МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У ДЖОЗЕФСОНІВСЬКИХ ЕЛЕМЕНТАХ ПАМЯТІ

Abstract

Мета роботи полягає в пошуку способів збільшення швидкодії елементів комп’ютерної пам’яті за рахунок використання структур, що працюють на інших принципах, ніж традиційні напівпровідникові схеми. Одним з напрямків використання унікальних можливостей джозефсонівські структур є створення на їх основі надшвид-кодійних елементів комп’ютерної пам’яті нового покоління. Завдяки високим робочим характерним частотам, які є близькими до частоти 1 ТГц, вони найперспективніші кандидати для створення петафлоп комп’ютерів. Крім того, і джозефсонівські кріотрони і СКВІДи можуть бути використані для реалізації кубітів – елементів квантових комп’ютерів і для опису макроскопічної квантової поведінки, наприклад, при створенні зчитувальної електроніки для квантових обчислень. В роботі створено математичну модель перехідних процесів, які мають місце у джозефсонівських кріотронах під час прямих логічних переходів «0» «1» та зворотних логічних переходів «1» «0». Розглянуто керування логічним станом джозефсонівських елементів пам’яті, створених на основі джозефсонівських тунельних переходів типу S-I-S за допомогою зовнішніх імпульсів струму. Методами математичного моделювання досліджено перехідні процеси в кріотронах під час зміни їх логічного стану та розраховано перехідні характеристики кріотронів для робочих температур = 11,6 К та = 81,2 К, які є близькими до температур кипіння гелію та азоту відповідно. Показано, що такі елементи пам’яті можуть ефективно працювати і за робочої температури = 81,2 К. Визначено часи комутації для прямих логічних переходів “0” “1 та для зворотних переходів “1” “0”. Виявлено особливості поведінки джозефсонівських кріотронів та досліджено стабільність режиму роботи таких елементів пам’яті.

Keywords

• джозефсонівский кріотрон; логічний елемент; перехідна характеристика; перехідний процес; процес комутації