JPS61175997A - Superconductor information memory device - Google Patents
Superconductor information memory deviceInfo
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- JPS61175997A JPS61175997A JP60016160A JP1616085A JPS61175997A JP S61175997 A JPS61175997 A JP S61175997A JP 60016160 A JP60016160 A JP 60016160A JP 1616085 A JP1616085 A JP 1616085A JP S61175997 A JPS61175997 A JP S61175997A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
先１上立且ユ１１
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 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.
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。Conventional technology A superconductor layer is used as an information storage element, which generates Abrikosov magnetic flux quanta internally 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. Conventionally, a superconducting information storage device having the structure described below with reference to FIGS. 5 and 6 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
アブリコソフ磁束厨子を、上記磁場が与えられなくても
自己保持する超伝導体Ｍ２を情報記憶用要素として有す
る。This information storage means 1 stores information in a superconductor M2 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 quantum even when the magnetic field is not applied. It has as an element for use.
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、ストライブ状の超伝導体層
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Ｊｉ４ａ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, strip-shaped 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 is made of a second type of superconductor along with superconductors Ji4a and 4b.
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ブ状の超伝導体層１２を情報書込
用要素として有する。This information writing means 11 uses a strip-shaped superconductor layer 12 as an information writing element that generates a magnetic field applied to the superconductor layer 2 of the information storage means 1 when a current is applied thereto. have
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 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。Furthermore, this information reading 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１ｉ１２４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！！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、ストライブ状の超伝導
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。この場合超伝導体府２
６は第１ＦＩ！超伝導体または第２種超伝導体でなる。In this Josephson junction element 22, an insulator 1i124 having a window 23 is formed on the superconductor layer 2 of the information storage means 1, and a superconductor layer is formed in a region of the superconductor layer 2 facing the window 23, for example. Tunnel barrier layer 25 made of oxide of material No. 2
is formed and further insulated! ! 24, through the window 2 and via the tunnel barrier layer 25, the information storage means 1
The Josephson junction element 22 has a structure in which a striped superconductor layer 26 is formed facing the superconductor layer 2 of the information storage means 1. It has a configuration in which layer 2 is used as one electrode and superconductor layer 26 is used as the other electrode. In this case superconductor 2
6 is the 1st FI! It consists of a 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 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ｒＯＪ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。In other words, information that takes "1" and rOJ in binary display is "
1'' is applied to 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, 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１１１２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 the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to `` moves from the superconductor 1112 side of the information writing means 11 to the opposite direction is equal to the current IC flowing in the superconductor layer 2 in the first direction. becomes faster due to the Lorentz force in the first direction due to the interaction of
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ＩΔ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ｒＯＪをとる情報の
ｒＯＪに対応している電流１Ｂ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。The superconductor layer 2 transfers the Abrikosov magnetic flux quantum in the first direction corresponding to the information "1" internally generated thereto to the superconductor layer 12 of the information writing means 11 to write 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. Further, a current 1B corresponding to rOJ of the information that takes "1" and rOJ in the binary display is applied to the superconductor layer 12 of the information writing means 11, which corresponds to the information "1" described above. The current is passed in a second direction opposite to the current IA for a short period of time.
しかるときは、これに応じて、超伝導体ＷＪ１２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ｒＯＪに対応している磁場が、僅
かな時間発生する。In such a case, according to this, from superconductor WJ12,
A magnetic field corresponding to rOJ of the information in a second direction opposite to the direction of the magnetic field corresponding to the information "1" described above is generated for a short time.
そして、その情報のｒＯＪ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 rOJ 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「
０」に対応しているアプリコンブ磁束量子が、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, the superconductor layer 2 of the information storage means 1 is
An Aprikosov flux quantum corresponding to "0" is internally generated in a second direction opposite to the Abrikosov 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１！ｉ１２
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１
２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 the superconductor 1 of the information writing means 11 does not self-retain any Abrikosov magnetic flux quanta, including the superconductor 1! i12
The current IB corresponding to the above-mentioned information "0" stops flowing, and therefore the superconductor layer 1 of the information writing means 11
Even if the magnetic field corresponding to the information "0" from 2 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「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ｒＯＪ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 above-mentioned Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "0", so the superconductor layer 2 corresponds to the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" and the information rOJ. None of the Abrikosov flux quanta in the current state is self-retaining.
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。Furthermore, information that takes "1" and "0" in binary display is "0".
'' is caused to flow in the second direction through the superconductor layer 2 of the information storage means 1 from the superconductor layer 4b side toward the superconductor 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
母子と、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。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, the superconductor layer 2 self-retains both the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" and the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "0". It will be in a state where it is not.
従って、情報のＮＪ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
応しているアプリコンブ磁束量子を第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, information NJ is transmitted through the information writing means 11 by flowing a current IA corresponding to the information "1" in the first direction to the superconductor layer 12 of the information writing means 11. The information storage means 1 can store the superconductor layer 2 in a form in which the superconductor layer 2 self-holds the apricomb flux quantum corresponding to the information "1" in the first direction.
