專利名稱：采用陶瓷超導(dǎo)元件的邏輯器件和存儲(chǔ)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用陶瓷超導(dǎo)元件的器件而且特別涉及對一種邏輯器件和存儲(chǔ)器件的改進(jìn)，這種邏輯器件和存儲(chǔ)器件是根據(jù)磁場變化對超導(dǎo)元件的效應(yīng)的超導(dǎo)器件的磁阻特性去控制的。
大家知道，利用約瑟夫遜效應(yīng)在理論上可以制造邏輯電路，例如“與”門電路。約瑟夫遜器件是周知的利用超導(dǎo)體性能的邏輯器件之一?，F(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用約瑟夫遜效應(yīng)的邏輯器件(在這里我們稱之為約瑟夫遜器件)具有這樣的結(jié)構(gòu)，即在諸如鈮、鉛或它們的合金的超導(dǎo)材料制成的薄層之間夾有極薄的絕緣膜。
上述那種約瑟夫遜器件中的絕緣膜需要有大約10埃的厚度。而生產(chǎn)這種薄的絕緣膜需要先進(jìn)的薄膜制造技術(shù)，而且實(shí)際生產(chǎn)起來很困難。此外，雖然約瑟夫遜器件在技術(shù)上具有動(dòng)作極其快速的優(yōu)點(diǎn)，但其輸出電平的變化很小。因此從實(shí)用的觀點(diǎn)看，約瑟夫遜器件不適用于邏輯電路。
鑒于上述情況，有人發(fā)現(xiàn)了陶瓷超導(dǎo)元件的一種新現(xiàn)象，并詳細(xì)公開在現(xiàn)行日本專利申請62-233369以及下列等等對應(yīng)于1988年7月29日申請的美國專利申請226，067，并對應(yīng)于1988年7月29日申請的歐洲專利申請88307044.3中，該日本專利申系轉(zhuǎn)讓給本申請的共同受讓人之一的夏普股份有限公司。將應(yīng)用上述新現(xiàn)象的陶瓷超導(dǎo)元件應(yīng)用到諸如“與”門、“或”門、“異”門或“非”門之類的邏輯電路中時(shí)，這類邏輯電路的工作就穩(wěn)定，且可以高生產(chǎn)率制造，如日本專利申請63-117472(對應(yīng)于1988年12月23日申請的美國專利申請289，312和1988年12月23日申請的歐洲專利申請88312296.2，以及1988年12月24日申請的中國專利申請88109265.7)和日本專利申請63-29526〔對應(yīng)于1989年2月10日申請的美國專利申請309，228和1989年2月10日申請的歐洲專利申請89301279.9以及(申請?zhí)栁词盏降?中國專利申請〕中所示的那樣，該兩個(gè)日本專利申請也轉(zhuǎn)讓給本申請的共同受讓人之一夏普股份有限公司。
雖然這些專利申請教導(dǎo)了在諸如“與”門、“或”門、“異”門或“非”門之類的邏輯電路中使用陶瓷超導(dǎo)元件，但這些專利申請沒有一個(gè)教導(dǎo)或提出在能執(zhí)行“隱含”門或“等效”門電路操作的邏輯電路中使用陶瓷超導(dǎo)元件。下面的表A和表B示出了以真值表示的“隱含”邏輯和“等效”邏輯。
表A表B“隱含”真值表“等效”真值表輸入端輸出端輸入端輸出端001001100100011010111111此外這些專利申請也沒有教導(dǎo)或提出在存儲(chǔ)器件中使用陶瓷超導(dǎo)元件。
另外，約瑟夫遜器件通常歷來是通過利用超導(dǎo)性的特性來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。在這類器件中，存不存在穿過連接到約瑟夫遜器件的環(huán)路的全磁通量子，與存儲(chǔ)態(tài)“1”和“0”有關(guān)。
但象那些用于一般超導(dǎo)存儲(chǔ)器件中的約瑟夫遜器件，其結(jié)構(gòu)一般是層狀結(jié)構(gòu)，具體地說，是那種有一薄膜絕緣層夾在鈮、鉛、它們的合金或其它材料制成的各超導(dǎo)薄層之間的結(jié)構(gòu)。
在上述約瑟夫遜器件中，為獲得能激發(fā)超導(dǎo)性的隧道效應(yīng)，所夾入的絕緣膜必須制成大約10埃那么薄。而要生產(chǎn)如此之薄的絕緣膜是需要有先進(jìn)的薄膜制造技術(shù)的，而且生產(chǎn)起來很困難。這類器件，輸出電平低，而且只能用于非常低的溫度，因而妨礙了其在實(shí)際中的應(yīng)用。
本發(fā)明是在考慮到了上述問題的基礎(chǔ)上研制出來的，其主要目的是改進(jìn)采用能執(zhí)行“隱含”和“等效”門操作的陶瓷超導(dǎo)元件的邏輯器件。
本發(fā)明還有一個(gè)目的，即改進(jìn)采用陶瓷超導(dǎo)元件的存儲(chǔ)器件。
