JPH0435074A - 超伝導回路内磁束トラップ解除装置 - Google Patents
超伝導回路内磁束トラップ解除装置Info
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- JPH0435074A JPH0435074A JP2142370A JP14237090A JPH0435074A JP H0435074 A JPH0435074 A JP H0435074A JP 2142370 A JP2142370 A JP 2142370A JP 14237090 A JP14237090 A JP 14237090A JP H0435074 A JPH0435074 A JP H0435074A
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- Japan
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- superconducting
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- josephson junctions
- magnetic flux
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
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- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
ジョセフソン回路や５ＱＵＩＤ等の超伝導回路を冷却す
る際に、超伝導回路内に発生してしまう磁束トラップを
解除するための超伝導回路内磁束トラップ解除装置に関
し、 超伝導回路内に発生した磁束トラップを効果的に解除て
きるようにすることを目的とし、臨界電流値の異なる又
は異なるものを含む複数のジョセフソン接合を直列に接
続すると共に、これらジョセフソン接合のそれぞれに抵
抗体を並列に接続して構成する。
る際に、超伝導回路内に発生してしまう磁束トラップを
解除するための超伝導回路内磁束トラップ解除装置に関
し、 超伝導回路内に発生した磁束トラップを効果的に解除て
きるようにすることを目的とし、臨界電流値の異なる又
は異なるものを含む複数のジョセフソン接合を直列に接
続すると共に、これらジョセフソン接合のそれぞれに抵
抗体を並列に接続して構成する。
［産業上の利用分野］
本発明は、ジョセフソン回路や５ＱＵＩＤ（超伝導量子
干渉素子）等の超伝導回路を冷却する際に、超伝導回路
内に発生してしまう磁束トラップを解除するための超伝
導回路内磁束トラップ解除装置に関する。
干渉素子）等の超伝導回路を冷却する際に、超伝導回路
内に発生してしまう磁束トラップを解除するための超伝
導回路内磁束トラップ解除装置に関する。
ここに、ジョセフソン回路や５ＱＵＩＤ等の超伝導回路
は、それを構成する超伝導体の超伝導遷移温度（臨界温
度）以下に冷却して動作させなければならない。ところ
か、この冷却を地磁気等、外部磁界が存在する中で行う
と、超伝導回路内に磁束が鎖交した状態で閉し込められ
てしまう場合がある。この状態を一般に磁束トラップと
呼ぶ。
は、それを構成する超伝導体の超伝導遷移温度（臨界温
度）以下に冷却して動作させなければならない。ところ
か、この冷却を地磁気等、外部磁界が存在する中で行う
と、超伝導回路内に磁束が鎖交した状態で閉し込められ
てしまう場合がある。この状態を一般に磁束トラップと
呼ぶ。
かかる磁束トラップの存在は、ジョセフソン回路や５Ｑ
ＵＩＤ等、超伝導回路の正常動作を妨げる原因となる。
ＵＩＤ等、超伝導回路の正常動作を妨げる原因となる。
このため、超伝導回路を動作させる前に、かかる磁束Ｉ
・ラップを解除することが必要となる。
・ラップを解除することが必要となる。
［従来の技術］
