JPS61175996A - Superconductor information memory device - Google Patents
Superconductor information memory deviceInfo
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- JPS61175996A JPS61175996A JP60016159A JP1615985A JPS61175996A JP S61175996 A JPS61175996 A JP S61175996A JP 60016159 A JP60016159 A JP 60016159A JP 1615985 A JP1615985 A JP 1615985A JP S61175996 A JPS61175996 A JP S61175996A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
Ｌｌよ立五ユ】１
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。[Detailed description of the invention] 1. The present invention generates Abrikosov magnetic flux quanta internally by applying a magnetic field with a predetermined strength, and generates Abrikosov magnetic flux quanta even when the magnetic field is no longer applied. The present invention relates to a superconducting information storage device constructed using a self-retaining superconductor layer as an information storage element.
良見立１ｊ
磁場が予定の強さで与えられるごとによってアブリコソ
フ磁束量子を内部発生し、そのアプリコンブ磁束量子を
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７図及び第８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。Yoshimitate 1j A superconductor layer that internally generates Abrikosov magnetic flux quanta when a magnetic field is applied at a predetermined strength and self-retains the Abrikosov flux quanta even when the magnetic field is no longer applied is used as an information storage element. Conventionally, as a superconducting information storage device configured to be used as a superconducting information storage device, one having the configuration described below with reference to FIGS. 7 and 8 has been proposed.
すなわち、情報記憶手段１を有する。That is, it has 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
ことによってアプリコンブ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ても
自己保持する超伝導体１ｉ２を情報記憶用要素として有
する。This information storage means 1 internally generates Aprikosov magnetic flux quanta when a magnetic field is applied with a predetermined strength, and stores information about a superconductor 1i2 that self-retains 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３
ｄ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１４ａ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 a square or rectangular shape, for example, with a pair of opposite sides 3a and 3b, and another pair of opposite sides 3C and 3B, respectively.
d, striped superconductor layers 4a and 4b are extended outward from sides 3C of sides 3a and 3b, respectively, integrally with them. In fact, this superconductor layer 2, together with superconductors 14a and 4b, is made of a second type of superconductor.
また、情報書込手段１１を有する。It also has 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 a striped superconductor layer 12 as an information writing element, which generates a magnetic field applied to the superconductor layer 2 of the information storage means 1 when current is applied thereto. .
この場合、超伝導体１１２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 112 is juxtaposed with the superconductor layer 2 of the information storage means 1 and extends along the side 3C of the superconductor layer 2.
さらに、情報続出手段２１を有する
この情報続出手段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。Furthermore, the information successive means 21 having the information successive means 21 has a Josephson junction element 22 which is sensitive to Abrikosov magnetic flux quanta self-held by the superconductor layer 2 of the information storage means 1 described above.
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Ｗ！Ｉ２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２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
ＪＩ２６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［１２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。This Josephson junction element 22 has an insulating layer 24 having a window 23 formed on the superconductor layer 2 of the information storage means 1, and a region of the superconductor layer 2 facing the window 23 containing, for example, a superconductor. W! Tunnel barrier layer 25 made of oxide of material I2
is formed, further passing through the window 2 on the insulating layer 24,
A striped superconductor JI 26 is formed facing the superconductor layer 2 of the information storage means 1 via the tunnel barrier layer 25. Therefore, a Josephson junction element is formed. 22 has a configuration in which the superconductor [12 of the information storage means 1] is used as one electrode, and the superconductor layer 26 is used as the other electrode. In this case, the superconductor layer 26 is made of a first type superconductor or a second type 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 a 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 it can be read as described below.
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、僅かな時開流す。In other words, information that takes "1" and "0" in binary display is "
1'' is caused to flow through the superconductor layer 12 of the information writing means 11 in the first direction for a short period of time.
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。In this case, a magnetic field corresponding to the information "1" is generated from the superconductor layer 12 for a short time.
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
。Then, a magnetic field corresponding to the information "1" 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」に対応しているアプリコツプ磁束量子が、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, the superconductor layer 2 of the information storage means 1 is
1'' is internally generated in a first direction (for example, upward), and moves to the side of the information writing means 11 opposite to 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, a current IC is applied to the superconductor layer 2 of the information storage means 1.
from the superconductor layer 4a side to the superconductor layer 4b side,
Flow in the first direction.