為達(dá)到上述和其它目的，本發(fā)明的“隱含”邏輯器件包括一襯底;一陶瓷超導(dǎo)元件，淀積在襯底上，具有磁阻特性;第一電極，毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件加第一電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件提供第一磁場;第二電極，毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件加第二電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件提供第二磁場;第三電極，毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件加第三電流時(shí)為陶瓷超導(dǎo)元件提供第三磁場;因此當(dāng)存在第一磁場時(shí)，就使陶瓷超導(dǎo)元件處于磁阻狀態(tài)，當(dāng)存在第一和第二磁場時(shí)，就使陶瓷超導(dǎo)元件就處于超導(dǎo)狀態(tài)，當(dāng)存在第一和第三磁場時(shí)，就使陶瓷超導(dǎo)元件處于磁阻狀態(tài)，當(dāng)存在第一、第二和第三磁場時(shí)，就使陶瓷超導(dǎo)元件處于磁阻狀態(tài)。
此外本發(fā)明的“等效”邏輯器件包括一襯底;一陶瓷超導(dǎo)元件，淀積在襯底上，具有磁阻特性;第一電極，毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件加第一電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件提供第一磁場;第二電極，毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件加第二電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件提供第二磁場;第三電極，毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件加第三電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件提供第三磁場;因此當(dāng)存在第一磁場時(shí)，使陶瓷超導(dǎo)元件處于磁阻狀態(tài)，當(dāng)存在第一和第二磁場時(shí)，或當(dāng)存在第一和第三磁場時(shí)，使陶瓷超導(dǎo)元件處于超導(dǎo)狀態(tài)，當(dāng)存在第一、第二和第三磁場時(shí)，則使陶瓷超導(dǎo)元件處于磁阻狀態(tài)。
此外本發(fā)明的存儲(chǔ)器件包括一襯底;一陶瓷超導(dǎo)元件，淀積在襯底上，具有磁阻特性;第一電極，毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件加電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件提供大于臨界磁場的磁場，并使陶瓷超導(dǎo)元件處于磁阻狀態(tài);第二電極，其相應(yīng)的兩端分別連接到陶瓷超導(dǎo)元件相應(yīng)的兩端，形成由陶瓷超導(dǎo)元件與第二電極組成的閉合環(huán)路;因此當(dāng)往第二電極毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件其中一端的第一部分與第二電極毗鄰陶瓷超導(dǎo)元件另一端的第二部分之間加第一電流時(shí)，第一電流部分流經(jīng)陶瓷超導(dǎo)元件，部分流經(jīng)第二電極;然后，通過第一電極加第二電流時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件呈磁阻狀態(tài)，使第一電流大部分流經(jīng)第二電極;這之后，同時(shí)切斷第一和第二電流時(shí)，第一電流就為閉合環(huán)路所捕獲，以便將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。
下面就上述新現(xiàn)象進(jìn)行說明。通常，當(dāng)沒有磁場加到陶瓷超導(dǎo)元件上時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件在低于象77°K那樣的某些溫度下表現(xiàn)出超導(dǎo)性能。當(dāng)往陶瓷超導(dǎo)元件加磁場但其大小不大于閾值H0時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件仍然表現(xiàn)出超導(dǎo)性，如

