JPH0673239B2 - Superconducting information storage device - Google Patents
Superconducting information storage deviceInfo
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- JPH0673239B2 JPH0673239B2 JP60016160A JP1616085A JPH0673239B2 JP H0673239 B2 JPH0673239 B2 JP H0673239B2 JP 60016160 A JP60016160 A JP 60016160A JP 1616085 A JP1616085 A JP 1616085A JP H0673239 B2 JPH0673239 B2 JP H0673239B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁場が予定の強さで与えられることによって
アブリコソフ磁束量子を内部発生し、そのアブリコソフ
磁束量子を上記磁場が与えられなくなっても自己保持す
る超伝導体層を情報記憶用要素として用いて構成された
超伝導情報記憶装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention is to internally generate Abrikosov magnetic flux quanta when a magnetic field is applied with a predetermined strength, and to self-hold the Abrikosov magnetic flux quanta even when the magnetic field is not applied. The present invention relates to a superconducting information storage device configured by using a superconducting layer as an information storage element.
従来の技術 磁場が予定の強さで与えられることによってアブリコソ
フ磁束量子を内部発生し、そのアブリコソフ磁束量子を
上記磁場が与えられなくなっても自己保持るす超伝導体
層を情報記憶用要素として用いて構成された超伝導情報
記憶装置として、従来、第５図及び第６図を伴なって次
に述べる構成を有するものが提案されている。2. Description of the Related Art A superconducting layer that internally generates Abrikosov flux quanta when a magnetic field is applied with a predetermined strength and that self-holds the Abrikosov flux quanta even when the magnetic field is not applied is used as an information storage element. As a superconducting information storage device configured as described above, one having a configuration described below with reference to FIGS. 5 and 6 has been conventionally proposed.
すなわち、情報記憶手段１を有する。That is, it has the information storage means 1.
この情報記憶手段１は、磁場が予定の強さで与えられる
ことによってアブリコソフ磁束量子を内部発生し、その
アブリコソフ磁束量子を、上記磁場が与えられなくなっ
ても自己保持する超伝導体層２を情報記憶用要素として
有する。This information storage means 1 internally generates Abrikosov magnetic flux quanta when a magnetic field is applied with a predetermined strength, and the superconducting layer 2 that self-holds the Abrikosov magnetic flux quanta even when the magnetic field is not applied. It has as a memory element.
この場合、超伝導体層２は、例えば方形乃至長方形を有
し、その相対向する一対の辺をそれぞれ3a及び3bとし、
また相対向する他の一対の辺をそれぞれ3c及び3dとする
とき、辺3a及び3bの辺3c側から、それらと一体に、それ
ぞれ外方に、ストライプ状の超伝導体層4a及び4bを延長
させている。実際上、この超伝導体層２は、超伝導体層
4a及び4bとともに、第２種の超伝導体でなる。In this case, the superconductor layer 2 has, for example, a rectangular shape or a rectangular shape, and the pair of opposite sides are 3a and 3b, respectively,
Further, when the other pair of opposite sides are 3c and 3d, respectively, stripe-shaped superconductor layers 4a and 4b are extended outward from the side 3c side of the sides 3a and 3b integrally with them. I am letting you. In practice, this superconductor layer 2 is a superconductor layer.
Together with 4a and 4b, it is a second type superconductor.
また、情報書込手段11を有する。Further, it has an information writing means 11.
この情報書込手段11は、電流が通電されることによっ
て、上述した情報記憶手段１の超伝導体層２に与える磁
場を発生するストライプ状の超伝導体層12を情報書込用
要素として有する。The information writing means 11 has, as an information writing element, a stripe-shaped superconductor layer 12 that generates a magnetic field applied to the superconductor layer 2 of the information storage means 1 described above when a current is applied. .
この場合、超伝導体層12は、情報記憶手段１の超伝導体
層２と並置している関係で、超伝導体層２の辺3cに沿っ
て延長している。In this case, the superconductor layer 12 extends along the side 3c of the superconductor layer 2 in a juxtaposed relationship with the superconductor layer 2 of the information storage means 1.
さらに、情報読出手段21を有する この情報読出手段21は、上述した情報記憶手段１の超伝
導体層２が自己保持しているアブリコソフ磁束量子に感
応するジョセフソン接合素子22を有する。Further, it has an information reading means 21. This information reading means 21 has a Josephson junction element 22 which is sensitive to the Abrikosov magnetic flux quantum which the superconductor layer 2 of the above-mentioned information storage means 1 self-holds.
