Надпровідниковий вентиль

Надпровідниковий вентиль, що містить діелектричну підкладку, на яку послідовно нанесені шар надпровідника, шар діелектрика, на якому розміщена П-подІбної форми смужка надпровідника, посередині якої нанесена плівка діелектрика, на якій послідовно нанесені плівка магнітожорсткого феромагнетику, плівка діелектрика, плівка магнітом'якого феромагнетику, над якими розташована ізольована смужка надпровідника, що перетинає їх, який відрізняється тим, що на шар діелектрика нанесений шар антиферомагнетика-діелектрика. Винахід відноситься до електроніки і призначено для перетворення електричних сигналів в мініатюрних малошумлячих електронних пристроях. Може бути використаний в комп'ютерній техніці та в аналого-цифрових перетворювачах. Відомий надпровідниковий кріотрон, який працює як надпровідниковий перемикач струму. Кріотрон містить діелектричну підкладку, а також дві ізольовані тонкі смужки надпровідників, що перетинаються або накладаються одна на одну, перша смужка виступає в ролі надпровідникового вентиля, а друга в ролі керуючого електрода (А.Бароне, Дж.Патерно "Ефект Джозефсона", Москва, "Мир", 1984). Надпровідник, що працює як вентиль, можна переводити в нормальний стан магнітним полем, яке створюється струмом, що протікає в керуючому електроді. Недоліком цього пристрою є те, що для перемикання надпровідника в нормальний стан треба заводити в керуючу плівку занадто великий по амплітуді керуючий струм. Це може приводити до небажаного неконтрольованого самоперемикання пристрою Це знижує ефективність пристрою. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого винаходу є надпровідниковий вентиль {T.W.Clinton and Mark Johnson 'Magnetoquenched superconducting valve with bilayer ferromagnetic film for uniaxial switching' Applied Physics Letters, v.76, N.I 5, 10 April 2000, p.p.2116-2118), який складається з діелектричної підкладки, на яку послідовно нанесені шар надпровідника, шар діелектрика, на якому розміщено П-подібної форми смужка надпровідника, посередині якої нанесено плівку діеле ктрика, на якій послідовно нанесені плівка магнітожорсткого феромагнетика, плівка діелектрика, плівка магнітом'я кого феромагнетика, над якими розташована ізольована смужка надпровідника, що перетинає їх. Недоліком вентиля є те, що П-подібної форми смужка надпровідника має малу критичну густину надпровідного струму, внаслідок чого при наявності температурних флуктуацій можливе самоперемикання вентиля. Технічною задачею винаходу є створення надпровідникового вентиля, що має оптимізоване керування параметрами та роботою вентиля. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що надпровідниковий вентиль містить діелектричну підкладку, на яку послідовно нанесені шар надпровідника, шар діелектрика, на якому розміщено П-подібної форми смужка надпровідника, посередині якої нанесено плівку діелектрика, на якій послідовно нанесені плівка магнітожорсткого феромагнетика, плівка діелектрика, плівка магнітом'якого феромагнетика І над якими розташована ізольована смужка надпровідника, що перетинає їх, причому на шар діелектрика нанесено шар антиферомагнетика-діелектрика. Надпровідниковий вентиль має діелектричну підкладку 1, шар надпровідника 2, шар діелектрика З, шар антиферомагнетика-діелектрика 4, Пподібної форми смужку надпровідника 5, плівку діелектрика 6, плівку магнітожорсткого феромагнетика 7, плівку діелектрика 8, плівку магнітом'якого феромагнетика 9 і ізольовану смужку надпровідника 10. 00 ю со CM 2358 надпровідника 5 не утворюється область нормального металу, завдяки чому через смужку Пподібного надпровідника 5 надпровідний струм протікає без перешкод, тобто вентиль відкрито. Змінюючи величину протікаючого струму керування, можна змінювати параметри надпровідникового вентиля, наприклад, ширину зони всередині Пподібної смужки надпровідника 5, в якій відсутня надпровідність, величину надпровідного струму Джозефсона, що протікає крізь область, в якій відсутня надпровідність. Шар антиферомагнетикадіелектрика 4 під смужкою П-подібного надпровідника 5 підвищує величину критичного надпровідного струму, що протікає крізь смужку П-подІбного надпровідника 5, завдяки наявності не пружного розсіяння квазічастинок П-подібного надпровідника 5 на границі розділу надпровідникантиферомагнетик, при цьому смужка П-подібного надпровідника 5 робиться більш тонкою, що приводить до підвищення ефективності керування параметрами надпровщникового вентиля. Надпровідниковий вентиль включає в себе діелектричну підкладку 1 з нанесеними послідовно шаром надпровідника 2, шаром діелектрика 3, на який нанесено шар антиферомагнетикадіелектрика 4 на якому розміщено П-подібної форми смужка надпровідника 5, посередині якої нанесено плівку діелектрика 6, на яку послідовно нанесено плівку магнітожорсткого феромагнетика 7, плівку діелектрика 8, плівку магнітом'якого феромагнетика 9, над яким розташована ізольована смужка надпровідника 10 На фіг.1 представлена блок-схема пристрою. Пристрій працює таким чином. В ізольовану смужку надпровідника 10 подається постійний епектричний струм одного або іншого напрямку, створене струмом магнітне поле переорієнтує вектор намагніченості Мі плівки магнітом'якого феромагнетика 9. При цьому, якщо напрямок вектора Мі плівки магнітом'якого феромагнетика 9 співпадає з напрямком вектора намагніченості Мг плівки магнітожорсткого феромагнетика 7, то в смужці Пподібного надпровідника 5 утворюється область нормального металу, завдяки чому через смужку П-подібного надпровідника 5 надпровідний струм не протікає, тобто вентиль закрито. Якщо напрямок вектора Мі є протилежним до напрямку вектора намагніченості Мг плівки магнітожорсткого феромагнетика 7, то в смужці П-подібного Така конструкція надпровідникового вентиля дозволяє робити гарантоване вмикання та вимикання надпровідного струму, що протікає крізь смужку надпровідника. Заявлений пристрій може бути виготовленим як в лабораторних умовах так і в промислових. Фіг. Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 39 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Укрг ДП "Український інститут промислової власності", вул. Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119