しかるときは、超伝導体層２に内部発生する情報の「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、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。In such a case, information generated internally in the superconductor layer 2 may be
The speed at which Abrikosov magnetic flux quanta corresponding to It becomes faster due to the Lorentz force in the first direction due to the interaction with .
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の向きのアプリコンブ磁束量子を、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。 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１Ｂを、情報書込手段１１の
超伝導体ｆｆ１２に、上述した情報のＵｌ」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。The superconductor layer 2 transfers the magnetic flux quantum of the first orientation corresponding to the information "1" internally generated thereto to the superconductor layer 12 of the information writing means 11 as the above-mentioned information "1". ”
Therefore, even if the magnetic field corresponding to the information "1" from the superconductor layer 12 of the information writing means 11 is no longer applied, it maintains itself. In addition, a current 1B corresponding to "0" of the information that takes "1" and "0" in the binary display is applied to the superconductor ff12 of the information writing means 11, corresponding to the information "Ul" described above. The current IA is caused to flow for a short time in a second direction opposite to the current IA.
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。In this case, in response to this, the superconductor layer 12 generates information corresponding to "0" in the second direction, which is opposite to the direction of the magnetic field corresponding to the above-mentioned information "1". A magnetic field is generated for a short time.
そして、その情報の「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のその超伝導体層１２側において、与えられる。Then, a magnetic field corresponding to the information "0" is applied to the superconductor layer 2 of the information storage means 1, mainly on the side of the superconductor layer 12 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」に対応しているアプリコック磁束量子とは
逆の第２の向きに内部発生する。Therefore, the superconductor layer 2 of the information storage means 1 is
An Abrikosov flux quantum corresponding to "0" is internally generated in a second direction opposite to the Aprikosov flux quantum corresponding to the above-mentioned information "1".
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て
も、自己保持する。The superconductor layer 2 now has the information “1” mentioned above.
If there is no self-retention of any Abrikosov magnetic flux quanta including Even if a magnetic field corresponding to the information "0" from the superconductor layer 12 of the information writing means 11 is not applied, it maintains itself.
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ｒＯＪ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。Furthermore, if the superconductor layer 2 self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" mentioned above, then the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" is is canceled by the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information rOJ mentioned above, so the superconductor layer 2 has an Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" and an information "0". None of the Abrikosov flux quanta in the current state is self-retaining.
さらに、２ｆ１１表示で「１」及びｒＯＪ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ｌＩ２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。Furthermore, the current ID corresponding to "1" in the 2f11 display and "0" of the information that takes rOJ is applied to the superconductor lI2 of the information storage means 1 from the superconductor layer 4b side to the superconductor layer 4a.
Flow in the second direction, towards the 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１！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。In such a case, if the superconductor layer 2 currently holds the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1", the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" and the superconductor Due to the Lorentz force in the second direction due to the interaction with the current ID flowing in the second direction in the conductor layer 2,
The Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to information “1” is
From the superconductor layer 2 to the superconductor layer 12 of the information storage means 11
Therefore, superconductors 1 and 2 self-retain both the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" and the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "0". It becomes a state where it is not done.
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ＩＩＡ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 written through the information writing means 11 by flowing the electric current IIA corresponding to the information "1" to the superconductor layer 12 of the information writing means 11 in the first direction. hand,
It is possible to store information in the information storage means 1 in such a manner that the superconductor layer 2 self-holds Abrikosov magnetic flux quanta corresponding to the information "1" in a first orientation.
また、情報のｒＯＪを、情報書込手段１１の超伝導体層
１２に情報のｒＯＪ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, the information rOJ can be transferred to the superconductor layer 12 of the information writing means 11 by flowing a current IB corresponding to the information rOJ in the second direction, or to the superconductor layer 12 of the information storage means 1. 2, by flowing the current ID corresponding to the information "0" in the second direction, the information storage means 1 is given a state in which the superconductor layer 2 does not self-hold any Abrikosov flux quanta. It can be memorized.
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のジョセフソン接合素子２１に、その超伝導体
［１２６と、トンネル障壁層２５と、ジョセフソン接合
素子２１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。Further, a bias current Is having a predetermined value is applied to the Josephson junction element 21 of the information reading means 21, and the superconductor [126, the tunnel barrier layer 25, and one electrode of the Josephson junction element 21] and the superconductor layer 2 of the storage means 1.