このジョセフソン接合素子22は、情報記憶手段１の超伝
導体層２上に、窓23を有する絶縁層24が形成され、ま
た、超伝導体層２の窓23に臨む領域に例えば超伝導体層
２の材料の酸化物でなるトンネル障壁層25が形成され、
さらに、絶縁層24上に、窓23内を通り、そしてトンネル
障壁層25を介して、情報記憶手段１の超伝導体層２と対
向している。ストライプ状の超伝導体層26が形成されて
いる。という構成を有し、従って、ジョセフソン接合素
子22は、情報記憶手段１の超伝導体層２を一方の電極と
し、また超伝導体層26を他方の電極としている構成を有
する。この場合、超伝導体層26は第１種超伝導体または
第２種超伝導体でなる。In this Josephson junction element 22, an insulating layer 24 having a window 23 is formed on the superconductor layer 2 of the information storage means 1, and in the region of the superconductor layer 2 facing the window 23, for example, a superconductor is used. A tunnel barrier layer 25 of oxide of the material of layer 2 is formed,
Furthermore, it passes through the window 23 on the insulating layer 24 and faces the superconductor layer 2 of the information storage means 1 via the tunnel barrier layer 25. A stripe-shaped superconductor layer 26 is formed. Therefore, the Josephson junction element 22 has a structure in which the superconductor layer 2 of the information storage means 1 is one electrode and the superconductor layer 26 is the other electrode. In this case, the superconductor layer 26 is a type 1 superconductor or a type 2 superconductor.
以上が、従来提案されている超伝導情報記憶装置の構成
である。The above is the configuration of the conventionally proposed superconducting information storage device.
このような構成を有する従来の超伝導情報記憶装置によ
れば、情報を、次に述べるように記憶し、また、それ
を、次に述べるように読出すことができる。According to the conventional superconducting information storage device having such a configuration, information can be stored as described below and read out as described next.
すなわち、２値表示で「１」及び「０」をとる情報の
「１」に対応している電流IAを、情報書込手段11の超伝
導体層12に、第１の方向に、僅かな時間流す。That is, the current IA corresponding to "1" of the information that takes "1" and "0" in the binary display is slightly applied to the superconductor layer 12 of the information writing means 11 in the first direction. Run for hours.
しかるときは、これに応じて、超伝導体層12から情報の
「１」に対応している磁場が、僅かな時間発生する。そ
して、その情報の「１」に対応している磁場が、情報記
憶手段１の超伝導体層２に、主として、その情報書込手
段11の超伝導体層12側において、与えられる。In response, a magnetic field corresponding to the information "1" is generated from the superconductor layer 12 for a short time accordingly. Then, a magnetic field corresponding to "1" of the information is applied to the superconductor layer 2 of the information storage means 1, mainly on the superconductor layer 12 side of the information writing means 11.
このため、情報記憶手段１の超伝導体層２に、情報の
「１」に対応しているアブリコソフ磁束量子が、第１の
向きに（例えば上向き）に内部発生し、それが情報書込
手段11の超伝導体層12側とは反対側に移動する。Therefore, in the superconductor layer 2 of the information storage means 1, Abrikosov magnetic flux quanta corresponding to "1" of information is internally generated in the first direction (for example, upward), which is the information writing means. 11 moves to the opposite side of the superconductor layer 12 side.
この場合、情報記憶手段１の超伝導体層２に、電流IC
を、超伝導体層4a側から超伝導体層4b側に向って、第１
の方向に流す。In this case, the current IC is added to the superconductor layer 2 of the information storage means 1.
From the superconductor layer 4a side to the superconductor layer 4b side,
In the direction of.
しかるときは、超伝導体層２に内部発生した情報の
「１」に対応しているアブリコソフ磁束量子が情報書込
手段11の超伝導体層12側から、それとは反対側の方向に
移動する速度が、情報の「１」に対応しているアブリコ
ソフ磁束量子と、超伝導体層２に第１の方向に流れる電
流ICとの相互作用による第１の向きのローレンツ力によ
って、早くなる。At that time, the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" internally generated in the superconductor layer 2 moves from the superconductor layer 12 side of the information writing means 11 to the opposite side. The velocity is increased by the Lorentz force in the first direction due to the interaction between the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" and the current IC flowing in the superconductor layer 2 in the first direction.
超伝導体層２は、それに内部発生した情報の「１」に対
応している第１の向きのアブリコソフ磁束量子を、情報
書込手段11の超伝導体層12に上述した情報の「１」に対
応している電流IAが流れなくなり、このため、情報書込
手段11の超伝導体層12からの情報の「１」に対応してい
る磁場が与えられなくなっても、自己保持する。In the superconductor layer 2, the Abrikosov magnetic flux quantum in the first direction corresponding to the information "1" generated in the superconductor layer 2 is transferred to the superconductor layer 12 of the information writing means 11 by the information "1". The current IA corresponding to the current does not flow, and therefore, even if the magnetic field corresponding to "1" of information from the superconductor layer 12 of the information writing means 11 is not applied, it self-holds.
また、２値表示で「１」及び「０」をとる情報の「０」
に対応している電流IBを、情報書込手段11の超伝導体層
12に、上述した情報の「１」に対応している電流IAとは
逆の第２の方向に、僅かの時間流す。In addition, "0" of information that takes "1" and "0" in binary display
Current IB corresponding to the superconducting layer of the information writing means 11
At 12, a current flows in the second direction opposite to the current IA corresponding to “1” of the above information for a short time.
しかるときは、これに応じて、超伝導体層12から、上述
した情報の「１」に対応している磁場の向きとは逆の第
２の向きの情報の「０」に対応している磁場が、僅かな
時間発生する。そして、この情報の「０」に対応してい
る磁場が、情報記憶手段１の超伝導体層２に、主とし
て、情報書込手段11の超伝導体層12側において、与えら
れる。In this case, accordingly, the superconductor layer 12 corresponds to the information "0" in the second direction opposite to the direction of the magnetic field corresponding to the information "1" described above. The magnetic field is generated for a short time. Then, a magnetic field corresponding to "0" of this information is applied to the superconductor layer 2 of the information storage means 1, mainly on the superconductor layer 12 side of the information writing means 11.
