طراحی و شبیه‌سازی دیود سالیتانی مبتنی بر پیوند جوزفسون گسسته

نویسندگان

1 رئیس مجتمع برق دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دکترای برق

2 دانشیار دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

3 دانشجوی دکتری الکترونیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

دیود سالیتانی یک افزاره ابررسانای جوزفسونی است. در این افزاره سالیتان ها و آنتی‌‌سالیتان‌ها نقش حامل های الکتریکی را بر عهده دارند و بر حسب تعداد، سرعت و جهت حرکت آنها در طول پیوند جوزفسون، نقطه کار دیود سالیتانی تعیین می شود. در این مقاله دیود سالیتانی مبتنی بر پیوند جوزفسون گسسته پیشنهاد و با طراحی یک دیود سالیتانی گسسته پدیده یکسوسازی مشاهده شده است. به این منظور ابتدا رفتار حامل ها در یک پیوند گسسته مورد بررسی قرار گرفته و سپس افزاره پیشنهادی بر اساس معادله سینوسی گوردن گسسته مدلسازی و طبق آن پارامترهای طراحی پیوند تعیین می شود. با بررسی روابط حاکم بر پیوندهای جوزفسون نشان داده می شود که کمینه میدان مغناطیسی لازم برای تولید حامل و نیز ابعاد قطعات گسسته نسبت به قطعات پیوسته متناظر تا چندین برابر کاهش دارد. همچنین نتایج شبیه سازی ها نشان میدهد که با توجه به قابلیت تنظیم مشخصه دیود بر اساس طراحی پارامتر گسستگی و همچنین سادگی ساخت افزاره های پیچیده مبتنی بر پیوند گسسته، این ساختار می تواند برای استفاده در ادوات الکترونیک ابررسانایی مانند ترانزیستور سالیتانی و فرستنده فرکانس بالای ابررسانا پیشنهاد ‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Simulation of Josephson Fluxonic Diode Based on Discrete Josephson Junction

نویسندگان [English]

  • Alireza Erfanian 1
  • Farshid Raissi 2
  • Aylar Khooshehmehri 3
چکیده [English]

The Josephson Fluxonic Diode is a long Josephson Junction that uses oppositely directed magnetic flux quanta, associated with current votrices and antivortices, as its basis operation. the movement of the vortices creates a changing phase. this in turn creates a voltage drop. in this paper, discrete JJ is proposed instead of continues JJ in JFD. Also, by numerical calculation of the discrete sine- Gordon equation, the manner of the carriers is discussed in discrete JJ. Numerically study of the dynamics of JFD based on discrete JJ shows a rectification. Because of it is easy to adjust the value of the junction parammeters, and it is possible to have single flux quantum stuffed in a small area by adjusting the discreetness parameter, it is expected that the useful and practical Josephson fluxonic devices can be made by discrete JJs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Josephson junction
  • Sine Gordon Equation
  • Josephson fluxonic diode
  • Discrete Josephson junction
  • Superconductivity