従来、磁束トラップの発生を抑制し、又は発生した磁束
トラップを解除する方法として、例えば、■パーマロイ
等の材料からなる磁気シールドや超伝導シールドを用い
て、超伝導回路を地磁気等、外部磁界から遮蔽する方法
、 ■超伝導回路内の超伝導グランドプレーンの特定の場所
に穴（いわゆるモート）をあけ、磁束トラップをこのモ
ート下の超伝導グランドプレーンに集める方法、 ■ヒータをなす抵抗体を形成し、この抵抗体に電流を流
すことにより、この抵抗体を発熱させ、超伝導回路全体
の温度を一時的に臨界温度以上に上げて磁束トラップを
解除し、再び、臨界温度以下に冷却する方法等が用いら
れていた。
トラップを解除する方法として、例えば、■パーマロイ
等の材料からなる磁気シールドや超伝導シールドを用い
て、超伝導回路を地磁気等、外部磁界から遮蔽する方法
、 ■超伝導回路内の超伝導グランドプレーンの特定の場所
に穴（いわゆるモート）をあけ、磁束トラップをこのモ
ート下の超伝導グランドプレーンに集める方法、 ■ヒータをなす抵抗体を形成し、この抵抗体に電流を流
すことにより、この抵抗体を発熱させ、超伝導回路全体
の温度を一時的に臨界温度以上に上げて磁束トラップを
解除し、再び、臨界温度以下に冷却する方法等が用いら
れていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、■の方法においては、そもそも地磁気等
の外部磁界を完全に遮蔽するのに限界があり、磁束トラ
ップの発生を効果的に抑止することかできないという問
題点かあった。
の外部磁界を完全に遮蔽するのに限界があり、磁束トラ
ップの発生を効果的に抑止することかできないという問
題点かあった。
また、■の方法は、これを、面積が小さくてすむ超伝導
論理回路に適用する場合には、かかる超伝導論理回路に
発生する磁束トラップをモー１〜に集中させて、超伝導
論理回路の動作に影響かでないようにすることが可能で
ある。しかしなから、例えば、マルチターンの入力コイ
ルを設けて構成される５ＱＵＩＤにおいては、入力コイ
ルと結合させるべき５ＱＵＩＤセンサの面積を大きくせ
ざるを得す、このため、５ＱＵＩＤセンザに近接してモ
ートを設けたとしても、冷却時に発生する磁束１〜ラツ
プを全てモートに集中させることができず、５ＱＵＩＤ
センサ内に磁束トラップか発生してしまうという問題点
があった。
論理回路に適用する場合には、かかる超伝導論理回路に
発生する磁束トラップをモー１〜に集中させて、超伝導
論理回路の動作に影響かでないようにすることが可能で
ある。しかしなから、例えば、マルチターンの入力コイ
ルを設けて構成される５ＱＵＩＤにおいては、入力コイ
ルと結合させるべき５ＱＵＩＤセンサの面積を大きくせ
ざるを得す、このため、５ＱＵＩＤセンザに近接してモ
ートを設けたとしても、冷却時に発生する磁束１〜ラツ
プを全てモートに集中させることができず、５ＱＵＩＤ
センサ内に磁束トラップか発生してしまうという問題点
があった。
また、■の方法においては、超伝導回路全体が均一に温
められた後、再び、冷却されるときに、超伝導回路全体
がほぼ同時に超伝導状態に遷移してしまう。このため、
この冷却時に、磁束トラップを引き起こしてしまうとい
う問題点があった。
められた後、再び、冷却されるときに、超伝導回路全体
がほぼ同時に超伝導状態に遷移してしまう。このため、
この冷却時に、磁束トラップを引き起こしてしまうとい
う問題点があった。
本発明は、かかる点に鑑み、超伝導回路内に発生した磁
束トラップを効果的に解除できるようにした超伝導回路
内磁束トラップ解除装置を提供することを目的とする。
束トラップを効果的に解除できるようにした超伝導回路
内磁束トラップ解除装置を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明による超伝導回路内磁束トラップ解除装置は、臨
界電流の異なる又は異なるものを含む複数のジョセフソ
ン接合を直列に接続すると共に、これらジョセフソン接