このため、情報記憶手段１の超伝導体層２に、情報の
「０」に対応しているアブリコソフ磁束量子が、上述し
た情報の「１」に対応しているアブリコソフ磁束量子と
は逆の第２の向きに内部発生する。Therefore, in the superconductor layer 2 of the information storage means 1, the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information “0” is opposite to the above-described Abrykosov magnetic flux quantum corresponding to the information “1”. Internally generated in the direction of 2.
そして、超伝導体層２は、いま、上述した情報の「１」
を含めてなんらアブリコソフ磁束量子を自己保持してい
ないとすれば、情報書込手段11の超伝導体層12に上述し
た情報の「０」に対応している電流IBが流れなくなり、
このため、情報書込手段11の超伝導体層12からの情報の
「０」に対応している磁場が与えられなくなっても、自
己保持する。The superconductor layer 2 is now "1" in the above information.
If the Abrikosov magnetic flux quantum is not self-held including the above, the current IB corresponding to “0” of the above information does not flow in the superconductor layer 12 of the information writing means 11,
Therefore, even if the magnetic field corresponding to "0" of information from the superconductor layer 12 of the information writing means 11 is no longer applied, it self-holds.
また、いま、超伝導体層２が、上述した情報の「１」に
対応しているアブリコソフ磁束量子を自己保持している
とすれば、その情報の「１」に対応しているアブリコソ
フ磁束量子が、上述した情報の「０」に対応しているア
ブリコソフ磁束量子によって打消されるため、超伝導体
層２は、情報の「１」に対応しているアブリコソフ磁束
量子及び情報の「０」に対応しているアブリコソフ磁束
量子のいずれも自己保持していない状態になる。If the superconductor layer 2 holds the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the above-mentioned information “1”, the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information “1” is assumed. However, since it is canceled by the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information “0” described above, the superconductor layer 2 becomes the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information “1” and the information “0”. Neither of the corresponding Abrikosov flux quanta is self-holding.
さらに、２値表示で「１」及び「０」をとる情報の
「０」に対応している電流IDを、情報記憶手段１の超伝
導体層２に、超伝導体層4b側から超伝導体層4a側に向っ
て、第２の方向に流す。Further, the current ID corresponding to “0” of the information that takes “1” and “0” in the binary display is superconducted to the superconductor layer 2 of the information storage means 1 from the superconductor layer 4b side. Flow in the second direction toward the body layer 4a side.
しかるときは、いま、超伝導体層２が情報の「１」に対
応しているアブリコソフ磁束量子を自己保持している場
合、その情報の「１」に対応しているアブリコソフ磁束
量子と、超伝導体層２に第２の方向に流れる電流IDとの
相互作用による第２の向きのローレンツ力によって、情
報の「１」に対応しているアブリコソフ磁束量子が、超
伝導体層２から、情報記憶手段11の超伝導体層12側の外
側に排出され、従って、超伝導体層２が、情報の「１」
に対応しているアブリコソフ磁束量子、及び情報の
「０」に対応しているアブリコソフ磁束量子のいずれも
自己保持していない状態になる。At that time, if the superconductor layer 2 self-holds the Abrikosov flux quantum corresponding to the information "1", the Abrikosov flux quantum corresponding to the information "1" Due to the Lorentz force in the second direction due to the interaction with the current ID flowing in the conductor layer 2 in the second direction, the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information “1” is transferred from the superconductor layer 2 to the information It is discharged to the outside of the storage means 11 on the side of the superconductor layer 12, and therefore the superconductor layer 2 has the information "1".
Neither the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to (1) nor the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to “0” of information is self-held.
従って、情報の「１」を、情報書込手段11の超伝導体層
12に情報の「１」に対応している電流IAを第１の方向に
流すことによって、情報書込手段11を介して、情報記憶
手段１に、その超伝導体層２が情報の「１」に対応して
いるアブリコソフ磁束量子を第１の向きに自己保持して
いる形で、記憶させることができる。Therefore, the information "1" is represented by the superconductor layer of the information writing means 11.
By passing a current IA corresponding to information "1" to the first direction 12 in the first direction, the superconductor layer 2 of the information storage means 1 passes through the information writing means 11 to the information "1". It is possible to store the Abrikosov magnetic flux quanta corresponding to "in the form of self-holding in the first direction.
また、情報の「０」を、情報書込手段11の超伝導体層12
に情報の「０」に対応している電流IBを第２の方向に流
すことによって、または、情報記憶手段１の超伝導体層
２に、情報の「０」に対応している電流IDを第２の方向
に流すことによって、情報記憶手段１に、その超伝導体
層２がなんらアブリコソフ磁束量子を自己保持していな
い形で記憶させることができる。In addition, “0” of information is replaced with the superconductor layer 12 of the information writing means 11.
By passing a current IB corresponding to information "0" in the second direction, or in the superconductor layer 2 of the information storage means 1, a current ID corresponding to information "0" is applied. By flowing in the second direction, the information storage means 1 can store the superconductor layer 2 in a form in which the Abrikosov magnetic flux quantum is not self-held.
