m erősségű váltakozóáramú mágneses teret biztosító egységhez, valamint a kristály által kizárt fluxus nagyságát érzékelő egységhez kapcsolódik.
17. A 16. igénypont szerinti adattároló egység, azzal jellemezve, hogy a kristály legalább 2400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó egységhez kapcsolódik.
18. Kriotron, amelyben legalább egy kristály van, azzal jellemezve, hogy a kristály összetételét a BÍ2Sr3_zCazCu2O8+w képlet határozza meg, ahol z értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,9 közé esik, w nagyobb 0-nál, de kisebb mintegy 1-nél, a kristály rajta elektromos áram átvezetésére szolgáló egységhez, továbbá mintegy 77 K és mintegy 96 K hőmérsékletek közötti értéket biz- tosító hűtőegységhez, valamint legalább mintegy 800 A/m és legalább mintegy 16000 A/m közötti erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó és szükség szerint megszüntető egységhez kapcsolódik.
19. A 18. igénypont szerinti kriotron, azzal jellemezve, hogy a kristály legalább 2400 A/m erősségű egyenáramú mágneses teret létrehozó egységhez kapcsolódik.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/165,683 US5070070A (en) | 1988-03-09 | 1988-03-09 | High temperature superconducting memory storage device and cryotron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU894763D0 HU894763D0 (en) | 1991-03-28 |
| HUT55561A true HUT55561A (en) | 1991-05-28 |
Family
ID=22599993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU894763A HUT55561A (en) | 1988-03-09 | 1989-03-06 | Binary data storing unit, cryotron and crystalline superconductive material |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5070070A (hu) |
| EP (1) | EP0440628A4 (hu) |
| JP (1) | JPH03503700A (hu) |
| KR (1) | KR900701012A (hu) |
| AU (1) | AU627460B2 (hu) |
| DK (1) | DK213690D0 (hu) |
| HU (1) | HUT55561A (hu) |
| WO (1) | WO1989008919A1 (hu) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5618776A (en) * | 1988-04-08 | 1997-04-08 | Tallon; Jeffrey L. | Yttrium or rare-earth substituted metal oxide materials |
| US5377141A (en) * | 1988-04-12 | 1994-12-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Superconducting magnetic memory device having intentionally induced non-superconducting regions |
| US5041880A (en) * | 1988-06-16 | 1991-08-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Logic device and memory device using ceramic superconducting element |
| JP2742057B2 (ja) * | 1988-07-14 | 1998-04-22 | シャープ株式会社 | 薄膜ｅｌパネル |
| JP3093772B2 (ja) * | 1990-03-27 | 2000-10-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 記録方法 |
| JPH04302178A (ja) * | 1990-12-21 | 1992-10-26 | Texas Instr Inc <Ti> | 情報を磁界に記憶させる装置及び方法 |
| US5289150A (en) * | 1991-08-30 | 1994-02-22 | Electric Power Research Institute | Method and apparatus for superconducting trapped-field energy storage and power stabilization |
| US5389837A (en) * | 1993-04-21 | 1995-02-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Superconducting flux flow digital circuits |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH624515A5 (hu) * | 1976-09-09 | 1981-07-31 | Mikhail Jurievich Kupriyanov | |
| AU5674790A (en) * | 1989-05-15 | 1990-12-18 | University Of Houston, The | Magnetic effect transistor |
-
1988
- 1988-03-09 US US07/165,683 patent/US5070070A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-06 EP EP19890905527 patent/EP0440628A4/en not_active Withdrawn
- 1989-03-06 AU AU35509/89A patent/AU627460B2/en not_active Ceased
- 1989-03-06 HU HU894763A patent/HUT55561A/hu unknown
- 1989-03-06 JP JP1505205A patent/JPH03503700A/ja active Pending
- 1989-03-06 WO PCT/US1989/000830 patent/WO1989008919A1/en not_active Application Discontinuation
- 1989-03-06 KR KR1019890702050A patent/KR900701012A/ko not_active Application Discontinuation
-
1990
- 1990-09-06 DK DK213690A patent/DK213690D0/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3550989A (en) | 1989-10-05 |
| HU894763D0 (en) | 1991-03-28 |
| KR900701012A (ko) | 1990-08-17 |
| US5070070A (en) | 1991-12-03 |
| AU627460B2 (en) | 1992-08-27 |
| WO1989008919A1 (en) | 1989-09-21 |
| DK213690A (da) | 1990-09-06 |
| DK213690D0 (da) | 1990-09-06 |
| EP0440628A4 (en) | 1992-11-19 |
| JPH03503700A (ja) | 1991-08-15 |
| EP0440628A1 (en) | 1991-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zou et al. | Superconducting PrBa 2 Cu 3 O x | |
| Yoshimura et al. | Anomalous high-field magnetization and negative forced volume magnetostriction in Yb 1− x M x Cu 2 (M= In and Ag)—evidence for valence change in high magnetic fields | |
| Rijssenbeek et al. | Electrical and magnetic properties of the two crystallographic forms of BaRuO 3 | |
| Spencer et al. | The temperature and magnetic field dependence of superconducting critical current densities of multifilamentary Nb 3 Sn and NbTi composite wires | |
| Ōnuki et al. | Characterization of kondo lattice substance: CeCu6 | |
| HUT55561A (en) | Binary data storing unit, cryotron and crystalline superconductive material | |
| Thompson et al. | Very low-temperature search for superconductivity in semiconducting KTaO 3 | |
| Cochrane et al. | Seebeck coefficient as an indicator of oxygen content in YBCO | |
| Iga et al. | Magnetic and transport properties of BaFeO3− y | |
| Schelleng et al. | Heat Capacity of Mn (C H 3 C O O) 2· 4 H 2 O between 0.4 and 20° K | |
| Tea et al. | Field-modulated microwave surface resistance in a single-crystal Tl 2 Ca 2 BaCu 2 O 8 superconductor | |
| Shaulov et al. | Characterization of Y‐Ba‐Cu‐O thin films using their nonlinear magnetic response | |
| Joshi et al. | Critical exponents of the superconducting transition in granular YBa 2 Cu 3 O 7− δ | |
| Jiang et al. | Anisotropic normal-state magnetothermopower of superconducting Nd 1.85 Ce 0.15 CuO 4 crystals | |
| Wiśniewski et al. | Comparison of neutron irradiation effects in the 90 K and 60 K phases of YBCO ceramics | |
| Samuel et al. | Seebeck coefficient study on Mn-doped YBa 2 Cu 3 O 7− δ | |
| US6465739B1 (en) | Very high temperature and atmospheric pressure superconducting compositions and methods of making and using same | |
| Naqvi et al. | Superconductivity in (Pb0. 75Cu0. 25) Sr2 (Y1− x, Cax) Cu2O7− δ without high pressure oxygen annealing | |
| EP0869563A1 (en) | Superconductor; current lead and method of manufacturing the superconductor | |
| Thier et al. | Hall effect and Hall resistivity in REBa/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 7-delta | |
| Yoo et al. | Superconductivity and flux pinning in Nd/sub 1+ x/Ba/sub 2-x/Cu/sub 3/O/sub 7+ delta | |
| Andres et al. | Cooling of 3He to 1 mK by nuclear demagnetization of PrNi5 | |
| Inoue et al. | Structural transformation-induced magnetic ordering in degenerate magnetic semiconductors | |
| Van Der Heide et al. | Electrical properties of α-MnSe | |
| US5518972A (en) | Ceramic materials and methods of making the same comprising yttrium, barium, silver, and either selenium or sulfur |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFC9 | Refusal of application |