合のそれぞれに抵抗体を並列に接続して構成される。
界電流の異なる又は異なるものを含む複数のジョセフソ
ン接合を直列に接続すると共に、これらジョセフソン接
合のそれぞれに抵抗体を並列に接続して構成される。
［作用］
本発明においては、ジョセフソン接合及び抵抗体によっ
て構成される電流路に流す電流の大きさを制御すること
によって、超伝導状態にあるジョセフソン接合と、常伝
導状態にあるジョセフソン接合とを分布させて、各抵抗
体に流れる電流を制御し、各抵抗体の発熱温度を変化さ
せることができる。そこで、本発明は、その抵抗体を超
伝導回路に対向させることによって超伝導回路に温度勾
配を作り出し、磁束トラップを超伝導回路外に移動させ
ようとするものである。
て構成される電流路に流す電流の大きさを制御すること
によって、超伝導状態にあるジョセフソン接合と、常伝
導状態にあるジョセフソン接合とを分布させて、各抵抗
体に流れる電流を制御し、各抵抗体の発熱温度を変化さ
せることができる。そこで、本発明は、その抵抗体を超
伝導回路に対向させることによって超伝導回路に温度勾
配を作り出し、磁束トラップを超伝導回路外に移動させ
ようとするものである。
［実施例］
以下、第１図〜第７図を参照して、本発明の各種実施例
について説明する。なお、本発明は、これら実施例に限
定されるものではない。
について説明する。なお、本発明は、これら実施例に限
定されるものではない。
第１実施例く第１図〜第３図）
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の第１実施例を示す
斜視図及び等価回路図であって、かかる第１．実施例の
超伝導回路内磁束トラップ解除装置は、基板１上に形成
された超伝導回路２上に絶縁膜３を介して形成されてお
り、ジョセフソン接合４Ａ・〜４Ｆを直列に接続すると
共に、これらジョセフソン接合４Ａ〜４Ｆに薄膜抵抗体
５Ａ〜５Ｆをそれぞれ並列に接続して構成されている。
斜視図及び等価回路図であって、かかる第１．実施例の
超伝導回路内磁束トラップ解除装置は、基板１上に形成
された超伝導回路２上に絶縁膜３を介して形成されてお
り、ジョセフソン接合４Ａ・〜４Ｆを直列に接続すると
共に、これらジョセフソン接合４Ａ〜４Ｆに薄膜抵抗体
５Ａ〜５Ｆをそれぞれ並列に接続して構成されている。
なお、６は電流入力端子、７は電流出力端子である。
ここに、ジョセフソン接合４Ａ〜４Ｆは、それぞれその
臨界電流値Ｊ４Ａ〜Ｊ４Ｆが、Ｊ４Ａ””Ｊ４ＣＪ ４
Ｄ＝ Ｊ ４Ｆ＞ Ｊ ４Ｂ＝ Ｊ ４Ｅなる関係を満
たすように形成されている。また、薄膜抵抗体５八〜５
Ｆは、それぞれその抵抗値が同一の抵抗値Ｒとなるよう
に構成されている。
臨界電流値Ｊ４Ａ〜Ｊ４Ｆが、Ｊ４Ａ””Ｊ４ＣＪ ４
Ｄ＝ Ｊ ４Ｆ＞ Ｊ ４Ｂ＝ Ｊ ４Ｅなる関係を満
たすように形成されている。また、薄膜抵抗体５八〜５
Ｆは、それぞれその抵抗値が同一の抵抗値Ｒとなるよう
に構成されている。
かかる第１実施例においては、これを臨界温度以下に冷
却した後、端子６．７間に、Ｉ４Ｂ＜Ｉ＜Ｉ４Ａなる電
流■を流す。このようにすると、ジョセフソン接合４Ｂ
、４Ｅは、超伝導状態から常伝導状態に遷移し、有限の
抵抗値を示す。他方、ジョセフソン接合４Ａ、４Ｃ１４
Ｄ、４Ｆは、超伝導状態を維持し、その抵抗値をゼロに
保つ。この結果、電流■は、第３図Ａに破線で示すよう
に流れる。
却した後、端子６．７間に、Ｉ４Ｂ＜Ｉ＜Ｉ４Ａなる電
流■を流す。このようにすると、ジョセフソン接合４Ｂ
、４Ｅは、超伝導状態から常伝導状態に遷移し、有限の
抵抗値を示す。他方、ジョセフソン接合４Ａ、４Ｃ１４
Ｄ、４Ｆは、超伝導状態を維持し、その抵抗値をゼロに
保つ。この結果、電流■は、第３図Ａに破線で示すよう
に流れる。
ここに、ジョセフソン接合４Ｂ、４Ｅの常伝導状態での
抵抗値をＲ４８、Ｒ４Ｅ（＝Ｒ４Ｂ）とすると、薄膜抵
抗体５Ｂ、５Ｅに流れる電流１４Ｂ、Ｉ４Ｅはとなる。