また、所定の値を有するバイアス電流ISを、情報読出手
段21のゾョセフソン接合素子22に、その超伝導体層26
と、トンネル障壁層25と、ゾョセフソン接合素子22の一
方の電極としての情報記憶手段１の超伝導体層２とを通
って流す。A bias current IS having a predetermined value is applied to the Zosefson junction element 22 of the information reading means 21 by the superconductor layer 26 thereof.
Flow through the tunnel barrier layer 25 and the superconductor layer 2 of the information storage means 1 as one electrode of the Zosefson junction element 22.
しかるときは、ゾョセフソン接合素子22が、そのトンネ
ル障壁層25を通る磁場を外部から受けた場合、そのよう
な磁場を受けていない場合に比し臨界電流値が低下する
性質を有すること、また、情報の「１」が、上述したよ
うに、情報記憶手段１に、その超伝導体層２が情報の
「１」に対応しているアブリコソフ磁束量子を第１の向
きに自己保持している形で、記憶している場合、ジョセ
フソン接合素子22が、そのトンネル障壁層25を通る情報
の「１」に対応しているアブリコソフ磁束量子にもとず
く磁場を受けているので、低い臨界電流値を有している
ことから、バイアス電流ISの所定の値を、上述した低い
臨界電流値よりも高い値に予め設定しておけば、情報の
「１」が、上述したように、情報記憶手段１に記憶され
ている場合、ジョセフソン接合素子22が、超伝導体層26
及び２間に有電圧を発生している、という有電圧状態に
転移する。In that case, when the Zosefson junction element 22 receives a magnetic field that passes through the tunnel barrier layer 25 from the outside, it has the property of lowering the critical current value as compared with the case where no such magnetic field is received. As described above, the information “1” has a form in which the superconducting layer 2 of the information storage means 1 self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information “1” in the first direction. Then, when memorized, the Josephson junction element 22 receives a magnetic field based on the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" passing through the tunnel barrier layer 25, so that the low critical current value is obtained. Therefore, if the predetermined value of the bias current IS is set to a value higher than the above-mentioned low critical current value in advance, the information "1" becomes the information storage means as described above. If stored in 1, Joseph The junction element 22 is a superconductor layer 26.
And a voltage is generated between the two, and the voltage is changed to a voltage state.
しかしながら、情報の「０」が、上述したように、情報
記憶手段１に記憶されている場合、情報記憶手段１の超
伝導体層２がなんらアブリコソフ磁束量子を自己保持し
ていないので、ジョセフソン接合素子22がそのトンネル
障壁層25を通る磁場を受けず、従って、ジョセフソン接
合素子22が高い臨界電流値を有しているので、ジョセフ
ソン接合素子22は、それにバイアス電流が流されても、
上述した有電圧状態に転移せず、このため、超伝導体層
26及び２間に零電圧が得られている、という零電圧状態
を保っている。However, when "0" of information is stored in the information storage means 1 as described above, since the superconductor layer 2 of the information storage means 1 does not hold any Abrikosov magnetic flux quantum, Josephson Since the junction element 22 is not subjected to a magnetic field through its tunnel barrier layer 25, and thus the Josephson junction element 22 has a high critical current value, the Josephson junction element 22 will have a bias current flowing through it. ,
It does not transition to the voltage state described above, and therefore the superconductor layer
The zero voltage state that the zero voltage is obtained between 26 and 2 is maintained.
従って、ジョセフソン接合素子22にバイアス電流を流
し、そして、ジョセフソン接合素子22が有電圧状態に転
移しているか否かを検出することによって、情報記憶手
段１に情報の「１」が記憶されている場合、その情報の
「１」を読出すことができ、また、情報記憶手段１に情
報の「０」が記憶されている場合、その情報の「０」を
読出すことができる。Therefore, a "1" of information is stored in the information storage means 1 by applying a bias current to the Josephson junction element 22 and detecting whether or not the Josephson junction element 22 is transferred to the voltage applied state. If it is, the information "1" can be read, and if the information "0" is stored in the information storage means 1, the information "0" can be read.
上述したように、第５図及び第６図に示す従来の超伝導
情報記憶装置によれば、情報記憶装置としての機能を呈
する。As described above, the conventional superconducting information storage device shown in FIGS. 5 and 6 functions as an information storage device.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第５図及び第６図で上述した従来の超伝
導情報記憶装置の場合、情報読出手段21が有しているジ
ョセフソン接合素子22が、情報書込手段１が有している
超伝導体層２を、一方の電極として用いて構成されてい
る。Problems to be Solved by the Invention However, in the case of the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6, the Josephson junction element 22 included in the information reading means 21 is the information writing means. The superconductor layer 2 included in 1 is used as one electrode.
このため、情報記憶手段１の超伝導体層２がアブリコソ
フ磁束量子を自己保持しているとき、そのアブリコソフ
磁束量子が、超伝導体層２のジョセフソン接合素子22の
トンネル障壁層25下の領域にも存在し、従って、超伝導
体層２のジョセフソン接合素子22のトンネル障壁層25下
の領域に、常伝導核を存在させている。Therefore, when the superconductor layer 2 of the information storage means 1 self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum, the Abrikosov magnetic flux quantum forms a region below the tunnel barrier layer 25 of the Josephson junction element 22 of the superconductor layer 2. Therefore, the normal nuclei are made to exist in the region below the tunnel barrier layer 25 of the Josephson junction element 22 of the superconductor layer 2.
