JPS61142598A - 超伝導記憶装置 - Google Patents
超伝導記憶装置Info
- Publication number
- JPS61142598A JPS61142598A JP59261789A JP26178984A JPS61142598A JP S61142598 A JPS61142598 A JP S61142598A JP 59261789 A JP59261789 A JP 59261789A JP 26178984 A JP26178984 A JP 26178984A JP S61142598 A JPS61142598 A JP S61142598A
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- Japan
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、少なくとも一つの情報をアプリコンブ磁束量
子（以下磁束量子と略称する）の形で超伝導体内に記憶
する超伝導記憶装置に関する。さらに特定すれば本発明
は超伝導体内に保持される磁束量子の向きを記憶状態の
「１」および「０」“に対応させる随時読み出し形超伝
導記憶装置に関するものである。
子（以下磁束量子と略称する）の形で超伝導体内に記憶
する超伝導記憶装置に関する。さらに特定すれば本発明
は超伝導体内に保持される磁束量子の向きを記憶状態の
「１」および「０」“に対応させる随時読み出し形超伝
導記憶装置に関するものである。
アブリコソフ磁束量子記憶装置は、例えば、アｆライド
フィジックスレター誌（ＡｐｐｌｔｅａＰｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ） Ｖｏｌ、 ３９４１２Ｄｅｃｅｍ
ｂｅｒ １９８１゜ＰＰ、９９２〜９９３あるいは、特
願昭５６−６５４９３号（超伝導記憶装置）に開示され
ている様に公知である。
フィジックスレター誌（ＡｐｐｌｔｅａＰｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ） Ｖｏｌ、 ３９４１２Ｄｅｃｅｍ
ｂｅｒ １９８１゜ＰＰ、９９２〜９９３あるいは、特
願昭５６−６５４９３号（超伝導記憶装置）に開示され
ている様に公知である。
第４図はアブリコソフ磁束量子記憶装置の従来例のひと
つである。この例では、磁束量子を保持するための膜厚
の５すい超伝導体膜１と該超伝導体膜１の一部を下部電
極とし、超伝導体膜２を上部電極とする磁束量子検出用
ジョセフソン接合（以下検出接合と略称する）３と超伝
導体膜１の端５近くに設けられた磁束量子書き込み用制
御線４で構成されている。超伝導体膜１は、超伝導体膜
１の端５をのぞく周辺を囲む超伝導体膜１より膜厚の厚
い超伝導体膜である。
つである。この例では、磁束量子を保持するための膜厚
の５すい超伝導体膜１と該超伝導体膜１の一部を下部電
極とし、超伝導体膜２を上部電極とする磁束量子検出用
ジョセフソン接合（以下検出接合と略称する）３と超伝
導体膜１の端５近くに設けられた磁束量子書き込み用制
御線４で構成されている。超伝導体膜１は、超伝導体膜
１の端５をのぞく周辺を囲む超伝導体膜１より膜厚の厚
い超伝導体膜である。
Ｂは磁束童子である。
このアブリコソフ磁束量子記憶装置は、超伝導体内に保
持される磁束量子の有無を記憶状態の「１」および「０
」に対応させる。上記記憶装置において「１」書き込み
は、制御線４に電流を流して磁界を発生し、超伝導体Ｘ
ＺＫ端５から磁束量子を侵入させることで行なう。また
「０」書き込みは、制御線４に逆向きの電流を流し、超
伝導体膜１に「１」書き込みの、場合とは逆向きの磁束
量子を侵入させ、順方向の磁束量子と対消滅させ、保持
され、ている磁束量子数をゼロにすることで行なう。あ
るいは、超伝導体膜１に電流を流し磁束量子を超伝導体
膜１の外に排除してｒＯＪ書き込みを行なう。超伝導体
膜１は、磁束量子が侵入する部分を超伝導体膜１に限定
するために設けられ【いる。また記憶状態の検出は検出
接合３の近傍に磁束量子が存在すると該検出接合３のジ
ョセフソン電流値が低下することを利用し、該検出接合
３にバイアス電流を印加し、接合が有限電圧に転移する
か否かで行なう。
持される磁束量子の有無を記憶状態の「１」および「０
」に対応させる。上記記憶装置において「１」書き込み
は、制御線４に電流を流して磁界を発生し、超伝導体Ｘ
ＺＫ端５から磁束量子を侵入させることで行なう。また
「０」書き込みは、制御線４に逆向きの電流を流し、超
伝導体膜１に「１」書き込みの、場合とは逆向きの磁束