圖1所示。然后，當(dāng)加到超導(dǎo)元件的磁場變得與閾值HO相等時(shí)，超導(dǎo)元件就喪失其超導(dǎo)性，同時(shí)突然表現(xiàn)出磁阻性其阻值以高于磁場增加的速度增加。這之后，當(dāng)磁場減少到閾值H0時(shí)磁阻值也減到零，于是超導(dǎo)元件再次表現(xiàn)出其超導(dǎo)性能。如圖1所示以相反極性增加磁場時(shí)，可以觀察到同樣的現(xiàn)象。
鑒于陶瓷超導(dǎo)元件的電阻是通過施加磁場獲得的，因而所獲得的電阻就叫做磁阻，而這種在陶瓷超導(dǎo)元件中觀察到的現(xiàn)象就叫做超導(dǎo)磁阻系統(tǒng)。
對超導(dǎo)磁阻系統(tǒng)系統(tǒng)可以如下加以理解。當(dāng)陶瓷超導(dǎo)元件接收到大于閾值H0的磁場時(shí)，陶瓷超導(dǎo)體晶粒間界的超導(dǎo)狀態(tài)為所加的磁場所破壞，從而使超導(dǎo)體從超導(dǎo)狀態(tài)改變成電阻狀態(tài)。
更具體地說，當(dāng)晶體間界由陶瓷料粒形成的陶瓷超導(dǎo)元件沒有接收到任何磁場時(shí)，陶瓷元件沒有表現(xiàn)出任何電阻性，如圖5所示。但當(dāng)加上大于閾值H0的磁場時(shí)，陶瓷元件突然表現(xiàn)出電阻性，而且所加磁場增加時(shí)阻值急劇增加。由于在閾值磁場H0下電阻的變化率△R/△H等于無窮大，因而由利用超導(dǎo)磁阻系統(tǒng)的陶瓷超導(dǎo)元件制成邏輯器件比普通磁阻元件表現(xiàn)出更穩(wěn)定和更高級的性能。
目前由許多研究單位所推進(jìn)的對陶瓷超導(dǎo)器件所進(jìn)行的研究，其動(dòng)向是試圖提高臨界溫度(Tc)、閾值磁場(H0)和閾值電流(Ic)特性。在本發(fā)明人對陶瓷超導(dǎo)器件所進(jìn)行的研究中，在某些特殊類型的超導(dǎo)體(超導(dǎo)體各晶粒之間的弱耦合狀態(tài)的那種超導(dǎo)體)中發(fā)現(xiàn)了上述現(xiàn)象。該現(xiàn)象是這樣的，即弱磁場(幾個(gè)高斯)破壞了這些弱耦合的超導(dǎo)狀態(tài)，如圖5所示，從而表現(xiàn)出電阻，而且該電阻值隨所加磁場強(qiáng)度的增加而急劇增加。本發(fā)明提出了作為利用這種弱臨界磁場現(xiàn)象的新型邏輯電路而工作的陶瓷超導(dǎo)器件。
如圖2所示，陶瓷超導(dǎo)元件包含許多超導(dǎo)細(xì)粒的晶體，在各晶粒之間穿插有極細(xì)的絕緣體或電阻體，但這些晶粒間界由于在超導(dǎo)狀態(tài)下的隧道效應(yīng)表現(xiàn)出零電阻的狀態(tài)，其中各電子能自由移動(dòng)?；蛘?，各晶粒處于點(diǎn)接觸狀態(tài)。當(dāng)毗連的各晶體間界處于所謂弱耦合狀態(tài)的點(diǎn)接觸時(shí)就獲得超導(dǎo)狀態(tài)，而加上弱電場時(shí)，點(diǎn)接觸狀態(tài)遭破壞，于是就表現(xiàn)出磁阻。
換句話說，處于弱耦合狀態(tài)的多晶陶瓷超導(dǎo)體同樣也可以形成多個(gè)約瑟夫遜結(jié)121組成的鍵合體，如圖2中所示。
往這類超導(dǎo)器件上加磁場時(shí)，磁場的作用破壞了各約瑟夫遜結(jié)121的超導(dǎo)狀態(tài)，具體地說，由于施加弱磁場，因而破壞了超導(dǎo)的弱耦合狀態(tài)，從而使器件表現(xiàn)出電阻，而且該電阻值隨磁場強(qiáng)度的增加而增加。
從上述原理就可以知道，這種性能不取決于所加磁場的方向，因?yàn)楦骶Яｉg界的配置是無規(guī)則的，但系取決于磁場強(qiáng)度的絕對值。
本發(fā)明利用了陶瓷超導(dǎo)元件各晶粒間界處存在的弱耦合。本發(fā)明的器件具有三個(gè)平行或垂直于超導(dǎo)器件的導(dǎo)電狹條以便藉流過這些導(dǎo)電狹條的電流給陶瓷超導(dǎo)元件提供不同大小的磁場，從而使陶瓷超導(dǎo)元件在超導(dǎo)態(tài)與磁阻態(tài)之間變化。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，陶瓷超導(dǎo)元件由Y1Ba2Cu3O7-x、Bi1Sr1Ca1Cu2Ox或任何其它超導(dǎo)薄膜制成，且形成細(xì)長的圖形。各導(dǎo)流狹條系制成平行或垂直于陶瓷超導(dǎo)薄膜。