このため、情報記憶手段１の超伝導体層２がアブリコソ
フ磁束量子を自己保持しているとき、ジョセフソン接合
素子22の実効接合面積が減少しているので、ジョセフソ
ン接合素子22の臨界電流値が抑圧され、よって、情報記
憶手段１の超伝導体層２から情報を読出すときの余裕度
が狭い、という欠点を有していた。Therefore, when the superconductor layer 2 of the information storage means 1 self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum, the effective junction area of the Josephson junction element 22 decreases, so that the critical current value of the Josephson junction element 22 decreases. However, there is a drawback that the margin for reading information from the superconductor layer 2 of the information storage means 1 is narrow.
問題点を解決するための手段 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な超伝導
情報記憶装置を提案せんとするものである。Therefore, the present invention proposes a novel superconducting information storage device which does not have the above-mentioned drawbacks.
本発明による超伝導情報記憶装置は、第５図及び第６図
で上述した従来の超伝導情報記憶装置の場合と同様に、
磁場が予定の強さで与えられることによってアブリコソ
フ磁束量子を内部発生し、そのアブリコソフ磁束量子を
上記磁場が与えられなくなっても自己保持する超伝導体
層を有する情報記憶手段と、情報に対応している電流が
通電されることによって、上記情報記憶手段の超伝導体
層に与える磁場を発生する超伝導体層を有する情報書込
手段と、上記情報記憶手段の超伝導体層に自己保持され
ているアブリコソフ磁束量子に感応するジョセフソン接
合素子を有する情報読出手段とを有している構成を有す
る。The superconducting information storage device according to the present invention is similar to the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6,
Corresponding to information storage means having a superconductor layer that internally generates Abrikosov magnetic flux quanta when a magnetic field is applied with a predetermined strength, and self-holds the Abrikosov magnetic flux quanta even when the magnetic field is not applied. Information writing means having a superconductor layer for generating a magnetic field to be applied to the superconductor layer of the information storage means and self-holding in the superconductor layer of the information storage means. And an information reading means having a Josephson junction element sensitive to the Abrikosov magnetic flux quantum.
しかしながら、本発明による超伝導情報記憶装置は、こ
のような構成を有する超伝導情報記憶装置において、そ
の上記情報読出手段の超伝導体層上に、磁場が与えられ
ることによってアブリコソフ磁束量子を内部発生するア
ブリコソフ磁束量子発生力が、上記情報記憶手段の超伝
導体層に比し弱いか、または磁場が与えられてもアブリ
コソフ磁束量子を発生しない超伝導体層が、上記情報読
出手段のジョセフソン接合素子の電極としての超伝導体
層として配されている、という構成を有する。However, in the superconducting information storage device according to the present invention, in the superconducting information storage device having such a configuration, an Abrikosov magnetic flux quantum is internally generated by applying a magnetic field on the superconductor layer of the information reading means. The Abrikosov magnetic flux quantum generating force is weaker than that of the superconductor layer of the information storage means, or the superconductor layer that does not generate the Abrikosov magnetic flux quantum even when a magnetic field is applied is a Josephson junction of the information reading means. It is arranged as a superconductor layer as an electrode of the device.
発明の作用・効果 このような本発明による超伝導情報記憶装置によれば、
それが、第５図及び第６図で上述した超伝導情報記憶装
置において、その情報読出手段のジョセフソン接合素子
が、情報記憶手段の熱伝導体層を一方の電極として構成
されているのに代え、情報記憶手段の超伝導体層とは別
の超伝導体層を一方の電極として用いて構成されている
構成になっていることを除いては、第５図及び第６図で
上述したと同様の構成を有しているので、第５図及び第
６図で上述したと同様に、情報記憶装置としての機能を
呈する。Effects and Effects of the Invention According to the superconducting information storage device of the present invention as described above,
That is, in the superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6, the Josephson junction element of the information reading means has the heat conductor layer of the information storage means as one electrode. Instead, it is described above with reference to FIGS. 5 and 6 except that a superconductor layer different from the superconductor layer of the information storage means is used as one electrode. Since it has the same configuration as, it functions as an information storage device as described above with reference to FIGS. 5 and 6.