しかるときは、ジョセフソン接合素子２２が、そのトン
ネル障壁１１２５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■Ｓ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闇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 such a case, when the Josephson junction element 22 receives a magnetic field passing through the tunnel barrier 1125 from the outside, the critical current value is lower than when it is not receiving such a magnetic field, and When the information "1" is, as mentioned above, the superconductor layer 2 of the information storage means 1 causes the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" to be transferred to the information storage means 1 first.
If the Josephson junction element 22 is stored in a self-maintaining manner in the direction of Since it has a low critical current value, if the predetermined value of the bias current S is set in advance to a value higher than the low critical current value mentioned above, the information "1" However, as mentioned above, the information storage means 1
If the Josephson junction element 22 is stored in
The superconductor layers 26 and 2 transition to a voltage state in which a voltage is generated in the dark.
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 the information "0" is stored in the information storage means 1 as described above, the Josephson Since the junction element 22 is not subjected to a magnetic field passing through its tunnel barrier layer 25 and therefore the Josephson junction element 22 has a high critical current value, the Josephson junction element 22 will not be affected even if a bias current is applied to it. , does not transition to the above-mentioned voltage state, and therefore maintains a zero voltage state in which zero voltage is obtained between the superconductor layers 26 and 2.
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していることによって、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, by applying a bias current to the Josephson junction element 22 and detecting whether or not the Josephson junction element 22 has transitioned to a voltage-applied state, information "1" is stored in the information storage means 1. If the information is stored, "1" of the information can be read out, and if the information "0" is stored in the information storage means 1, the "1" of the information can be read out.
0" can be read.
上述したように、１１７図及び第８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. 117 and 8 functions as an information storage device.
が しようとする問題１、
しかしながら、第７図及び第８図で上述した従来の超伝
導情報記憶装置の場合、情報続出手段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７ｍ２を、一方の電極として用いて構成さ
れている。However, in the case of the conventional superconducting information storage device described above in FIGS. 7 and 8, the Josephson junction element 22 included in the information successive means 21 is It is constructed using 7 m2 of superconductor possessed by as one electrode.
このため、超伝導体層２に要求されている、上述したア
ブリコソフ磁束量子が効果的に内部発生し、そのアブリ
コソフ磁束量子が容易に動き得るように形成されること
が望ましいという所望事項と、ジョセフソン接合素子２
２の電極としての超伝導体層に要求されている、その超
伝導体層上にトンネル障壁層２５を良好に形成するこが
できることが望ましいという所望事項とを同時に満足さ
せることが困難であった。For this reason, the above-mentioned Abrikosov magnetic flux quantum required for the superconductor layer 2 is desirably generated internally and formed so that the Abrikosov magnetic flux quantum can easily move, and Joseph Son junction element 2
It was difficult to satisfy at the same time the desired condition of being able to form a tunnel barrier layer 25 satisfactorily on the superconductor layer, which is required for the superconductor layer 2 as an electrode. .
このため、第７図及び第８図で上述した従来の超伝導情
報記憶装置の場合、情報記憶装置としての機能が高性能
で得られない、という欠点を有していた。For this reason, the conventional superconducting information storage device described above with reference to FIGS. 7 and 8 has a drawback in that it cannot function as an information storage device with high performance.
また、第７図及び第８図で上述した従来の超伝導情報記
憶装置の場合、情報の「１」を情報記憶手段１に記憶さ
せるときに、上述したように、情報記憶手段１の超伝導
体層２に、電流ＩＣを第１の方向に流せば、上述したよ
うに、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読出手段２１のジ
ョセフソン接合素子２２側に向って移動、する速度が早
くなる。また、情報の「０」を、上述したように、情報
記憶手段１の超伝導体層２に、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に記憶させるとき、
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
を超伝導体層２外に早く排出することができる。このた
め、情報記憶装置としての動作を高速化することができ
る。In addition, in the case of the conventional superconducting information storage device described above in FIGS. 7 and 8, when information "1" is stored in the information storage means 1, the superconducting When a current IC is caused to flow in the first direction through the superconductor layer 2, as described above, the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" generated internally in the superconductor layer 2 is transferred to the Joseph of the information reading means 21. The speed of movement toward the Son junction element 22 side becomes faster. Further, when the information "0" is stored in the information storage means 1 by flowing the current ID in the second direction through the superconductor layer 2 of the information storage means 1, as described above,
Abrikosov magnetic flux quanta self-retained by the superconductor layer 2 can be quickly discharged to the outside of the superconductor layer 2. Therefore, it is possible to speed up the operation as an information storage device.