在上述陶瓷超導(dǎo)器件的另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)在單個(gè)襯底上的三個(gè)導(dǎo)電狹條可以由絕緣材料加以隔離的分層式結(jié)構(gòu)形成，也可以平行或垂直的配置方式并置著。
此外在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，各導(dǎo)電狹條與一個(gè)獨(dú)立的電流源連接。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的超導(dǎo)存儲(chǔ)器件包含一至少部分由具有易為磁場所影響的晶粒間界的陶瓷超導(dǎo)體制成的超導(dǎo)性環(huán)路，并用加到為進(jìn)行控制而設(shè)在所述陶瓷超導(dǎo)體附近的導(dǎo)電狹條的電流所產(chǎn)生的磁場來控制具有這種晶粒間界的陶瓷超導(dǎo)體的超導(dǎo)狀態(tài)。
在上述超導(dǎo)存儲(chǔ)器器件中，電源和信號檢測用的引線元件裝設(shè)的位置要使具有如上所述的晶粒間界的超導(dǎo)元件夾持在其間。在這種超導(dǎo)存儲(chǔ)器中，電流系加到設(shè)在陶瓷超導(dǎo)元件附近的導(dǎo)電狹條，以操縱磁場并進(jìn)行寫入操作和讀出及擦除操作，寫入操作是將磁通存儲(chǔ)在超導(dǎo)環(huán)路中，讀出和擦除操作則是從環(huán)路中釋放磁通。
以前在《電子技術(shù)》(第30卷，第2期，1988年出版于日本)中報(bào)道過，取決于各晶粒間界的狀態(tài)，施加極弱的磁場可以破壞陶瓷超導(dǎo)體的超導(dǎo)狀態(tài)，從而當(dāng)超導(dǎo)狀態(tài)遭破壞時(shí)電阻突然出現(xiàn)，而且當(dāng)磁場快速增加時(shí)，該阻值迅速增加。本發(fā)明將此性能應(yīng)用到作為存儲(chǔ)器件而工作的一超導(dǎo)環(huán)路的開關(guān)元件上。
從下面參照附圖連同一些最佳實(shí)施例所作的說明中可以理解本發(fā)明的上述和其它目的和特點(diǎn)，附圖中，相同的各部件用相同的編號表示，其中圖1是陶瓷超導(dǎo)元件中的磁阻相對于所加的磁場而變化的曲線;
圖2是陶瓷超導(dǎo)材料中所形成的電傳導(dǎo)路徑的示意圖;
圖3是應(yīng)用本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的陶瓷超導(dǎo)元件的一個(gè)邏輯器件的示意圖;
圖4和5是為分別執(zhí)行“隱含”邏輯和“等效”邏輯而施加磁場時(shí)陶瓷超導(dǎo)元件的情況變化的曲線;
圖6是在襯底上制造陶瓷超導(dǎo)元件的方法的示意圖;
圖7是往陶瓷超導(dǎo)元件加不同的電流時(shí);陶瓷超導(dǎo)元件中磁阻值相對于所施加磁場而變化的曲線;
圖8與圖3類似，但示出了其修改方案;
圖9a和9b與圖3類似，但示出了其另一些修改方案;
圖10是應(yīng)用本發(fā)明一最佳實(shí)施例的陶瓷超導(dǎo)元件的存儲(chǔ)器件的示意圖;
圖11a、11b和11c是流經(jīng)圖10的存儲(chǔ)器件的電流的示意圖;
圖12a、12b、12c和12d則是與圖10類似的一些視圖，但示出了其一些修改方案。
參看圖3，圖中示出了應(yīng)用本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的陶瓷超導(dǎo)元件的邏輯器件。
圖3中，編號2是個(gè)邏輯器件，該邏輯器件包括一個(gè)淀積在襯底3上的陶瓷超導(dǎo)元件4并呈一延伸在電流電極6a和6b之間的細(xì)長形狀。電流電極6a和6b分別與供流電極8a和8b相連接，供流電極8a和8b則反向延伸，以供應(yīng)流經(jīng)陶瓷超導(dǎo)元件4的電流。
沿陶瓷超導(dǎo)元件4在中間連接有電壓電極10a和10b，供在陶瓷超導(dǎo)元件4的各連接點(diǎn)之間獲取電壓降之用。
三個(gè)電極狹條12、14和16緊挨著且平行于陶瓷超導(dǎo)元件4延伸，用以通過控制流經(jīng)三個(gè)中的一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)電極狹條電流在陶瓷超導(dǎo)元件4中提供預(yù)定的不同大小的磁場。
為了使用圖3的邏輯器件執(zhí)行“隱含”邏輯，直流電流源18、20、22和24系分別連接到電極8a、12、14和16。直流電流源18、20和24是為在例如圖3中從左向右的方向供應(yīng)直流電流而設(shè)的，電流源22則是為在例如從右向左的方向供應(yīng)直流電流而設(shè)的。開關(guān)26插設(shè)在電流源22與電極14之間，開關(guān)28則插設(shè)在電流源24與電極16之間。