抵抗値をＲ４８、Ｒ４Ｅ（＝Ｒ４Ｂ）とすると、薄膜抵
抗体５Ｂ、５Ｅに流れる電流１４Ｂ、Ｉ４Ｅはとなる。
この結果、超伝導回路２には、第３図りに破線Ｘで示す
ような温度分布く温度勾配）が生じる。
ような温度分布く温度勾配）が生じる。
次に、端子６．７間に、■４Ａ＜Ｉなる電流■を流す。
このようにすると、ジョセフソン接合４Ａ、４Ｃ５４Ｄ
、４Ｆは、超伝導状態から常伝導状態に遷移し、有限の
抵抗値を示す。この結果、電流■は第３図Ｂに示すよう
に流れ、超伝導回路２の温度分布は、第３図りに実線Ｙ
て示ずように変化する。
、４Ｆは、超伝導状態から常伝導状態に遷移し、有限の
抵抗値を示す。この結果、電流■は第３図Ｂに示すよう
に流れ、超伝導回路２の温度分布は、第３図りに実線Ｙ
て示ずように変化する。
このように、この第１実施例においては、第３図りに示
すように、超伝導回路２の温度分布を変化させることが
できるので、第３図Ｃに示すように、薄膜抵抗体５Ａの
外側、薄膜抵抗体５Ｃと５Ｄとの間及び薄膜抵抗体５Ｆ
の外側に、モート６を形成しておくことによって、超伝
導回路２内に発生した磁束トラップを矢印２に示すよう
に超伝導グランドプレーン７のモート６の部分に移動さ
せ、磁束１〜ラツプを超伝導回路２内から解除すること
がてきる。この温度分布の変化は繰り返し与えることが
効果的である。なお、８は絶縁層である。
すように、超伝導回路２の温度分布を変化させることが
できるので、第３図Ｃに示すように、薄膜抵抗体５Ａの
外側、薄膜抵抗体５Ｃと５Ｄとの間及び薄膜抵抗体５Ｆ
の外側に、モート６を形成しておくことによって、超伝
導回路２内に発生した磁束トラップを矢印２に示すよう
に超伝導グランドプレーン７のモート６の部分に移動さ
せ、磁束１〜ラツプを超伝導回路２内から解除すること
がてきる。この温度分布の変化は繰り返し与えることが
効果的である。なお、８は絶縁層である。
第２ 雄側（第４図〜第６図〉
第４図は、本発明の第２実施例の等価回路図であって、
この第２実施例においては、ジョセフソン接合４Ａ〜４
Ｆは、それぞれその臨界電流値Ｊ４Ａ〜Ｊ４Ｆか、Ｊ
４Ａ＜ Ｊ ４Ｂ＜ Ｊ ４ｃ＜ Ｊ ４Ｄ＜ Ｊ ４
Ｂ＜Ｊ４Ｆなる関係を満たすように形成されており、そ
の他については、第１実施例と同様に構成されている。
この第２実施例においては、ジョセフソン接合４Ａ〜４
Ｆは、それぞれその臨界電流値Ｊ４Ａ〜Ｊ４Ｆか、Ｊ
４Ａ＜ Ｊ ４Ｂ＜ Ｊ ４ｃ＜ Ｊ ４Ｄ＜ Ｊ ４
Ｂ＜Ｊ４Ｆなる関係を満たすように形成されており、そ
の他については、第１実施例と同様に構成されている。
かかる第２実施例においては、これを臨界温度以下に冷
却した後、端子６．７間に、第５図に示すように、時間
ｔに対して直線的な傾きを有して上昇する電流■を流ず
。このようにすると、第６図Ａ〜Ｃにその一部を示すよ
うに、まず、ジョセフソン接合４Ａが超伝導状態から常
伝導状態に遷移し、薄膜抵抗体５Ａ〜５Ｆ中、薄膜抵抗
体５Ａに電流■の一部か流れる。次に、ジョセフソン接
合４Ｂが超伝導状態から常伝導状態に遷移し、薄膜抵抗
体５Ａ〜５Ｆ中、薄膜抵抗体５Ａ、５Ｂに電流が流れる
。以下、ジョセフソン接合４Ｃ〜４Ｆが順次、超伝導状
態から常伝導状態に遷移し、最後には薄膜抵抗体５Ａ〜
５Ｆの全てに電流が流れる。この結果、超伝導回路２の
温度分布は、第６図Ｅに示すように変化する。
却した後、端子６．７間に、第５図に示すように、時間
ｔに対して直線的な傾きを有して上昇する電流■を流ず
。このようにすると、第６図Ａ〜Ｃにその一部を示すよ
うに、まず、ジョセフソン接合４Ａが超伝導状態から常
伝導状態に遷移し、薄膜抵抗体５Ａ〜５Ｆ中、薄膜抵抗
体５Ａに電流■の一部か流れる。次に、ジョセフソン接
合４Ｂが超伝導状態から常伝導状態に遷移し、薄膜抵抗
体５Ａ〜５Ｆ中、薄膜抵抗体５Ａ、５Ｂに電流が流れる
。以下、ジョセフソン接合４Ｃ〜４Ｆが順次、超伝導状
態から常伝導状態に遷移し、最後には薄膜抵抗体５Ａ〜
５Ｆの全てに電流が流れる。この結果、超伝導回路２の