量子を侵入させ、順方向の磁束量子と対消滅させ、保持
され、ている磁束量子数をゼロにすることで行なう。あ
るいは、超伝導体膜１に電流を流し磁束量子を超伝導体
膜１の外に排除してｒＯＪ書き込みを行なう。超伝導体
膜１は、磁束量子が侵入する部分を超伝導体膜１に限定
するために設けられ【いる。また記憶状態の検出は検出
接合３の近傍に磁束量子が存在すると該検出接合３のジ
ョセフソン電流値が低下することを利用し、該検出接合
３にバイアス電流を印加し、接合が有限電圧に転移する
か否かで行なう。
しかし上記アブリコソフ磁束量子記憶装置で、磁束量子
の対消滅によるｒＯＪ書き込み法を用い歪と、記憶状態
ｒＯＪのとき即ち超伝導体膜１に磁束量子が保持されて
いないときにｒＯＪ書き込みを行なうと対消滅が起らず
逆向きの磁束量子が保持される。この状態は本来の記憶
状態ではなく誤動作となる。これを避けるためには、書
き込み前の記憶状態を読み出して七〇「１」、「０」に
応じて異なる書き込み信号を印加するという複雑な書き
込み手順が必要となる。しかしこの方式は書き込みアク
セス時間を長くシ、この記憶セルを用いて構成した計算
機のマシンサイクル時間を長くするという重大な欠点を
生じる。また磁束量子排除によ−る「０」書き込み法を
用いると「０」書き込み時の稼動信号線が１本のみであ
り、しかも双方とも、超伝導体膜１に流す必要があるた
めワード線とピ、ト線に分割することができ、ないので
、記憶セル行列を組んだときに行列内の任意の１セルを
選択して「０」書き込みすることができない。
の対消滅によるｒＯＪ書き込み法を用い歪と、記憶状態
ｒＯＪのとき即ち超伝導体膜１に磁束量子が保持されて
いないときにｒＯＪ書き込みを行なうと対消滅が起らず
逆向きの磁束量子が保持される。この状態は本来の記憶
状態ではなく誤動作となる。これを避けるためには、書
き込み前の記憶状態を読み出して七〇「１」、「０」に
応じて異なる書き込み信号を印加するという複雑な書き
込み手順が必要となる。しかしこの方式は書き込みアク
セス時間を長くシ、この記憶セルを用いて構成した計算
機のマシンサイクル時間を長くするという重大な欠点を
生じる。また磁束量子排除によ−る「０」書き込み法を
用いると「０」書き込み時の稼動信号線が１本のみであ
り、しかも双方とも、超伝導体膜１に流す必要があるた
めワード線とピ、ト線に分割することができ、ないので
、記憶セル行列を組んだときに行列内の任意の１セルを
選択して「０」書き込みすることができない。
以上述べた様に上記従来例においては、「０」書き込み
において、ニガ式のどちらにもそれぞれ重大な欠点を有
する。
において、ニガ式のどちらにもそれぞれ重大な欠点を有
する。
本発明はこれらの欠点を除去するため、検出接合に読み
出し制御線を設け、検出接合のしきハ値特性のシフト方
向が保持される磁束量子の向きに対応することを利用し
て、保持される磁束量子の磁界の向きを記憶状態の「１
」および「０」に対応させた記憶動作をさせる様にした
もので、以下図面について詳細に説明する。
出し制御線を設け、検出接合のしきハ値特性のシフト方
向が保持される磁束量子の向きに対応することを利用し
て、保持される磁束量子の磁界の向きを記憶状態の「１
」および「０」に対応させた記憶動作をさせる様にした
もので、以下図面について詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例でありて、磁束量子が侵入で
き、該磁束量子が保持され得る第１の超伝導体例えば膜
厚の５すい第二種の超伝導体膜１で情報記憶領域が構成
され、該超伝導体膜１の一部を下部電極とし、超伝導体
膜２の一部を上部電極として、侵入した磁束量子Ｂに付
随する磁界を検出する検出接合３例えば記憶状態検出用
ジョセフソン接合あるいはジョセフソン接合を複数用い
た検出用ジョセフソンゲートが少なくともひとつ以上構
成され、超伝導体膜１の端５の近傍に少なくとも１本以
上の磁束量子書き込み用制御線４が配置され、該検出接
合３上に絶縁層を介して、該検出接合３と磁気的に結合
する少なくとも１本以上の読み出し用制御線６が設けら
れた構造をしている。また超伝導体膜１に較べて膜厚の
厚い超伝導体膜１が端５を除く超伝導体膜１の周囲を囲
んで設けられている。
き、該磁束量子が保持され得る第１の超伝導体例えば膜
厚の５すい第二種の超伝導体膜１で情報記憶領域が構成
され、該超伝導体膜１の一部を下部電極とし、超伝導体
膜２の一部を上部電極として、侵入した磁束量子Ｂに付
随する磁界を検出する検出接合３例えば記憶状態検出用