若將圖3中所示從左向右流動(dòng)的電流視為正方向，則直流電流I1、-I2和I3可從電流源20、22和24供到電極12、14和16上。磁場強(qiáng)度分別為H1、-H2和H3借助于電流I1、-I2和I3在陶瓷超導(dǎo)元件4上產(chǎn)生。
取決于各種因素，例如陶瓷超導(dǎo)元件4和電極12之間的距離以及流經(jīng)電極12的電流量，選取磁場強(qiáng)度，使其滿足以下不等式。
H1＞H0(1a)其中H0是陶瓷超導(dǎo)元件4的閾值場強(qiáng)。如圖4中所示的那樣，若陶瓷超導(dǎo)元件4中的場強(qiáng)在-H0與+H0之間，則陶瓷超導(dǎo)元件4保持超導(dǎo)狀態(tài);若陶瓷超導(dǎo)元件4中的場強(qiáng)增加到大于+H0或減少到小于-H0，則陶瓷超導(dǎo)元件4表現(xiàn)出磁阻狀態(tài)。因此當(dāng)將開關(guān)26和28斷開只供應(yīng)電流I1時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收磁場H1，促使元件4處于磁阻狀態(tài)。
以類似的方式，磁場強(qiáng)度H2系選取得使其滿足下列不等式｜H1-H2｜＜HO(1b)因此將開關(guān)26接通，將開關(guān)28斷開以便除供應(yīng)電流I1外還供應(yīng)電流-I2時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收如圖4所示下降到-H0與+H0之間的磁場H1-H2，促使元件4處于超導(dǎo)狀態(tài)。
此外選取磁場強(qiáng)度H3，使其滿足以下不等式H1-H2+H3＞0(1c)因此將開關(guān)26和28都接通以便除供應(yīng)電流I1外還供應(yīng)電流-I2和I3時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收如圖4所示大于閾值場強(qiáng)H0的磁場H1-H2+H3，促使元件4處于磁阻狀態(tài)。
此外將開關(guān)26切斷、開關(guān)28接通以便除供應(yīng)電流I1外還供應(yīng)電流I3時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收如圖4所示大于H0的磁場H1+H3，從而也促使元件4處于磁阻狀態(tài)。
從直流電流源18往陶瓷超導(dǎo)元件4加電流時(shí)，當(dāng)陶瓷超導(dǎo)元件4處于磁阻狀態(tài)時(shí)，電極10a與10b之間的元件4兩端會(huì)出現(xiàn)電壓降，而當(dāng)陶瓷超導(dǎo)元件4處于超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，則不會(huì)有電壓降。
因此若將電流的存在與否分別用“1”和“0”表示，將電壓的存在與否也分別用“1”和“0”表示，則獲得下列表C表C輸入電流輸出電壓I1I2I310a-10b1001110010111111從表C可以知道，輸入電流I2和I3以及電極10a與10b之間的輸出電壓對應(yīng)于“隱含”邏輯。
應(yīng)該指出的是，為滿足上面所示的不等式(1a)、(1b)、(1c)的條件，電流源20、22和24可以產(chǎn)生例如分別為10毫安、25毫安和40毫安的電流I1、-I2和I3。
為執(zhí)行“等效”邏輯，以直流電流源25代替直流電流源24，如圖3中的虛線所示，直流電流源24是為供應(yīng)從圖3中看起時(shí)系從右向左的直流電流而設(shè)的。
因此若將圖3中從左向右流動(dòng)的電流視為正向電流，則直流電流I1、-I2和-I4可從電流源20、22和25分別加到電極12、14和16上。借助于電流I1、-I2和-I4在陶瓷超導(dǎo)元件4上產(chǎn)生場強(qiáng)為H1、-H2和-H4的磁場。
和上面類似，磁場強(qiáng)度H1系選取得使其滿足下列不等式H1＞H0(2a)因此，將開關(guān)26和28斷開以便只供應(yīng)電流I1時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收磁場H1，促使元件4處在磁阻狀態(tài)，這從圖5可以了解到這一點(diǎn)。