温度分布は、第６図Ｅに示すように変化する。
このように、この第２実施例においては、超伝導回路２
に対して、第６図Ｅに示すように、空間的、かつ、時間
的に変化する温度分布を与えることがてきるので、薄膜
抵抗体５Ｆの外側にモート６を形成しておくことによっ
て、超伝導回路２内に発生した磁束トラップを、矢印Ｗ
で示すように、超伝導グランドレーン７のモート６の部
分に移動させ、磁束トラップを超伝導回路２内がら解除
することかできる。なお、この温度分布は、繰り返し与
えることが効果的である。
に対して、第６図Ｅに示すように、空間的、かつ、時間
的に変化する温度分布を与えることがてきるので、薄膜
抵抗体５Ｆの外側にモート６を形成しておくことによっ
て、超伝導回路２内に発生した磁束トラップを、矢印Ｗ
で示すように、超伝導グランドレーン７のモート６の部
分に移動させ、磁束トラップを超伝導回路２内がら解除
することかできる。なお、この温度分布は、繰り返し与
えることが効果的である。
１１失施例（第７図）
第７図は、本発明の第３実施例を示す斜視図であって、
この第３実施例は、基板９上にジョセフソン接合４八〜
４Ｆを直列に接続すると共に、これらジョセフソン接合
４Ａ〜４Ｆに薄膜抵抗体５Ａ〜５Ｆをそれぞれ並列に接
続して構成されている。この第３実施例は、超伝導回路
２を形成した基板１に接合させて使用される。
この第３実施例は、基板９上にジョセフソン接合４八〜
４Ｆを直列に接続すると共に、これらジョセフソン接合
４Ａ〜４Ｆに薄膜抵抗体５Ａ〜５Ｆをそれぞれ並列に接
続して構成されている。この第３実施例は、超伝導回路
２を形成した基板１に接合させて使用される。
この第３実施例においても、ジョセフソン接合の臨界電
流値を第１実施例又は第２実施例と同様に設定し、かつ
、第１実施例又は第２実施例の場合と同様な電流を流す
ことによって、第１実施例又は第２実施例と同様の作用
、効果を得ることができる。
流値を第１実施例又は第２実施例と同様に設定し、かつ
、第１実施例又は第２実施例の場合と同様な電流を流す
ことによって、第１実施例又は第２実施例と同様の作用
、効果を得ることができる。
［発明の効果］
以上のように、本発明によれば、ジョセフソン接合及び
抵抗体によって構成される電流路に流す電流の大きさを
制御することによって、超伝導状態にあるジョセフソン
接合と、常伝導状態にあるジョセフソン接合とを分布さ
せて、各抵抗体に流れる電流を制御し、各抵抗体の発熱
温度を変化させることかできるので、即ち、超伝導回路
に温度勾配を作り出すことができるので、磁束トラップ
を超伝導回路外に移動させ、超伝導回路に発生した磁束
トラップを効果的に解除することができる。
抵抗体によって構成される電流路に流す電流の大きさを
制御することによって、超伝導状態にあるジョセフソン
接合と、常伝導状態にあるジョセフソン接合とを分布さ
せて、各抵抗体に流れる電流を制御し、各抵抗体の発熱
温度を変化させることかできるので、即ち、超伝導回路
に温度勾配を作り出すことができるので、磁束トラップ
を超伝導回路外に移動させ、超伝導回路に発生した磁束
トラップを効果的に解除することができる。
第１図は第１実施例を示す斜視図、
第２図は第１実施例の等価回路図、
第３図Ａ〜Ｄは第１実施例の動作を示す図、第４図は第
２実施例の等価回路図、 第５図は第２実施例に流す電流を示す図、第６図Ａ〜Ｅ
は第２実施例の動作を示す図、第７図は第３実施例を示
す斜視図である。 ４Ａ〜４Ｆ・・・ジョセフソン接合 ５Ａ〜５Ｆ・・・薄膜抵抗体
２実施例の等価回路図、 第５図は第２実施例に流す電流を示す図、第６図Ａ〜Ｅ
は第２実施例の動作を示す図、第７図は第３実施例を示
す斜視図である。 ４Ａ〜４Ｆ・・・ジョセフソン接合 ５Ａ〜５Ｆ・・・薄膜抵抗体
Claims (3)
- （１）臨界電流値の異なる又は異なるものを含む複数の
ジョセフソン接合を直列に接続すると共に、これらジョ
セフソン接合のそれぞれに抵抗体を並列に接続して構成