しかしながら、本発明による超伝導情報記憶装置によれ
ば、情報記憶手段の超伝導体層上に、情報読出手段のジ
ョセフソン接合素子の一方の電極として超伝導体層が形
成され、そして、その超伝導体層が、アブリコソフ磁束
量子発生力が弱い、またはアブリコソフ磁束量子を発生
させない超伝導体層であることから、情報記憶手段の超
伝導体層がアブリコソフ磁束量子を自己保持していると
き、情報記憶手段の超伝導体層上に形成されている情報
読出手段のジョセフソン接合素子の一方の電極として超
伝導体層には、アブリコソフ磁束量子を発生させていな
いか、発生させているとしても僅かしか発生させていな
いので、情報記憶手段の超伝導体層上に形成されている
情報読出手段のジョセフソン接合素子の一方の電極とし
て超伝導体層の、ジョセフソン接合素子下の領域に、常
電導核を存在させていないか、存在させているとしても
僅かしか存在させていない。However, according to the superconducting information storage device of the present invention, the superconducting layer is formed on the superconducting layer of the information storing means as one electrode of the Josephson junction element of the information reading means, and Since the conductor layer is a superconductor layer that has a weak Abrikosov flux quantum generation force or does not generate Abrikosov flux quanta, when the superconductor layer of the information storage means self-holds the Abrikosov flux quanta, As one electrode of the Josephson junction element of the information reading means formed on the superconductor layer of the memory means, the Abrikosov magnetic flux quantum is not generated in the superconductor layer, or is slightly generated even if it is generated. Since it is only generated, the superconducting layer as one electrode of the Josephson junction element of the information reading means formed on the superconducting layer of the information storage means, The area under Yosefuson junction element, or not in the presence of a normal-conducting nucleus, only slightly be present even though be present.
このため情報記憶手段の超伝導体層がアブリコソフ磁束
量子を自己保持しているとき、ジョセフソン素子の実効
接合面積は減少していないか、減少しているとしても第
５図及び第６図で上述した従来の超伝導情報記憶装置の
場合に比し僅かしか減少しておらず、よって、情報記憶
手段の超伝導体層から情報を読出すときの余裕度が、第
５図及び第６図で上述した従来の超伝導情報記憶装置の
場合に比し広く、従って、第５図及び第６図で上述した
従来の超伝導情報記憶装置の欠点を有しない。Therefore, when the superconductor layer of the information storage means self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum, the effective junction area of the Josephson element is not reduced, or even if it is reduced, the effective junction area is reduced in FIGS. 5 and 6. Compared with the case of the conventional superconducting information storage device described above, it is only slightly reduced, so that the margin when reading information from the superconductor layer of the information storage means is shown in FIGS. 5 and 6. It is wider than the case of the conventional superconducting information storage device described above, and therefore does not have the drawbacks of the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6.
実施例１ 次に、第１図及び第２図を伴なって、本発明による超伝
導情報記憶装置の第１の実施例を述べよう。First Embodiment Next, a first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
第１図及び第２図において、第５図及び第６図との対応
部分には同一符号を付し詳細説明を省略する。1 and 2, parts corresponding to those in FIGS. 5 and 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第１図及び第２図に示す本発明による超伝導情報記憶装
置の第１の実施例は、次の事項を除いて、第５図及び第
６図で上述した従来の超伝導情報記憶装置の場合と同様
の構成を有する。The first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is the same as the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6 except for the following matters. It has the same configuration as the case.
すなわち、情報読出手段21のジョセフソン接合素子22
が、情報記憶手段１の超伝導体層２を一方の電極として
構成されているのに代え、情報記憶手段１の超伝導体層
２上に、磁場が与えられることによってアブリコソフ磁
束量子を内部発生するアブリコソフ磁束量子発生力が、
情報記憶手段１の超伝導体層２に比し弱いか、または磁
場が与えられてもアブリコソフ磁束量子を発生しない超
伝導体層32が形成され、しかして、情報読出手段21のジ
ョセフソン接合素子22が、超伝導体層32を一方の電極と
している態様で、第５図及び第６図の場合に準じた構成
で構成されている。That is, the Josephson junction element 22 of the information reading means 21
However, instead of using the superconductor layer 2 of the information storage means 1 as one electrode, an Abrikosov magnetic flux quantum is internally generated by applying a magnetic field on the superconductor layer 2 of the information storage means 1. Abrikosov magnetic flux quantum generation force
A superconductor layer 32 is formed which is weaker than the superconductor layer 2 of the information storage means 1 or does not generate Abrikosov magnetic flux quanta even when a magnetic field is applied, and the Josephson junction element of the information reading means 21 is formed. 22 is a mode in which the superconductor layer 32 is used as one of the electrodes, and has a structure according to the case of FIGS. 5 and 6.
以上が、本発明による超伝導情報記憶装置の第１の実施
例の構成である。The above is the configuration of the first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention.
このような本発明による超伝導情報記憶装置の第１の実
施例の構成によれば、それが上述した事項を除いて第５
図及び第６図の場合と同様の構成を有し、情報記憶手段
１の超伝導体層２がアブリコソフ磁束量子を自己保持し
ているとき、そのアブリコソフ磁束量子にもとずく磁場
を、ジョセフソン接合素子22が受けることについては、
第５図及び第６図で上述した従来の超伝導情報記憶装置
の場合と同様であるので、詳細説明は省略するが、第５
図及び第６図で上述したに準じた動作を行って、情報
を、情報記憶手段１に記憶させ、また、それを読出すこ
とができる。According to the structure of the first embodiment of the superconducting information storage device of the present invention, it is the fifth embodiment except for the matters described above.
When the superconductor layer 2 of the information storage means 1 self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum, it has the same structure as in the case of FIG. 6 and FIG. Regarding what the junction element 22 receives,
Since it is similar to the case of the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6, detailed description thereof will be omitted.
The information can be stored in the information storage means 1 and read out by performing the operation according to the above description in FIGS.