磁場強(qiáng)度H2系選取得使其滿足以下不等式｜H1-H2｜＜0(2b)因此，將開關(guān)26接通而開關(guān)28斷開以便除供應(yīng)電流I1之外還供應(yīng)電流-I2時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收如圖5所示下降到-H0與+H0之間的磁場H1-H2，促使元件4處于超導(dǎo)狀態(tài)。
此外磁場強(qiáng)度H4系選取得使其滿足以下的不等式｜H1-H2-H4｜＞H0(2c)因此將開關(guān)26和28都接通，以便除供應(yīng)電流I1外還供應(yīng)電流-I2和-I4時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收如圖5所示大于閾值場強(qiáng)H0的磁場｜H1-H2-H4｜，促使元件4處于磁阻狀態(tài)。
此外將開關(guān)26斷開，但將開關(guān)28接通，以便除供應(yīng)電流I1之外還供應(yīng)電流I4時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件4接收如圖5所示下降到-H0與+H0之間的磁場H1-H4，促使元件4處于超導(dǎo)狀態(tài)。
于是若分別以“1”和“0”表示電流的有和無，分別以“1”和“0”表示電壓的有和無，則可以獲得下表D。
表D輸入電流輸出電壓I1I2I310a-10b1001110010101111從表D可以知道，輸入電流I2和I3以及電極10a和10b之間的輸出電壓對應(yīng)于“等效”邏輯。
應(yīng)該指出的是，為滿足上面所示的不等式(2a)、(2b)和(2c)的條件，電流源20、22和25可以產(chǎn)生例如分別為10毫安、25毫安和40毫安的電流I1、-I2和-I4。
為制造本發(fā)明中所用的那種陶瓷超導(dǎo)器件2，用如圖6所示設(shè)在薄膜制造設(shè)備Fa中的加熱器加熱由穩(wěn)定化過的氧化鋯制成的襯底3，使其保持在400℃的溫度。陶瓷材料是經(jīng)稱重以形成Y1Ba2Cu3O1-x的Y(NO3)3·6H2O、Ba(NO3)2、與Cu(NO3)2·3H2O的混合物的，將該混合物混合在硝酸鹽的溶液中，再用空氣噴霧器Sp噴到襯底3上，以便形成厚5微米的薄膜。因此可采用噴霧熱解法。然后將襯底和薄膜在950℃下烘焙60分鐘，這之后再在空氣中在500℃下退火10小時(shí)。至于由此形成的陶瓷超導(dǎo)薄膜的臨界溫度，電阻值從100°K開始下降，而在83°K下喪失其所有阻值。
其次，為將高溫陶瓷超導(dǎo)薄膜加工成寬50微米、長30毫米的超導(dǎo)元件4，將襯底3涂以光致抗蝕劑，并用普通的光刻法加工成細(xì)的狹條狀，從而在襯底3上形成超導(dǎo)元件4。這種陶瓷高溫超導(dǎo)元件不難在磷酸蝕刻劑中進(jìn)行加工。
下一步，為制造電極6a、6b、8a、8b、10a、10b、12、14和16，用光刻蝕法和剝離法由Ti淀積薄膜形成圖形，并制備圖3所示的陶瓷超導(dǎo)器件。
本發(fā)明中所使用的陶瓷超導(dǎo)器件2由于各點(diǎn)接觸和插設(shè)在各晶粒間界之間的絕緣層而形成弱耦合，因而可以認(rèn)為是約瑟夫遜效應(yīng)結(jié)的集合。至于如圖7所示的所加磁場和電阻之間的關(guān)系，當(dāng)加到處于超導(dǎo)狀態(tài)的陶瓷超導(dǎo)元件的磁場其強(qiáng)度超過閾值時(shí)會(huì)突然出現(xiàn)磁阻狀態(tài)，而且迅速增加。這個(gè)閾值的變化與流經(jīng)陶瓷超導(dǎo)元件的電流有關(guān)。
另一方面，往Ti薄膜制成的電極12上加10毫安電流時(shí)，可在50微米的距離處獲取0.4高斯的磁場。因此從圖7所示的超導(dǎo)材料的特性看，顯而易見，當(dāng)接收0.4高斯磁場的同時(shí)通過端子6a和6b往超導(dǎo)元件4上供2毫安恒定電流時(shí)，超導(dǎo)元件會(huì)顯示10毫歐的電阻，因而可獲得20微伏(10毫歐×2毫安)的輸出。
根據(jù)一個(gè)最佳實(shí)施例，圖3所示的陶瓷超導(dǎo)器件2是這樣配置的，使電極16與14之間、電極14與12之間、電極12與陶瓷超導(dǎo)元件4之間它們的中心距分別為50微米，各電極12、14和16的寬度為30微米，陶瓷超導(dǎo)元件4的寬度為50微米。