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「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団子を自己保持
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 changed by flowing the current IB corresponding to the information "0" in the second direction through the superconductor layer 12 of the information writing means 11, or by flowing the superconductor layer 12 of the information storage means 1 By passing a current ID corresponding to the information "0" in the second direction through the superconductor layer 2, it is determined that the superconductor layer 2 does not self-retain any Abrikosov magnetic flux lumps in the information storage means 1. It can be memorized in form.
また、所定の値を有するバイアス電流■Ｓ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
層２６と、トンネル障壁癌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 S having a predetermined value is applied to the Josephson junction element 21 of the information reading means 21 through the superconductor layer 26, the tunnel barrier cancer 25, and one electrode of the Josephson junction element 21. and the superconductor layer 2 of the information 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 this case, when the Josephson junction element 22 receives a magnetic field passing through the tunnel barrier layer 25 from the outside, the critical current value is lower than when it is not receiving such a magnetic field. , the information "1" is, as described above, in the information storage means 1, the superconductor layer 2 of which self-holds the Abrikosov magnetic flux quantum corresponding to the information "1" in the first orientation. In the case where the Josephson junction element 22 is subjected to a magnetic field based on the Abrikosov flux quantum corresponding to the information "1" passing through its tunnel barrier layer 25, a low critical current is generated. Therefore, if the predetermined value of the bias current Is is set in advance to a value higher than the low critical current value mentioned above, information "1" can be stored as information storage as described above. If stored in means 1, the Josephson junction element 22 transitions to a voltage state in which a voltage is generated between the superconductor layers 26 and 2.
しかしながら、情報のｒＯＪ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がなんらアプリコンブ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１１２６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 rOJ is stored in the information storage means 1 as described above, since the superconductor layer 2 of the information storage means 1 does not self-retain any Aplicomb flux quanta, the Josephson junction Since element 22 does not experience a magnetic field passing through its tunnel barrier layer 25 and therefore Josephson junction element 22 has a high critical current value, Josephson junction element 22 will not be affected by a bias current applied to it. The superconductor 1126 does not transition to the voltage state described above, and thus maintains a zero voltage state in which zero voltage is obtained between the superconductors 1126 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
転移しているが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ｒ
ＯＪ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 the voltage state, the information "1" is stored in the information storage means 1. If ``1'' is stored in the information storage means 1, the information ``1'' can be read out, and if the information ``0'' is stored in the information storage means 1, the information ``r'' can be read out.
OJ 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４ １、
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。However, in the case of the conventional superconducting information storage device described above in FIGS. 5 and 6, the Josephson junction element 22 included in the information reading means 21 is The superconductor layer 2 included in the means 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！！ｉ２のジョセフソン接合素子
２２のトンネル障壁１１！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
。For this reason, when the superconductor layer 2 of the information storage means 1 self-retains Abrikosov magnetic flux quanta, the Abrikosov magnetic flux quantum is a superconductor! ! The normal-conducting nuclei also exist in the region under the tunnel barrier layer 11!25 of the Josephson junction element 22 in the superconductor layer 2. ing.
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の超伝導体層から情報を読出すとぎの余裕
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-retains Abrikosov flux quanta, the effective junction area of the Josephson junction element 22 is reduced, so the critical current value of the Josephson junction element 22 is reduced. Therefore, the margin for reading information from the superconductor layer of the information storage means 1 is narrow.
また、第５図及び第６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
の情報読出手段２１のジョセフソン接合素子２２の臨界
電流値よりも大きな値を有することになるため、他の超
伝導情報記憶装置のジョセフソン接合素子が有電圧状態
になる、という誤動作が生ずるなどの欠点を有していた
。Furthermore, when a plurality of superconducting information storage devices shown in FIGS. 5 and 6 are connected in series with the superconductor layers 2 of the information storage means 1 to form a superconducting information storage device array, Even if an attempt is made to selectively read information from the information storage means by flowing the bias current described above only through the Josephson junction element 22 of the information reading means 21 of the superconducting information storage device, the bias current Since the critical current value is larger than the critical current value of the Josephson junction element 22 of the information reading means 21 of the superconducting information storage device, the Josephson junction elements of the other superconducting information storage devices become in a voltage-carrying state. However, this method had drawbacks such as malfunctions such as .
問題１、を解決するための手段
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。By means of solving problem 1, the present invention aims 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
持されているアブリコソフ磁束吊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-retained Abrikosov flux suspender.
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, Abrikosov magnetic flux quanta are internally generated by applying a magnetic field to the superconductor layer of the information reading means in the superconducting information storage device having such a configuration. The Josephson junction of the information reading means is such that the superconductor layer has a weaker Abrikosov flux quantum generation force than the superconductor layer of the information storage means, or does not generate Abrikosov flux quanta even when a magnetic field is applied. It has a structure in which it is arranged as a superconductor layer that serves as an electrode of the device.
本発明の作用・ 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 Results of the Present Invention 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. 5 and 6, the Josephson junction element of the information reading means is constructed with the superconductor layer of the information storage means as one electrode. Instead, the configuration is similar to that described above in 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 that shown in FIG. 5 and FIG. 6, it functions as an information storage device in the same manner as described above with reference to FIGS.