しかしながら、第１図及び第２図に示す本発明による第
１の実施例の場合、情報記憶手段１の超伝導体層２上
に、情報読出手段21のジョセフソン接合素子22の一方の
電極として超伝導体層32が形成され、そして、その超伝
導体層32が、アブリコソフ磁束量子発生力が弱い、また
はアブリコソフ磁束量子を発生させない超伝導体層であ
ることから、情報記憶手段１の超伝導体層２がアブリコ
ソフ磁束量子を自己保持しているとき、情報記憶手段１
の超伝導体層２上に形成されている情報読出装置21のジ
ョセフソン接合素子22の一方の電極としての超伝導体層
32には、アブリコソフ磁束量子を発生させていないか、
発生させているとしても僅かしか発生させていないの
で、情報記憶手段１の超伝導体層２上に形成されている
情報読出装置21のジョセフソン接合素子22の一方の電極
としての超伝導体層32の、ジョセフソン接合素子22下の
領域に、常電導核を存在させていないか、存在させてい
るとしても僅かしか存在させていない。However, in the case of the first embodiment according to the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 2, as one electrode of the Josephson junction element 22 of the information reading means 21, it is provided on the superconductor layer 2 of the information storing means 1. Since the superconductor layer 32 is formed and the superconductor layer 32 is a superconductor layer having a weak Abrikosov magnetic flux quantum generating force or not generating the Abrikosov magnetic flux quantum, the superconducting layer of the information storage means 1 is superconducting. When the body layer 2 self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum, the information storage means 1
Superconductor layer as one electrode of Josephson junction element 22 of information reading device 21 formed on superconductor layer 2 of
32 does not generate Abrikosov flux quanta,
Since only a small amount is generated even if it is generated, the superconductor layer as one electrode of the Josephson junction element 22 of the information reading device 21 formed on the superconductor layer 2 of the information storage means 1. In the region under the Josephson junction element 22 of 32, normal conducting nuclei are not present, or if any, are slightly present.
このため情報記憶手段１の超伝導体層２がアブリコソフ
磁束量子を自己保持しているとき、情報読出装置21のジ
ョセフソン接合素子22の実効接合面積は減少していない
か、減少しているとしても第５図及び第６図で上述した
従来の超伝導情報記憶装置の場合に比し僅かしか減少し
ておらず、よって、情報記憶手段１の超伝導体層２から
情報を読出すときの余裕度が、第５図及び第６図で上述
した従来の超伝導情報記憶装置の場合に比し広く、従っ
て、第５図及び第６図で上述した従来の超伝導情報記憶
装置の欠点を有しない。Therefore, when the superconductor layer 2 of the information storage means 1 self-holds the Abrikosov magnetic flux quanta, the effective junction area of the Josephson junction element 22 of the information reading device 21 is not decreased or is decreased. Is also slightly smaller than that in the case of the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6, and therefore, when information is read from the superconductor layer 2 of the information storage means 1. The margin is wider than in the case of the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 5 and 6, and thus the drawbacks of the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. I don't have it.
実施例２ 次に、第３図及び第４図を伴なって、本発明による超伝
導情報記憶装置の第２の実施例を述べよう。Second Embodiment Next, a second embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
第３図及び第４図において、第１図及び第２図との対応
部分には同一符号を付して詳細説明を省略する。3 and 4, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第３図及び第４図に示す本発明による超伝導情報記憶装
置の第２の実施例は、第１図及び第２図で上述した本発
明による超伝導情報記憶装置の第１の実施例において、
その情報読出手段21のジョセフソン接合素子22を構成し
ている超伝導体層26上に、絶縁層33を介して、ジョセフ
ソン接合素子22のトンネル障壁層25と対向するように、
ストライプ状の超伝導体層34が形成されていることを除
いて、第１図及び第２図で上述した本発明による超伝導
情報記憶装置の第１の実施例と同様の構成を有する。The second embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention shown in FIGS. 3 and 4 is the same as the first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 and 2. ,
On the superconductor layer 26 constituting the Josephson junction element 22 of the information reading means 21, so as to face the tunnel barrier layer 25 of the Josephson junction element 22 via the insulating layer 33,
The structure is similar to that of the first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 and 2, except that the stripe-shaped superconductor layer 34 is formed.
以上が、本発明による超伝導情報記憶装置の第２実施例
の構成である。The above is the configuration of the second embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention.
このような構成を有する本発明による超伝導情報記憶装
置の第２の実施例によれば、それが、上述した事項を除
いて、第１図及び第２図で上述した本発明による超伝導
情報記憶装置の第１の実施例と同様の構成を有し、一
方、超伝導体層34に電流を流せば、それからジョセフソ
ン接合素子22のトンネル障壁層25を通る磁場が発生する
ので、ジョセフソン接合素子22にバイアス電流を流し
て、情報記憶手段１から情報を読出すときに、超伝導体
層34に電流を流すことによって、情報記憶手段１からの
情報の読出を効果的に行うことができる。According to the second embodiment of the superconducting information storage device of the present invention having such a structure, the superconducting information storage device according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 and 2 is provided except for the matters described above. The structure is similar to that of the first embodiment of the memory device. On the other hand, when a current is passed through the superconductor layer 34, a magnetic field is generated through the tunnel barrier layer 25 of the Josephson junction element 22. When a bias current is passed through the junction element 22 to read information from the information storage means 1, by passing a current through the superconductor layer 34, information can be effectively read out from the information storage means 1. it can.