しかしながら、第７図及び第８図に示す超伝導情報記憶
装置の複数によって、それらの情報記憶手段１の超伝導
体層２を直列に接続して、超伝導情報記憶装置列を構成
した場合、−・−の超伝導情報記憶装置の情報記憶手段
１の超伝導体層２のみに、上述した電流ＩＣまたはＩＤ
を選択的に流して、その情報記憶手段１のみに情報を選
択的に記憶しようとしても、その電流ＩＣまたはＩＤが
、他の超伝導情報記憶装置の情報読出手段２１のジョセ
フソン接合素子２２に流れ込んで誤動作を生ぜしめ、ま
た、−の超伝導情報記憶装置の情報読出手段２１のジョ
セフソン接合素子２２にのみに上述したバイアス電流を
流して、その情報記憶手段から情報を選択的に読出そう
としても、そのバイアス電流が、他の超伝導情報記憶装
置の情報記憶手段１の超伝導体層２に流れ込んで、その
情報記憶手段１に記憶されている情報を破壊したりする
、という欠点を有していた。However, when a plurality of superconducting information storage devices shown in FIGS. 7 and 8 are connected in series with the superconductor layers 2 of the information storage means 1 to form a superconducting information storage device array, The above-mentioned current IC or ID is applied only to the superconductor layer 2 of the information storage means 1 of the superconducting information storage device of -.
Even if you try to selectively store information only in the information storage means 1 by selectively flowing the current IC or ID, the current IC or ID will not flow into the Josephson junction element 22 of the information reading means 21 of the other superconducting information storage device. In addition, the bias current described above is applied only to the Josephson junction element 22 of the information reading means 21 of the superconducting information storage device to selectively read information from the information storage means. However, the disadvantage is that the bias current flows into the superconductor layer 2 of the information storage means 1 of another superconducting information storage device and destroys the information stored in the information storage means 1. had.
。 を °するための千芦支
よって、本発明、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。. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention seeks to propose a novel superconducting information storage device that does not have the above-mentioned drawbacks.
本発明による超伝導情報記憶装置は、第７図及び第８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第１の超伝導体層に自己保
持されているアプリコンブ磁束冊子に感応するジョセフ
ソン接合素子を有する情報書込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 has the same features as the conventional superconducting information storage device described above in FIGS. 7 and 8.
information storage means having a superconductor layer that internally generates Abrikosov magnetic flux quanta when a magnetic field is applied at a predetermined strength and self-retains the Abrikosov magnetic flux quanta even when the magnetic field is no longer applied; an information writing means having a superconductor layer that generates a magnetic field applied to the superconductor layer of the information storage means when a current is applied to the first superconductor layer of the information storage means; and information writing means having a Josephson junction element sensitive to a self-held Apricomb magnetic flux booklet.
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ジョセフソン接合素子が、上記情
報記憶手段の超伝導体層から、電気的に分離されている
、という構成を有する。However, in the superconducting information storage device according to the present invention having such a configuration, the Josephson junction element of the information reading means is electrically connected to the superconductor layer of the information storage means. It has a structure in which it is separated into
本発明の ・
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７図及び第８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、情報記憶手段の超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電
気的に分離゛されている超伝導体層を用いて構成されて
いる構成になっていることを除いては、第７図及び第８
図で上述したと同様の構成を有しているので、第７図及
び第８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。According to the superconducting information storage device according to the present invention,
This is because in the superconducting information storage device described above in FIGS. 7 and 8, the Josephson junction element of the information reading means is constructed with the superconductor layer of the information storage means as one electrode. 7 and 8, except that the structure is constructed using a superconductor layer that is electrically separated from the superconductor layer of the information storage means.
Since it has the same configuration as described above in the figures, it functions as an information storage device in the same manner as described above in FIGS. 7 and 8.