ジョセフソン接合あるいはジョセフソン接合を複数用い
た検出用ジョセフソンゲートが少なくともひとつ以上構
成され、超伝導体膜１の端５の近傍に少なくとも１本以
上の磁束量子書き込み用制御線４が配置され、該検出接
合３上に絶縁層を介して、該検出接合３と磁気的に結合
する少なくとも１本以上の読み出し用制御線６が設けら
れた構造をしている。また超伝導体膜１に較べて膜厚の
厚い超伝導体膜１が端５を除く超伝導体膜１の周囲を囲
んで設けられている。
本実施例において、記憶回路動作の「１」書き込みは、
磁束量子書き込み用制御線４に電流を流し、超伝導体膜
１円に磁束量子を侵入させることで行なう。「０」書き
込みは、磁束童子書き込み用制御線４に「１」書き込み
とは逆向きに電流を流し、超伝導体膜１円に「１」書き
東 込みのときとは逆向きの磁吏量子を侵入させて行なう。
磁束量子書き込み用制御線４に電流を流し、超伝導体膜
１円に磁束量子を侵入させることで行なう。「０」書き
込みは、磁束童子書き込み用制御線４に「１」書き込み
とは逆向きに電流を流し、超伝導体膜１円に「１」書き
東 込みのときとは逆向きの磁吏量子を侵入させて行なう。
読み出しは、検出接合３のジョセフソン電流制御特性が
書き込まれた磁束量子の極性によって読み出し制御電流
軸に沿って異なる方向に遷移することを利用して、保持
されているアプリコンブ磁束量子の磁界の向きを判別し
、記憶状態の「１」、「０」を検出して行なう。
書き込まれた磁束量子の極性によって読み出し制御電流
軸に沿って異なる方向に遷移することを利用して、保持
されているアプリコンブ磁束量子の磁界の向きを判別し
、記憶状態の「１」、「０」を検出して行なう。
第２図は検出接合のジョセフソン電流制御特性であり、
横軸は読み出し用制御線６に流れる読み出し制御電流値
、縦軸は検出接合３のバイアス電流値である。破線７は
磁束量子が侵入していないときの制御特性曲線、実線８
は「１」状態に相当する磁束量子が侵入しズいるときの
制御特性曲線、実線９は、「０」状態の向きの磁束量子
が侵入しているときの制御特性曲線である。読み出し制
御電流と検出接合バイアス電流の電流一致選択によりセ
ル行列から選択されたセルにおいて、動作点が制御特性
上Ａ点に来る様にする。この場合記憶状態が「１」のと
きは、動作点が制御特性曲線８内にあるため検出接合３
は電圧転移せぜ、記憶状態が「０」のときは動作点が制
御特性曲線９外に出るため、検出接合３は電圧転移する
。この読み出し方式によれば、記憶セル行列内の任意の
セル記憶情報のｒＯＪ、ｒｌＪを検出接合の電圧転移の
有無で検知することができる。Ｄは遷移量である。
横軸は読み出し用制御線６に流れる読み出し制御電流値
、縦軸は検出接合３のバイアス電流値である。破線７は
磁束量子が侵入していないときの制御特性曲線、実線８
は「１」状態に相当する磁束量子が侵入しズいるときの
制御特性曲線、実線９は、「０」状態の向きの磁束量子
が侵入しているときの制御特性曲線である。読み出し制
御電流と検出接合バイアス電流の電流一致選択によりセ
ル行列から選択されたセルにおいて、動作点が制御特性
上Ａ点に来る様にする。この場合記憶状態が「１」のと
きは、動作点が制御特性曲線８内にあるため検出接合３
は電圧転移せぜ、記憶状態が「０」のときは動作点が制
御特性曲線９外に出るため、検出接合３は電圧転移する
。この読み出し方式によれば、記憶セル行列内の任意の
セル記憶情報のｒＯＪ、ｒｌＪを検出接合の電圧転移の
有無で検知することができる。Ｄは遷移量である。
また本実施例によれば書き込み特性は第３図に示す様に
なる。即ち検出接合３０制御特性の遷移量は書き込み制
御電流に対して、原点対称の飽和特性を示す。これは書
き込み時に超伝導体膜１に侵入する磁束量子は書き込み
制御電流の増加に対して、おる値を越えると多数の磁束
量子が集団で侵入し、ある程度以上の磁束量子が侵入し
てしまうとこんどは磁束量子相互の反撥力のため、電流
を増加しても侵入し難くなるためである。この場合、書
き込み制御電流を飽和領域に設定、すなわち、アプリコ
ンブ磁束量子が保持されている状態での記憶状態検出用
ジョセフソン接合ないしはジョセフソンｒ−）のジョセ
フソン電流制御特性の読み出し制御電流軸方向の遷移量
が飽和領域に達する書き込み制御電流値を越えた書き込
み制御電流で書き込み動作を行なわせると制御電流の変
動に強（、動作マージンの広い記憶セルが実現できる。
なる。即ち検出接合３０制御特性の遷移量は書き込み制
御電流に対して、原点対称の飽和特性を示す。これは書
き込み時に超伝導体膜１に侵入する磁束量子は書き込み
