Джозефсоновский переход
Cтраница 3
Основное достоинство суперкомпьютеров - это высокая скорость вычислений, которая в большинстве машин достигается за счет использования параллельной обработки данных. Другой подход к проблеме увеличения быстродействия состоит в применении новой технологии изготовления элементной базы компьютеров на основе джозефсоновских переходов. Осторожные оценки [64] показали, что быстродействие компьютеров общего назначения может достигать порядка 100 MIPS. Эта технология пока не используется в серийном производстве, однако многие фирмы создают суперкомпьютеры такого типа для решения специальных задач. [31]
В качестве смесителей и умножителей применяются и джозеф-соновские переходы. Сдерживающим фактором для экспериментаторов является необходимость использования жидкого гелия. Однако применение джозефсоновских переходов может существенно повысить точность измерения частот в СБМ диапазоне, в частности средних частот и других частотных характеристик лазеров. Так была получена 240-я гармоника частоты 70 ГГц. Вследствие перекрытия столь широкого диапазона частот стало возможным отказаться от использования НСН -, Н2О - и О2О - лазеров в схеме синтеза частот, существенно уменьшить погрешности переноса частоты до ИК диапазона и значительно повысить разрешающую способность аппаратуры для измерения частотных и спектральных характеристик. Это не означает, разумеется, полного отказа от указанных генераторов, так как желательно иметь реперы частоты в схеме синтеза на промежуточных частотах. [32]
Переход к азотным рабочим температурам приводит к резкому снижению затрат на охлаждение, обусловленному меньшей стоимостью жидкого азота по сравнению с жидким гелием, а также его большей удельной теплотой испарения. Правда, при переходе от гелиевых температур к азотным происходит почти 20-кратное увеличение уровня тепловых флуктуации. Это приводит к возрастанию мощности, рассеиваемой в джозефсоновских переходах, и ограничивает степень интеграции подобных устройств. [33]
СКВИД является измерителем потока внешнего МП через площадь кольца СКВИДа. Но его разрешение не может быть улучшено простым увеличением площади СКВИДа, так как существует ограничение на его индуктивность Lo. Во-вторых, с увеличением Lo уменьшается критический ток / k через джозефсоновский переход, который связан с Lo условием Lo / k - Фо, а с уменьшением критического тока уменьшается стабильность работы перехода. Обычно площади кольца СКВИДа лежат в пределах нескольких квадратных миллиметров. Увеличение числа петель СКВИДа позволяет увеличит, площадь до нескольких десятков квадратных миллиметров. [34]
Для малого сигнала джозефсоновский контакт является параметрическим элементом с двумя особенностями: он может обладать самонакачкой; его параметр не имеет постоянной составляющей и может менять знак. Анализ показывает, что если частота джозефсо-новской генерации немного меньше частоты сигнала, то действительная часть полного сопротивления джозефсо-новского контакта может быть отрицательной. Это явление экспериментально обнаружено и исследовано в ИРЭ АН СССР и впоследствии использовано для одночастот-ного невырожденного ПУ с самонакачкой. Джозефсоновский переход выполнен в виде точечно-контактной пары Nb - Та, включенной в разрыв центральной жилы резонатора в месте пучности тока. Минимальная шумовая температура усилителя 2ЮК ( рис. 2.9), что хорошо согласуется с результатами расчета, по которому Г, 42Т, где Т - температура перехода. [36]
В присутствии электромагнитного поля, стимулирующего туннельные переходы между двумя сверхпроводниками, туннельный ток возрастает. Это обстоятельство и используется для изучения распределения поля в биллиарде. При сканировании образца электронным пучком с высоким разрешением происходит локальный нагрев перехода, и тем самым изменяется его вольт-амперная характеристика. Измерение напряжения при различных положениях электронного пучка позволяет восстановить распределение поля. На рис. 2.18 представлены распределения полей в прямоугольном биллиарде, одно из которых найдено численно, а другое - из эксперимента. Видно, что имеет место сильное затухание, связанное с низкой добротностью перехода. Заметим, что высокая сложность такого рода экспериментов, вероятно, будет препятствовать более широкому использованию описанной техники. Тем не менее использование джозефсоновских переходов дает еще один способ визуализации хаотических волновых полей. [37]
Страницы: 1 2 3