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、そのアプリコンブ磁束量子が、ジョセフソン接合素
子の接合下に存在しないので、第５図及びだいず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。However, according to the superconducting information storage device according to the present invention, a superconductor layer is formed on the superconductor layer of the information storage means as one electrode of the Josephson junction element of the information reading means, and the superconductor layer is formed as one electrode of the Josephson junction element of the information reading means. Since the conductor layer is a superconductor layer that has a weak ability to generate Abrikosov magnetic flux quanta or does not generate Abrikosov magnetic flux quanta, when the superconductor layer of the information storage means self-retains Abrikosov magnetic flux quanta, the Since no Aplicomb flux quanta exist under the junction of the Josephson junction element, it does not have the drawbacks of conventional superconducting information storage devices described above in FIGS. 5 and 6.
１直■」
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。In FIGS. 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 different from the conventional superconducting information storage device described above in 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、磁場が与え、られることによってアブリコソ
フ磁束母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ＷＪ２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、情報続出手
段２１のジョセフソン接合素子２２が、超伝導体ＦＪ３
２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 2 of the information reading means 21
2 is configured with the superconductor layer 2 of the information storage means 1 as one electrode, and by applying a magnetic field to the superconductor layer 2 of the information storage means 1, an Abrikosov magnetic flux matrix is generated. A superconductor layer 32 is formed in which the internally generated Abrikosov magnetic flux quantum generation force is weaker than that of the superconductor WJ2 of the information storage means 1, or the superconductor layer 32 does not generate Abrikosov magnetic flux quanta even when a magnetic field is applied. The Josephson junction element 22 of the information outputting means 21 is a superconductor FJ3.
2 is used as one of the electrodes, and the structure is similar to that shown in 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、そして、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のトンネル陣壁
層２５下に存在しないか十分弱くしか存在ぜず、また、
超伝導体層３２のトンネル障壁１ｍ２５下も同様である
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 according to the present invention, it is possible that the fifth embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention is
6 and 6, and when the superconductor layer 2 of the information storage means 1 self-retains Abrikosov magnetic flux quanta, the Abrikosov magnetic flux quantum It does not exist or exists only weakly under the tunnel wall layer 25 of the Josephson junction element 22, and
The same goes for the area below the tunnel barrier 1m25 of the superconductor layer 32, so a detailed explanation will be omitted, but the operation similar to that described above in FIGS. 5 and 6 is performed to store information in the information storage means 1. It can also 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、上述した超伝導体層３２を、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と
しているので、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 case of the first embodiment according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the above-mentioned superconductor layer 32 is used as a superconductor layer as one electrode of the Josephson junction element 22. 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、絶縁層３
３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、ストライブ状の超伝導体層３
４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 layer 3 is placed on the superconductor layer 26 constituting the Josephson junction element 22.
3, a striped superconductor layer 3 faces the tunnel barrier layer 25 of the Josephson junction element 22 through the
4 is formed, it has the same structure as the first embodiment of the superconducting information storage device according to the present invention described above with reference to FIGS. 1 and 2.
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！！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 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, but on the other hand, it is made of superconductor! ! 34, a magnetic field is generated that passes through the tunnel barrier layer 25 of the Josephson junction element 22. Therefore, when a bias current is applied to the Josephson junction element 22 and information is read from the information storage means 1, By passing a current through the superconductor layer 34, information can be effectively read from the information storage means 1.
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。Note that the above description merely shows a few examples of the present invention, and various modifications and variations may be made 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の実施例を示す路線的平面図及びそのＩＩ−ＩＦ
綿線上断面図である。
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−ＩＶ
棟線上断面図である。
第５図及び第６図は、従来の超伝導情報記憶装置を示す
路線的平面図及びそのｖ−ｖ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、３ｂ１３Ｇ、３ｄ
・・・・・・・・・・・・・・・超伝導体層の辺４ａ、
４ｂ・・・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・・・・・・・・・用
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1 and 2 are a schematic plan view showing a first embodiment of a superconducting information storage device according to the present invention and its II-IF
It is a sectional view taken along a cotton line. 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-IV
It is a cross-sectional view on the ridge line. FIG. 5 and FIG. 6 are a plan view showing a conventional superconducting information storage device and a cross-sectional view taken along the line v--v. 1... Information storage means 2...
・・・・・・・・・・・・Superconductor layer 3a, 3b13G, 3d 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 32...
...Superconductor layer of Josephson junction element 22
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。[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 the superconductor layer of the information storage means. A superconductor whose Abrikosov magnetic flux quantum generation force that internally generates Abrikosov magnetic flux quanta when given is weaker than that of the superconductor layer of the information storage means, or which does not generate Abrikosov flux quanta even when a magnetic field is applied. A superconducting information storage device characterized in that the layer is arranged as a superconductor layer serving as an electrode of a Josephson junction element of the 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 true JPS61175997A (en) | 1986-08-07 |
| JPH0673239B2 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 |
|---|---|
| JPH0673239B2 (en) | 1994-09-14 |
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