Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm
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TT: Tiefe Temperaturen
TT 15: Postersitzung II: Massive HTSL (1-12), Supraleitung: Anwendungen (13-34), Josephsonkontakte und Kryoelektronik (35-75), Elektronenstruktur und Phononen in HTSL (76-79), Schwere Fermionen, Kondo-Systeme (80-99)
TT 15.71: Poster
Mittwoch, 25. März 1998, 15:00–18:30, D
Vertikal gestapelte Nb/Al-AlOx/Nb-Tunnelkontakte
(Stacktron) für dreidimensional integrierte RSFQ- Schaltungen — •R. Schmitz, B. Ruck, N. Thyssen und H. Kohlstedt —
Institut für Schicht- und Ionentechnik, Forschungszentrum Jülich GmbH, 52425 Jülich
Supraleitende Schaltungen basierend auf der Rapid Single Flux Quantum (RSFQ) Logik sind weltweit ein Forschungsschwerpunkt für eine zukünftige Digitalelektronik mit Taktfrequenzen im 100 GHz Bereich. Bisher wurden wenige Anstrengungen unternommen, die Integrationsdichte dieser Schaltungen merklich zu erhöhen. Anhand eines einfachen RSFQ-T-Flip-Flops stellen wir in diesem Zusammenhang ein Dreitorbauelement mit der Bezeichnung Stacktron vor. Ein Stacktron besteht aus zwei gestapelten Nb/AlOx/Nb Tunnelkontakten, die jeweils mit einem Parallelwiderstand versehen sind. Die mittlere Nb-Schicht ist herausgeführt und erlaubt einen Potentialkontakt. Durch die Vertikalanordnung der Tunnelelemente wird die Integrationsdichte für komplexe Schaltungen erhöht. Die Nb/AlOx/Nb Tunnelkontakte besaßen Stromdichten um 250 A/cm2. Das IcRn-Produkt betrug 300 µV. Als Parallelwiderstand wurden Pd/Au Schichten verwendet, so daß βc<1 war. Die erfolgreiche Anwendung der Stacktrons im T-Flip-Flop wird demonstriert. Das T-Flip-Flop bewirkt eine Frequenz- bzw. Spannungshalbierung der Ausgangsspannung gegenüber dem Eingang. Der Entwurf einer erweiterten Schaltung mit dc/SFQ- bzw. SFQ/dc-Wandlern wird vorgestellt.