Приборы с использованием сверхпроводимости, способы или устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки таких приборов или их частей: .приборы с переходом между различными материалами, например приборы с использованием эффекта Джозефсона – H01L 39/22

Использование: при производстве сверхпроводниковых интегральных схем (СПИС) различного назначения. Сущность изобретения: СПД на основе многослойной тонкопленочной гетероструктуры содержит два слоя сверхпроводника, образующих электроды, и прослойку с металлической проводимостью между ними из легированного металлом полупроводника. Прослойка имеет локально неоднородную структуру и выполнена с возможностью одновременного образования в ее объеме двух независимых каналов транспорта тока, один из которых представляет собой совокупность цепочек примесных атомов металла, соединяющих оба электрода и образующих квазиодномерные каналы с металлической проводимостью для транспорта сверхпроводящего тока, а другой - состоит из отдельно расположенных примесных атомов металла, образующих локализованные состояния примесных центров и обеспечивающих транспорт нормального туннельного тока, причем упомянутые квазиодномерные каналы представляют собой внутренние шунты для туннельного тока в прослойке. Способ включает последовательное нанесение на подложку первого и второго слоев сверхпроводника, прослойки легированного металлом полупроводника между ними, формируемой путем распыления полупроводника и металла. Технический результат: исключение непосредственного протекания тока через прослойку с обеспечением резонансных механизмов транспорта тока, увеличение характерного напряжения и дифференциального сопротивления СПД; улучшение воспроизводимости параметров за счет использования более толстых слоев легированного полупроводника. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

Изобретение относится к криоэлектронным приборам и может быть использовано в измерительной технике. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента усиления и высокую линейность отклика напряжения на магнитную компоненту электромагнитного сигнала сверхпроводящего прибора в полосе частот 0,1-10 ГГц, оптимизацию развязки между входом и выходом для предотвращения просачивания входного сигнала на выход устройства, повышение чувствительности устройства за счет оптимизации связи по магнитному полю между входной линией и СКИФ-структурой, повышение помехозащищенности устройства. Сверхпроводящий прибор содержит следующие основные элементы: чип, содержащий СКИФ-структуру, и согласующую плату, предназначенную для задания входного электромагнитного сигнала в резонансную цепь СКИФ-структуры на чипе и снятия выходного сигнала с помощью микрополосковой линии и передачи его на выходной коаксиальный разъем. СКИФ-структура, расположенная внутри петли линии задания входного электромагнитного сигнала, имеет повышенный коэффициент усиления и высокую линейность отклика напряжения на магнитную компоненту электромагнитного сигнала в полосе частот 0,1-10 ГГц и размеры джозефсоновских переходов (ДП), удовлетворяющие условию, при котором обеспечивается режим работы, характеризующийся фраунгоферовой зависимостью критического тока от магнитного поля, проникающего в ДП. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение направлено на более сильное подавление критической температуры сверхпроводящей пленки управляющим элементом при неколлинеарном направлении векторов намагниченности ферромагнитных слоев. Сущность изобретения: сверхпроводниковый спиновый вентиль включает сверхпроводящую пленку и размещенную на ней структуру для управления критической температурой сверхпроводящей пленки, состоящую из первого слоя, примыкающего к сверхпроводящей пленке, и второго слоя ферромагнетика, разделенных прослойкой из неферромагнитного материала. Первый слой ферромагнетика размещен непосредственно на сверхпроводящей пленке с обеспечением гальванического контакта с последней. Введен размещенный на поверхности второго слоя ферромагнетика слой антиферромагнетика с возможностью фиксации направления вектора намагниченности второго слоя ферромагнетика и разворота вектора намагниченности в первом слое ферромагнетика и генерации максимума амплитуды триплетной сверхпроводящей компоненты в области прослойки из неферромагнитного материала, а максимума синглетной компоненты - в сверхпроводящей пленке. Угол разворота векторов намагниченности заключен в интервале значений, при которых обеспечивается изменение критической температуры сверхпроводящей пленки от конечного до нулевого значения. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к криоэлектронным приборам и может быть использовано в измерительной технике, радиотехнических и информационных системах, работающих при низких температурах. Сущность изобретения: сверхпроводящий прибор с джозефсоновским переходом включает образованную на подложке область слабой связи в виде тонкопленочной слоистой структуры, содержащей слои ферромагнитного материала и нормального металла, и два электрода из сверхпроводникового материала с токоподводами для подключения области слабой связи к источнику тока, и представляет собой планарную структуру, в которой электроды из сверхпроводникового материала с токоподводами размещены поверх слоя нормального металла с возможностью наведения сверхпроводящих корреляций из области нормального металла под электродом в область слабой связи, при этом слой ферромагнитного материала присоединен к нормальному металлу с возможностью наведения в нем сверхпроводящих корреляций непосредственно из слоя нормального металла. Технический результат изобретения состоит в увеличении амплитуды критического тока перехода, возможности более эффективного управления величиной критического тока в случае наличия в структуре двух ферромагнитных подслоев с разными направлениями намагниченности при более простой технологии выполнения планарных многослойных структур. 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приемных системах для целей радиоастрономии, интроскопии и спектроскопии. Техническим результатом изобретения является повышение отклика детектора на микроволновое излучение, снижение шумового фактора, возможность реализации четырехзондововой схемы измерений, а также интеграции с СКВИД устройствами считывания информации. Сущность изобретения: детектор терагерцового излучения болометрического типа включает джозефсоновский переход на основе тонкопленочной структуры, содержащей слои сверхпроводникового материала, между которыми размещен связанный с источником измеряемого сигнала абсорбер из нормального металла. Слои сверхпроводникового материала подключены параллельно к источнику тока смещения и измерительной цепи, индуктивно связанной с датчиком магнитного поля на основе СКВИДа и схемой регистрации. Абсорбер из нормального металла имеет форму удлиненной полоски и размещен через слои диэлектрика между слоями сверхпроводникового материала, при этом упомянутая полоска связана с источником измеряемого сигнала посредством элементов, присоединенных через слои изолятора к ее торцам с возможностью обеспечения взаимно перпендикулярных направлений протекания сверхтока и измеряемого сигнала. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области коммутационной электронной техники и энергетики и может быть использовано для переключения и ограничения токов в бытовых электронных устройствах, бытовых и промышленных электрических сетях, устройствах защитного отключения. Способ изготовления джозефсоновского переключателя-ограничителя тока (ДПОТ) включает нанесение в вакууме на диэлектрическую подложку тонкой гранулярной углеродной пленки методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) с использованием в качестве сырья для CVD углеводородных газов, таких как ацетилен, метан и другие, а также их смеси. Осаждение осуществляют в вакууме при температурах 700-1300°С до толщины пленки, равной 500-5000 Å, а на поверхность пленки наносят металлические контакты. Устройство с активным элементом на основе ДПОТ содержит активный элемент ДПОТ, геркон, постоянный магнит, ключ с курковым механизмом, включенные согласно схеме, исключающей образование электрической дуги при переключении ДПОТ. Технический результат - повышение технологичности изготовления углеродной пленки ДПОТ, увеличение критических токов и уменьшение времени релаксации в исходное состояние после переключения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к криоэлектронным приборам и может быть использовано в измерительной технике, радиотехнических и информационных системах, работающих при низких температурах. Сущность изобретения: в сверхпроводящем приборе с джозефсоновским переходом, включающем область слабой связи в виде тонкопленочной слоистой структуры ферромагнитный материал - нормальный металл - ферромагнитный материал, образованной на подложке, электроды из сверхпроводника, присоединенные к противолежащим боковым граням упомянутой слоистой структуры, слои ферромагнитного материала выполнены с возможностью разворота векторов намагниченности друг относительно друга в плоскости слоистой структуры из антиферромагнитного в ферромагнитное состояние с обеспечением генерации триплетного типа сверхпроводящего спаривания в области слабой связи. Изобретение направлено на обеспечение эффективного управления критическим током джозефсоновских переходов посредством внешнего магнитного поля за счет организации ряда независимых каналов его протекания, а также вследствие обеспечения условий для генерации слабозатухающего в области слабой связи триплетного типа сверхпроводящего спаривания. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к криогенным приборам и может быть использовано в измерительной технике, радиотехнических и информационных системах, работающих при низких температурах. Сущность изобретения: в сверхпроводящем приборе с джозефсоновским переходом на подложке образована область слабой связи в виде многослойной тонкопленочной FNF-структуры, связанной с электродами из сверхпроводника. Тонкопленочная структура выполнена из слоев F ферромагнитного материала с направлениями намагниченности, лежащими в плоскости структуры, между которыми размещен слой N нормального металла. Слои F выполнены с возможностью разворота указанных направлений намагниченности друг относительно друга. Электроды из сверхпроводника присоединены к противолежащим боковым граням FNF-структуры. Техническим результатом изобретения является обеспечение более эффективного управления критическим током джозефсоновских переходов посредством внешнего магнитного поля за счет организации ряда независимых каналов его протекания. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к криогенной радиотехнике и может быть использовано для усиления электрических сигналов в гигагерцовом диапазоне частот. Техническим результатом изобретения является обеспечение симметрии земляных электродов выходной копланарной линии на частоте сигнала в гигагерцовом диапазоне частот при повышении коэффициента усиления. Сущность изобретения: СВЧ-усилитель на основе высокотемпературного СКВИДа содержит двухконтактный квантовый интерферометр на основе слоистой структуры высокотемпературный сверхпроводник (ВТСП)/изолятор/нормальный металл, сформированной на изолирующей бикристаллической подложке, связанный с входной и выходной линиями передачи, средства электрического согласования. Линии передачи выполнены в виде копланарных линий, установленных соосно интерферометру и имеющих протяженный центральный электрод, образованный в слое ВТСП на поверхности подложки, и размещенную с зазором по обе стороны от центрального электрода по меньшей мере одну пару внешних электродов, образованных в слое нормального металла, выполняющих функцию обкладок конденсаторов средств электрического согласования. Центральный электрод входной копланарной линии соединен с интерферометром по слою нормального металла через щелевую линию и индуктивный элемент, выполненные в слое ВТСП, причем индуктивный элемент выполнен в виде меандровой полоски, концы которой подключены к токоподводам джозефсоновских контактов квантового интерферометра по одну сторону бикристаллической границы. Центральный электрод выходной копланарной линии подключен к токоподводам джозефсоновских контактов по другую сторону бикристаллической границы, при этом вдоль его длины образованы первая, вторая и третья пары внешних электродов и пара индуктивных элементов в виде меандровой полоски, выполненной в слое ВТСП. Электроды первой и второй пар внешних электродов и концы меандровой полоски с каждой стороны от центрального электрода соединены последовательно, электроды в парах соединены параллельно с образованием выходных индуктивно-емкостных фильтров, а электроды третьей пары - закорочены проводником с образованием общего электрода. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способам создания слабых связей в виде двумерных периодических микроструктур с джозефсоновскими свойствами, используемых в высокочувствительных системах пленочных ВТСП сквид-магнитометрах, в частности, при создании высокочувствительных датчиков магнитного потока и детекторов электромагнитного поля, применяемых в устройствах для регистрации магнитокардиограмм в медицине, геофизике, экологии, контроля парамагнитных примесей в нефтепродуктах и т.п. Сущность изобретения заключается в том, что в способе формирования периодических микроструктур на ВТСП пленках с джозефсоновскими свойствами, включающем нанесение на подложку высокотемпературного сверхпроводника и формирование в ней областей со слабой связью, области со слабой связью формируют в процессе напыления ВТСП пленки путем одновременного создания в подложке областей разряжения и сжатия, оказывающих влияние на процесс роста пленки. Области периодического разряжения и сжатия в подложке могут быть созданы ультразвуковым импульсом лазерного излучения, в частности наносекундной длительности, возбуждающим акустическую стоячую волну с длиной порядка 45-90 мкм, при этом ультразвуковым импульсом воздействуют на противоположную сторону подложки. Техническим результатом изобретения является разработка способа формирования периодических микроструктур на ВТСП пленках с джозефсоновскими свойствами, обеспечивающих при упрощении технологии изготовления элементов джозефсона повышение стабильности работы указанных элементов, надежность и воспроизводимость характеристик за счет предотвращения в области сужения сверхпроводящих элементов возможности возникновения паразитных слабых связей с критическими токами, меньшими критического тока мостиков и отсутствия больших блоков, имеющих субструктуру, состоящую из разориентированных кристаллитов, которые образуют джозефсоновские структуры типа мостика Дайема на границах между кристаллитами либо на микровкраплениях несверхпроводящей фазы YBaCuO. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.