制御電流の増加に対して、おる値を越えると多数の磁束
量子が集団で侵入し、ある程度以上の磁束量子が侵入し
てしまうとこんどは磁束量子相互の反撥力のため、電流
を増加しても侵入し難くなるためである。この場合、書
き込み制御電流を飽和領域に設定、すなわち、アプリコ
ンブ磁束量子が保持されている状態での記憶状態検出用
ジョセフソン接合ないしはジョセフソンｒ−）のジョセ
フソン電流制御特性の読み出し制御電流軸方向の遷移量
が飽和領域に達する書き込み制御電流値を越えた書き込
み制御電流で書き込み動作を行なわせると制御電流の変
動に強（、動作マージンの広い記憶セルが実現できる。
またこの場合、「１」書き込みＫは正の書き込み制御電
流を、「０」書き込みには負の書き込み制御電流を流せ
ば良〈従来例のように、書き込み前のセルの記憶状態を
一度読み出してそれに応じて書き込み信号を選んで印加
するという複雑な操作は不要となり、書き込みアクセス
時間を短かくすることができる。また周辺回路も簡単に
なる。
流を、「０」書き込みには負の書き込み制御電流を流せ
ば良〈従来例のように、書き込み前のセルの記憶状態を
一度読み出してそれに応じて書き込み信号を選んで印加
するという複雑な操作は不要となり、書き込みアクセス
時間を短かくすることができる。また周辺回路も簡単に
なる。
また本発明によるメモリ動作は、検出接合３の下部電極
を超伝導体膜１と電気的に絶縁された超伝導体膜で構成
した構造のメモリセルにおいても同様に動作することは
言うまでもない。
を超伝導体膜１と電気的に絶縁された超伝導体膜で構成
した構造のメモリセルにおいても同様に動作することは
言うまでもない。
以上説明した様に本発明忙よれば、セルの書き込み前の
記憶状態に無関係に「１」およびｒＯＪの書き込みを行
なうことができるため、書き込み操作が単純となり、書
き込みアクセス時間を短くできる。また周辺回路も簡単
にできるという利点がある。また書き込み特性が飽和特
性をもっているので動作マージンの広い記憶セルが実現
できる。
記憶状態に無関係に「１」およびｒＯＪの書き込みを行
なうことができるため、書き込み操作が単純となり、書
き込みアクセス時間を短くできる。また周辺回路も簡単
にできるという利点がある。また書き込み特性が飽和特
性をもっているので動作マージンの広い記憶セルが実現
できる。
また本発明によれば読み出し信号＆Ｃ２つの独立の信号
電流を用いるので、これの一致選択によって記憶セル行
列の中から任意のセルを容易に選択して読み出しするこ
とができるというランダムアクセスメモリに不可欠の機
能を実現できる。
電流を用いるので、これの一致選択によって記憶セル行
列の中から任意のセルを容易に選択して読み出しするこ
とができるというランダムアクセスメモリに不可欠の機
能を実現できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成説明図、第２図は
本発明による記憶装置の検出接合のしきい値特性の一例
を示す曲線図、第３図は第２図におけるジョセ７ノン電
流制御特性の一例を書き込み制御電流について描いた図
、第４図は従来の超伝導記憶装置を示す構成説明図であ
る。 １・・・磁束量子を保持する超伝導体膜、１・・・磁束
量子が侵入しない超伝導体膜、２・・・磁束接合の上部
電極を構成する超伝導体膜、３・・・検出接合、４・・
・書き込み用制御線、５・・・磁束量子が侵入する超伝
導体膜１の端、６・・・読み出し用制御線、７・・・磁
束量子が保持されていないときの検出接合のしきい値を
示す制御特性曲線、８・・・「１」状態の向きの磁束量
子が保持されている時のしきい値を示す制御特性曲線、
９・・・「０」状態の向きの磁束量子が保持されている
時のしきい値を示す制御特性曲線。
本発明による記憶装置の検出接合のしきい値特性の一例
を示す曲線図、第３図は第２図におけるジョセ７ノン電
流制御特性の一例を書き込み制御電流について描いた図
、第４図は従来の超伝導記憶装置を示す構成説明図であ
る。 １・・・磁束量子を保持する超伝導体膜、１・・・磁束
量子が侵入しない超伝導体膜、２・・・磁束接合の上部
電極を構成する超伝導体膜、３・・・検出接合、４・・
・書き込み用制御線、５・・・磁束量子が侵入する超伝
導体膜１の端、６・・・読み出し用制御線、７・・・磁
束量子が保持されていないときの検出接合のしきい値を
示す制御特性曲線、８・・・「１」状態の向きの磁束量
子が保持されている時のしきい値を示す制御特性曲線、
９・・・「０」状態の向きの磁束量子が保持されている
時のしきい値を示す制御特性曲線。
Claims (4)