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、その情報読出手段のジョセフソン接合素子が、情報
記憶手段の超伝導体層から、電気的に分離し、従って、
情報読出手段のジョセフソン接合素子が、情報記憶手段
の超伝導体層とは電気的に分離されている超伝導体層を
用いて構成されている構成になっているため、情報記憶
手段の超伝導体層を、それに要求されている事項を満足
しているものとすることができ、また、情報読出手段の
ジョセフソン接合素子の超伝導体層も、それに要求され
ている事項を満足しているものとすることができるので
、情報記憶装置としての機能が高性能で得られる。However, according to the superconducting information storage device according to the present invention, the Josephson junction element of the information reading means is electrically separated from the superconductor layer of the information storage means, and therefore:
Since the Josephson junction element of the information reading means is constructed using a superconductor layer that is electrically separated from the superconductor layer of the information storage means, the superconductor layer of the information storage means is The conductor layer can be made to satisfy the requirements thereof, and the superconductor layer of the Josephson junction element of the information reading means can also be made to meet the requirements thereto. Therefore, the function as an information storage device can be obtained with high performance.
また、本発明による超伝導情報記憶装置の複数によって
、それらの情報記憶手段超伝導体層を直列に接続して超
伝導情報記憶装置列を構成した場合、−の超伝導情報記
憶装置の情報記憶手段の超伝導体層のみに、その情報記
憶手段のみに情報を選択的に記憶するために、電流を流
しても、その電流が、他の超伝導情報記憶装置の情報読
出手段のジョセフソン接合素子に流れ込んで誤動作を生
ぜしめる、ということがなく、また、−の超伝導情報記
憶装置の情報読出手段のジョセフソン接合素子に、その
情報記憶手段から情報を選択的読出すために、バイアス
電流を流しても、そのバイアス電流が、他の超伝導情報
記憶装置の情報記憶手段の超伝導体層に流れ込んでその
情報記憶手段に記憶されている情報を破壊する、という
こともない。Furthermore, when a plurality of superconducting information storage devices according to the present invention constitute a superconducting information storage device array by connecting their information storage means superconductor layers in series, the information storage of the superconducting information storage devices of - Even if a current is applied to only the superconductor layer of the means in order to selectively store information only in the information storage means, the current will not flow through the Josephson junction of the information readout means of the other superconducting information storage device. A bias current is applied to the Josephson junction element of the information reading means of the superconducting information storage device in order to selectively read information from the information storage means without flowing into the device and causing malfunction. Even if , the bias current does not flow into the superconductor layer of the information storage means of another superconducting information storage device and destroy the information stored in the information storage means.
釆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。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７図及び第８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。In FIGS. 1 and 2, parts corresponding to those in FIGS. 7 and 8 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７図及び第
８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 different from the conventional superconducting information storage device described above in FIGS. 7 and 8, 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２
２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、絶縁層３１が形成され、一方、その絶縁層３
１上に、ストライブ状の超伝導体Ｊｉ３２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２
２が、超伝導体層３２を一方の電極としている態様で、
第７図及び第８図の場合に準じた構成で構成されている
。That is, the Josephson junction element 2 of the information reading means 21
2 is configured with the superconductor layer 2 of the information storage means 1 as one electrode, but an insulating layer 31 is formed on the superconductor layer 2 of the information storage means 1; layer 3
1, a striped superconductor Ji32 is formed,
Therefore, the Josephson junction element 2 of the information reading means 21
2 is an embodiment in which the superconductor layer 32 is used as one electrode,
The configuration is similar to that shown in FIGS. 7 and 8.
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７
図及び第８図の場合と同様の構成を有するので、詳細説
明は省略するが、情報読出手段２１のジョセフソン接合
素子２２にバイアス電流Ｉｓを流すときに、それが、情
報記憶手段１の超伝導体層２を通って流れるのに代え、
ジョセフソン接合素子２２の超伝導体層３２を通って流
れることを除いて、第７図及び第８図で上述したと同様
の動作を行って、情報を、情報記憶手段に記憶させ、ま
た、それを読出すことができる。According to the configuration of the first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention, it is possible to use the seventh embodiment except for the above-mentioned matters.
8 and 8, detailed explanation will be omitted, but when the bias current Is is passed through the Josephson junction element 22 of the information reading means 21, the bias current Is exceeds that of the information storage means 1. Instead of flowing through the conductor layer 2,
Operations similar to those described above in FIGS. 7 and 8, except flowing through the superconductor layer 32 of the Josephson junction element 22, cause information to be stored in the information storage means, and It can be read out.
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から、電
気的に分離されているので、本発明の作用・効果の項で
上述した効果が得られる。However, in the first embodiment according to the invention shown in FIGS. 1 and 2, the Josephson junction element 22 of the information reading means 21 is electrically isolated from the superconductor layer 2 of the information storage means 1. Therefore, the effects described above in the section of the functions and effects of the present invention can be obtained.