將上述結(jié)構(gòu)的陶瓷超導(dǎo)器件冷卻到低于83°K的溫度時(shí)，如果不往電極12、14和16上供電流以便使陶瓷超導(dǎo)元件4處沒有磁場，則即使通過電極8a和8b往陶瓷超導(dǎo)元件4上供電流也不會(huì)在電極10a與10b之間出現(xiàn)輸出電壓，因?yàn)樵诖饲闆r下，元件4保持處于超導(dǎo)狀態(tài)。但如果從電流源20往電極12上供應(yīng)10毫安的電流I1，則此電流所產(chǎn)生的磁場破壞了元件4的超導(dǎo)狀態(tài)，且產(chǎn)生磁阻。因此通過元件4供應(yīng)2毫安的恒定電流時(shí)，在電極10a與10b之間獲得20微伏的輸出。
應(yīng)該指出的是，根據(jù)如上所述的本發(fā)明，電流I1、I2和I3的值以及電極12、14、16和元件4的配置方式并不局限于上面所述，它們在數(shù)量和大小上可取任何其它值。舉例說，供到電極12、14和16上的電流I1、I2和I3可以使其恒定和彼此相等，而且各電極12、14和16的間距可以取得使它們滿足不等式(1a)、(1b)、和(1c)或不等式(2a)、(2b)和(2c)。
此外，上面所述的制造電極12、14和16的方法也不局限于上述的方法，其它方法例如濺射法、金屬有機(jī)物化學(xué)汽相淀積法或電子束蒸發(fā)技術(shù)等都可以采用，只要能獲得同樣的效果即可。特別是，電極12、14和16可用超導(dǎo)薄膜形成，在此情況下，它們可在制造超導(dǎo)元件4的同時(shí)形成，從而簡化了制造工藝。
另外，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人士都知道，盡管本發(fā)明中所使用的陶瓷高溫超導(dǎo)薄膜是Y1Ba2Cu3O7-x，另要各晶粒間界形成弱耦合，則采用其它高溫超導(dǎo)體也可以取得同樣的效果。
此外超導(dǎo)元件4和電極12、14和16在位置上的關(guān)系也不應(yīng)局限于上述就本實(shí)施例所述的那種形式。舉例說，其中一個(gè)電極，例如電極12可以在超導(dǎo)體4的對邊形成，如圖8中所示。此外若各電極12、14和16是一個(gè)在另一個(gè)的上方且其間插設(shè)有SiO2或聚酰亞胺樹脂的絕緣層，也可以取得同樣的效果。
另外，如圖9a中所示，為從不同的電流源20、22和24接收電流，可以只設(shè)一個(gè)電極30。在此情況下，設(shè)置了適當(dāng)?shù)亩O管以防電流流回電流源中。不然也可以如圖9b所示的那樣，設(shè)電極32，用以接收一個(gè)方向的電流，設(shè)置另一個(gè)電極34以接收其它方向的電流。
參看圖10，陶瓷超導(dǎo)存儲(chǔ)器件40有一襯底42，襯底42上淀積著一電極44。陶瓷超導(dǎo)元件46系淀積得平行并毗連電極44。陶瓷超導(dǎo)元件46的各相應(yīng)端與U形電極48電氣連接，從而使元件46和電極48在一起形成矩形的閉合環(huán)路。陶瓷超導(dǎo)元件46的各相應(yīng)端附近設(shè)有突出的電極48a和48b。根據(jù)本最佳實(shí)施例，電極48也是由超導(dǎo)元件制成，但即使加有磁場時(shí)也保持超導(dǎo)狀態(tài)。
電極44通過開關(guān)56連接到供應(yīng)電流Is的電流源52上，突出電極48a則通過開關(guān)54連接到供應(yīng)電流Ib的電流源50上。電流源50和52彼此互連起來，且由單個(gè)開關(guān)58加以轉(zhuǎn)換。
工作時(shí)，首先，陶瓷超導(dǎo)存儲(chǔ)器件40系使其保持在這樣一種狀態(tài)，即，使陶瓷超導(dǎo)元件46處于超導(dǎo)狀態(tài)。然后在斷開開關(guān)54和56的情況下接通開關(guān)58，而后接通開關(guān)54，以便在突出電極48a與48b之間供應(yīng)電流。這樣，如圖11a所示，1/2Ib流經(jīng)陶瓷超導(dǎo)元件46，同時(shí)大致相等的電流1/2Ib流經(jīng)電極48。
這之后，當(dāng)接通開關(guān)56時(shí)，電流Is流經(jīng)電極44，以便在陶瓷超導(dǎo)元件46提供大于閾值磁場HO的磁場。于是陶瓷超導(dǎo)元件46中產(chǎn)生有磁阻，以防電流流經(jīng)陶瓷超導(dǎo)元件46。因此如圖11b中所示，電流Ib大部分流經(jīng)電極48。
這之后，將開關(guān)58斷開時(shí)，電流源50和52同時(shí)處于不作用的狀態(tài)。于是電極44中沒有電流通過，因而也就不產(chǎn)生磁場，從而使陶瓷超導(dǎo)元件46恢復(fù)超導(dǎo)狀態(tài)。此外沒有電流加到電極48上。于是一直是流經(jīng)電極48的電流Ib為電極48和陶瓷超導(dǎo)元件46所形成的閉合環(huán)路所捕獲并在該環(huán)路中循環(huán)，如圖11c所示。