- （１）アブリコソフ磁束量子が侵入でき、該磁束量子が
保持され得る第１の超伝導体で情報記憶領域が構成され
、該情報記憶領域にアブリコソフ磁束量子を侵入させる
手段を有し、該磁束量子に付随する磁界を検出する記憶
状態検出用ジョセフソン接合ないしは複数のジョセフソ
ン接合で構成される検出用ジョセフソンゲートを有し、
情報記憶領域に保持される磁束量子の磁界の向きを記憶
状態の「１」、「０」に対応させることを特徴とする超
伝導記憶装置。 - （２）記憶状態検出用ジョセフソン接合ないしはジョセ
フソンゲートが、そのジョセフソン電流制御特性の読み
出し制御電流軸方向の遷移により保持されているアブリ
コソフ磁束量子の磁界の向きを判別し、記憶状態の「１
」、「０」を検出するものであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の超伝導記憶装置。 - （３）情報記憶領域にアブリコソフ磁束量子を侵入させ
る手段が、アブリコソフ磁束量子が保持されている状態
での記憶状態検出用ジョセフソン接合ないしはジョセフ
ソンゲートのジョセフソン電流制御特性の読み出し制御
電流軸方向の遷移量が飽和領域に達する書き込み制御電
流値を越えた書き込み制御電流で書き込み動作を行なわ
せるものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の超伝導記憶装置。 - （４）情報記憶領域に保持される磁束量子の磁界の向き
を記憶状態の「１」、「０」に対応させ、該磁束量子に
付随する磁界を検出する記憶状態検出用ジョセフソン接
合ないしは複数のジョセフソン接合で構成される検出用
ジョセフソンゲートが第１の超伝導体で構成された情報
記憶領域上に該情報記憶領域内に保持された磁束量子に
付随する磁界を検出する記憶状態検出用ジョセフソン接
合あるいはジョセフソン接合を複数用いた検出用ジョセ
フソンゲートが少なくともひとつ以上構成され、該記憶
状態検出用ジョセフソン接合あるいは検出用ジョセフソ
ンゲート上に絶縁層を介して、該記憶状態検出用ジョセ
フソン接合あるいは検出用ジョセフソンゲートと磁気的
に結合する少なくとも１本以上の制御線を設けたもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超伝
導記憶装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59261789A JPS61142598A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 超伝導記憶装置 |
| 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 (de) | 1984-12-13 | 1985-12-13 | Supraleitende speicheranordnung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59261789A JPS61142598A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 超伝導記憶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61142598A true JPS61142598A (ja) | 1986-06-30 |
| JPH0352679B2 JPH0352679B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=17366730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59261789A Granted JPS61142598A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 超伝導記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61142598A (ja) |
-
1984
- 1984-12-13 JP JP59261789A patent/JPS61142598A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352679B2 (ja) | 1991-08-12 |
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