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。Embodiment 2 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示す。In FIGS. 3 and 4, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals.
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において、そ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ＷＪ
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 invention shown in FIGS. 3 and 4 is different from the first embodiment of the superconducting information storage device according to the invention described above in FIGS. ,
In the information reading means 21, an insulating WJ is placed on the superconductor layer 26 constituting the Josephson junction element 22.
1 and 2, except that a striped superconductor layer 34 is formed so as to face the tunnel barrier layer 25 of the Josephson junction element 22 via a layer 33. It has the same configuration as the first embodiment of the superconducting information storage device according to the invention.
以上が、本発明による超伝導情報記憶装置の第２の実施
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Ｍ２５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 according to the present invention having such a configuration, it can store the superconducting information according to the present invention described above in FIGS. 1 and 2, except for the matters described above. It has the same configuration as the first embodiment of the storage device, and on the other hand, when a current flows through the superconductor layer 34, a magnetic field is generated that passes through the tunnel barrier M25 of the Josephson junction element 22, so that the Josephson junction When a bias current is applied to the element 22 and information is read from the information storage means 1, a current is applied to the superconductor layer 34 to read information from the information storage means 1.
It is possible to effectively read information from the .
友直亘ユ
次に、第５図及び第６図を伴なって、本発明による超伝
導情報記憶装置の第３の実施例を述べよう。Next, a third embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
第５図及び第６図において、第３図及び第４図との対応
部分には同一符号を付して詳ｌｌｌ説明を省略する。In FIGS. 5 and 6, parts corresponding to those in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第５図及び第６図に示す本発明による超伝導情報記憶装
置の第３の実施例は、第３図及び第４図で上述した本発
明による超伝導情報記憶装置の第２の実施例の構成にお
いて、その情報読土手段２１のジョセフソン接合素子２
２を構成している超伝導体層２６が、情報書込手段１１
の超伝導体Ｊｉ１２側に延長していることを除いて、第
３図及び第４図で上述した本発明による超伝導情報記憶
装置の第２の実施例と同様の構成を有する。The third embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention shown in FIGS. 5 and 6 is similar to the second embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention shown in FIGS. In the configuration, the Josephson junction element 2 of the information reading means 21
The superconductor layer 26 constituting the information writing means 11
It has the same configuration as the second embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention described above in FIGS. 3 and 4, except that it extends to the superconductor Ji12 side.
以上が本発明による超伝導情報記憶装置の第３の実施例
の構成である。The above is the configuration of the third 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３の実施例によれば、それが上述した事項を除い
て、第３図及び第４図で上述した本発明による超伝導情
報記憶装置と同様の構成を有するので、詳細説明は省略
するが、第３図及び第４図で上述した本発明と同様の作
用効果が得られる。According to the third embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention having such a configuration, the superconducting information storage device according to the present invention described above in FIGS. 3 and 4 except for the matters described above. Since it has the same configuration as the device, a detailed explanation will be omitted, but the same effects as the present invention described above with reference to FIGS. 3 and 4 can be obtained.
しかしながら、第５図及び第６図に示す本発明による超
伝導情報記憶装置の第３の実施例の場合、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が、情報書込手段１１の超伝導体層１２側に延
長し、従って、超伝導体層２６が情報記憶手段１の超伝
導体層２と広い面積に亘って対向しているので、超伝導
体層２６の反磁性効果を利用して、情報記憶手段１の超
伝導体層２が自己保持しているアプリコンブ磁束量子に
もとずく磁場を、ジョセフソン接合素子２２に、そのト
ンネル障壁層２５を通って、効果的に与えることができ
る。However, in the case of the third embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention shown in FIGS. 5 and 6, the superconductor layer 26 constituting the Josephson junction element 22 of the information reading means 21 is Since the superconductor layer 26 extends toward the superconductor layer 12 side of the information writing means 11 and therefore faces the superconductor layer 2 of the information storage means 1 over a wide area, the superconductor layer By utilizing the diamagnetic effect of 26, the magnetic field based on the self-retained Aplicomb magnetic flux quantum in the superconductor layer 2 of the information storage means 1 is transferred to the Josephson junction element 22 and the tunnel barrier layer 25 thereof. and can give effectively.