されていることを特徴とする超伝導回路内磁束トラップ
解除装置。 - （２）超伝導回路が形成されている基板上に形成され、
前記抵抗体が前記超伝導回路と対向するように構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の超伝導回路内磁
束トラップ解除装置。 - （３）超伝導回路が形成されている基板とは異なる基板
上に形成され、前記抵抗体が前記超伝導回路と対向する
ように前記超伝導回路が形成されている基板に接合して
使用されることを特徴とする請求項１記載の超伝導回路
内磁束トラップ解除装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142370A JPH0435074A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 超伝導回路内磁束トラップ解除装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2142370A JPH0435074A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 超伝導回路内磁束トラップ解除装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0435074A true JPH0435074A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15313807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2142370A Pending JPH0435074A (ja) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | 超伝導回路内磁束トラップ解除装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0435074A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6282385B1 (en) | 1999-09-30 | 2001-08-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Developing device and image forming apparatus using the same |
| US6301453B1 (en) | 1999-06-23 | 2001-10-09 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Developing unit using oscillatory bias voltage |
-
1990
- 1990-05-31 JP JP2142370A patent/JPH0435074A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6301453B1 (en) | 1999-06-23 | 2001-10-09 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Developing unit using oscillatory bias voltage |
| US6282385B1 (en) | 1999-09-30 | 2001-08-28 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Developing device and image forming apparatus using the same |
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