なお、上述においては、本発明の僅かな例を示したに留
まり、本発明の精神を脱することなしに、種々の変型、
変更をなし得るであろう。In the above description, only a few examples of the present invention are shown, and various modifications without departing from the spirit of the present invention,
Changes could be made.
第１図及び第２図は、本発明による超伝導情報記憶装置
の第１の実施例を示す略線的平面図及びそのII−II線上
の断面図である。 第３図及び第４図は、本発明による超伝導情報記憶装置
の第２の実施例を示す略線的平面図及びそのIV−IV線上
の断面図である。 第５図及び第６図は、従来の超伝導情報記憶装置を示す
略線的平面図及びそのVI−VI線上の断面図である。 １……情報記憶手段 ２……情報記憶手段１の超伝導体層 3a、3b、3c、3d……超伝導体層の辺 4a、4b……ストライプ状の超伝導体層 11……情報書込手段 12……情報書込手段の超伝導体層 21……情報読出手段 22……ジョセフソン接合素子 23……窓 24……絶縁層 25……トンネル障壁層 26……超伝導体層 32……ジョセフソン接合素子22の超伝導体層 34……超伝導体層1 and 2 are a schematic plan view showing a first embodiment of a superconducting information storage device according to the present invention and a sectional view taken along line II-II thereof. 3 and 4 are a schematic plan view showing a second embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention and a cross-sectional view taken along line IV-IV thereof. FIG. 5 and FIG. 6 are a schematic plan view showing a conventional superconducting information storage device and a sectional view taken along the line VI-VI. 1 ... Information storage means 2 ... Superconductor layer 3a, 3b, 3c, 3d of information storage means 1 ... Sides 4a, 4b of superconductor layer ... Striped superconductor layer 11 ... Information sheet Incorporation means 12 ...... Information writing means superconductor layer 21 ...... Information reading means 22 ...... Josephson junction element 23 ...... Window 24 ...... Insulating layer 25 ...... Tunnel barrier layer 26 ...... Superconductor layer 32 ...... Superconductor layer of Josephson junction element 22 ...... Superconductor layer
Claims (1)
てアブリコソフ磁束量子を内部発生し、そのアブリコソ
フ磁束量子を上記磁場が与えられなくなっても自己保持
する超伝導体層を有する情報記憶手段と、 情報に対応している電流が通電されることによって、上
記情報記憶手段の超伝導体層に与える磁場を発生する超
伝導体層を有する情報書込手段と、 上記情報記憶手段の超伝導体層に自己保持されているア
ブリコソフ磁束量子に感応するジョセフソン接合素子を
有する情報読出手段とを有する超伝導情報記憶装置にお
いて、 上記情報記憶手段の超伝導体層上に、磁場が与えられる
ことによってアブリコソフ磁束量子を内部発生するアブ
リコソフ磁束量子発生力が、上記情報記憶手段の超伝導
体層に比し弱いか、または磁場が与えられてもアブリコ
ソフ磁束量子を発生しない超伝導体層が、上記情報読出
手段のジョセフソン接合素子の電極としての超伝導体層
として配されていることを特徴とする超伝導情報記憶装
置。1. An information storage means having a superconductor layer which internally generates Abrikosov magnetic flux quanta when a magnetic field is applied with a predetermined strength and self-holds the Abrikosov magnetic flux quanta even when the magnetic field is not applied. An information writing means having a superconductor layer for generating a magnetic field applied to the superconductor layer of the information storage means when a current corresponding to information is applied, and a superconductor of the information storage means In a superconducting information storage device having an information reading means having a Josephson junction element sensitive to the Abrikosov magnetic flux quantum self-held in the layer, a magnetic field is applied on the superconductor layer of the information storage means. The Abrikosov magnetic flux quantum generating force that internally generates the Abrikosov magnetic flux quantum is weaker than that of the superconductor layer of the information storage means, or a magnetic field is applied. Also Abrikosov superconductor layer without a flux quantum occurs, that are arranged as a superconductor layer superconductor information storage device according to claim as an electrode of the Josephson junction device of said information reading means.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016160A JPH0673239B2 (en) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | Superconducting information storage device |
| US06/808,424 US4764898A (en) | 1984-12-13 | 1985-12-12 | Vortex memory device |
| EP85309088A EP0190503B1 (en) | 1984-12-13 | 1985-12-13 | Superconducting memory device |
| DE8585309088T DE3582155D1 (en) | 1984-12-13 | 1985-12-13 | SUPRALOCIAL STORAGE ARRANGEMENT. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016160A JPH0673239B2 (en) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | Superconducting information storage device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61175997A JPS61175997A (en) | 1986-08-07 |
| JPH0673239B2 true JPH0673239B2 (en) | 1994-09-14 |
Family
ID=11908755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60016160A Expired - Fee Related JPH0673239B2 (en) | 1984-12-13 | 1985-01-30 | Superconducting information storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673239B2 (en) |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP60016160A patent/JPH0673239B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61175997A (en) | 1986-08-07 |
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