従って、情報記憶手段１から情報を読出すとき、それを
効果的に行うこともできる。Therefore, when reading information from the information storage means 1, it can also be done effectively.
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、例えば、第５図及び第６図で上述した構成におい
て、その超伝導体層３４を省略した構成とすることもで
き、その他、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。The above description merely shows a few examples of the present invention; for example, in the configurations described above in FIGS. 5 and 6, the superconductor layer 34 may be omitted, and other configurations may also be used. , various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the invention.
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の実施例を示す路線的平面図及びその■−■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の実施例を示す路線的平面図及びそのｒＶ−ｒＶ
線上の断面図である。
第５図及び第６図は、本発明による超伝導情報記憶装置
の第３の実施例を示マ路線的平面図及びそのＶＩ−Ｖｌ
線上の断面図である。
第７図及び第８図は、従来の超伝導情報記憶装置を示す
路線的平面図及びその■−■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、３ｃ１３ｄ
・・・・・・・・・・・・・・・超伝導体層の辺４ ａ
、４ ｂ・・・ストライブ状の超伝導体層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３１．３３・・・絶縁
層
３２・・・・・・・・・・・・ジョセフソン接合素子２
２の超伝導体層FIGS. 1 and 2 are a schematic plan view and a sectional view taken along the line ■-■ of the first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention. 3 and 4 are a schematic plan view showing a second embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention and its rV-rV
It is a sectional view on a line. FIGS. 5 and 6 are schematic plan views and VI-Vl diagrams showing a third embodiment of a superconducting information storage device according to the present invention.
It is a sectional view on a line. FIG. 7 and FIG. 8 are a plan view showing a conventional superconducting information storage device and a cross-sectional view taken along the line ■-■. 1... Information storage means 2...
......Superconductor layers 3a, 3b, 3c13d of information storage means 1 ......Side 4a of superconductor layer
, 4b...stripe-shaped superconductor layer 11...
......Information writing means 12...
...Superconductor layer 21 of information writing means...
...Information reading means 22...
Josephson junction element 23... Window 24 Insulating layer 25 Tunnel barrier layer 26・・・
......Superconductor layer 31.33...Insulating layer 32...Josephson junction element 2
2 superconductor layer
Claims (1)
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第１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
素子を有する情報書込手段とを有する超伝導情報記憶装
置において、 上記情報読出手段のジョセフソン接合素子が、上記情報
記憶手段の超伝導体層から、電気的に分離されているこ
とを特徴とする超伝導情報記憶装置。[Claims] 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 that self-retains the Abrikosov magnetic flux quanta even when the magnetic field is no longer applied. and an information writing means having a superconductor layer that generates a magnetic field applied to the superconductor layer of the information storage means when a current corresponding to information is applied thereto, and a first part of the information storage means. A superconducting information storage device having information writing means having a Josephson junction element sensitive to Abrikosov magnetic flux quanta self-retained in a superconductor layer, wherein the Josephson junction element of the information reading means reads the information. A superconducting information storage device characterized in that it is electrically separated from a superconductor layer of storage means.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016159A JPH0673238B2 (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 |
| DE8585309088T DE3582155D1 (en) | 1984-12-13 | 1985-12-13 | SUPRALOCIAL STORAGE ARRANGEMENT. |
| EP85309088A EP0190503B1 (en) | 1984-12-13 | 1985-12-13 | Superconducting memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60016159A JPH0673238B2 (en) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | Superconducting information storage device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61175996A true JPS61175996A (en) | 1986-08-07 |
| JPH0673238B2 JPH0673238B2 (en) | 1994-09-14 |
Family
ID=11908725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60016159A Expired - Fee Related JPH0673238B2 (en) | 1984-12-13 | 1985-01-30 | Superconducting information storage device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673238B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5011817A (en) * | 1988-01-29 | 1991-04-30 | Nec Corporation | Magnetic memory using superconductor ring |
| US5039656A (en) * | 1988-02-29 | 1991-08-13 | Yasuharu Hidaka | Superconductor magnetic memory using magnetic films |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP60016159A patent/JPH0673238B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5011817A (en) * | 1988-01-29 | 1991-04-30 | Nec Corporation | Magnetic memory using superconductor ring |
| US5039656A (en) * | 1988-02-29 | 1991-08-13 | Yasuharu Hidaka | Superconductor magnetic memory using magnetic films |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0673238B2 (en) | 1994-09-14 |
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