當(dāng)電流如圖11c所示那樣為該閉合環(huán)路所捕獲時(shí)，顯然象“1”之類的數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)在該閉合環(huán)路中，且無需電能就能維持在該閉合環(huán)路中。接通開關(guān)58可以將存儲(chǔ)器清零，以便給電極44供應(yīng)至少電流Is，從而使陶瓷超導(dǎo)元件46處于磁阻狀態(tài)，以中斷環(huán)路中的循環(huán)電流。
根據(jù)本最佳實(shí)施例，電極44與陶瓷超導(dǎo)元件46之間的中心距為50微米，電極44和元件46的寬度則分別取30微米和50微米。環(huán)路大致取方形，沿環(huán)路一個(gè)循環(huán)的距離約為300微米。使流經(jīng)電極44的電流Is等于約10毫安時(shí)，陶瓷超導(dǎo)元件46上就加有0.4高斯的磁場。在此情況下，若往陶瓷超導(dǎo)元件46上加2毫安(＝1/2Ib)的電流，則元件46中會(huì)產(chǎn)生10毫歐的阻值。
在一具體實(shí)例中，令I(lǐng)b等于4毫安，并在液氮中將超導(dǎo)存儲(chǔ)器件冷卻到77°K。陶瓷超導(dǎo)元件46處于超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，大約二分之一即2毫安的電流流經(jīng)元件46和電極48。令I(lǐng)s等于10毫安時(shí)，就有大約0.4高斯的磁場加到大約偏離50微米的陶瓷超導(dǎo)元件46上，從而在元件46中產(chǎn)生磁阻。斷開開關(guān)58而使電流為閉合環(huán)路所捕獲時(shí)，閉合環(huán)路中就流經(jīng)有大約4毫安的恒定電流，從而使該環(huán)路產(chǎn)生磁通以使存儲(chǔ)器件處于“寫”的狀態(tài)。環(huán)路中之所以流有恒定電流可以用兩個(gè)理由加以解釋，一是超導(dǎo)元件46恢復(fù)到超導(dǎo)狀態(tài)的時(shí)間短于電子流經(jīng)超導(dǎo)環(huán)路所需要的時(shí)間，二是確定著電子流動(dòng)的阻抗在環(huán)路中是小于在電源方向的。只要恒定電流流經(jīng)閉合環(huán)路，所寫入的各數(shù)據(jù)就保持下來。
從已寫入的存儲(chǔ)元件讀出是這樣進(jìn)行的以與寫入到超導(dǎo)環(huán)路相反的方向往電極48供應(yīng)電流，使部分超導(dǎo)元件46中的電流大于閾值電流Ic，或者用破壞性讀出的方法進(jìn)行，即往電極44上供應(yīng)電流，使得陶瓷超導(dǎo)元件46上加有大于閾值磁場HO的磁場，因而使加電流所形成的電阻斷開恒定電流，從而在該過渡過程的瞬間產(chǎn)生脈沖電壓。用這個(gè)脈沖電壓進(jìn)行讀出。
要將寫入狀態(tài)轉(zhuǎn)換成擦除狀態(tài)，只需要在上述方法的超導(dǎo)元件46中產(chǎn)生電阻即可。
在上述實(shí)施例中，超導(dǎo)元件46和48可由濺射法、金屬有機(jī)物化學(xué)汽相淀積法或電子束蒸發(fā)法制成的陶瓷超導(dǎo)薄膜形成，且可以通過使電極各桿部的圖形更細(xì)的方法降低閾值電流Ic和閾值磁場HO。此外超導(dǎo)元件46和48還可以分開加工制成。另外調(diào)節(jié)線寬，則不僅使超導(dǎo)元件46和48而且使電極44也可用同樣的超導(dǎo)薄膜形成。
參看圖12a，該圖示出了超導(dǎo)存儲(chǔ)器件的第一個(gè)修改方案，其中超導(dǎo)元件50中可增設(shè)一個(gè)直徑收縮的部件，其目的是提高該元件的電流密度，從而提高磁場的靈敏度。
參看圖12b，圖12b示出了第二個(gè)修改方案，其中供應(yīng)電流Is用的電極52與其間帶有適當(dāng)絕緣層(例如SiO2)或有機(jī)絕緣層(例如聚酰亞胺樹脂)的電極48相交。用這種結(jié)構(gòu)可以縮小制造器件用的面積。
參看圖12c和12d，圖中示出了任何提高施加磁場的效率的其它可能修改方案。
此外，形成超導(dǎo)環(huán)路的陶瓷超導(dǎo)元件46必須由晶粒間界磁靈敏度高的陶瓷超導(dǎo)元件構(gòu)成;其它各部分可包含任何其它超導(dǎo)材料，例如HO高且不具有弱耦合晶粒間界的超導(dǎo)層，或這些薄層的疊層結(jié)構(gòu)。再者，若該環(huán)路實(shí)質(zhì)上由這些通常處于超導(dǎo)狀態(tài)的部分構(gòu)成，則通過縮短磁場所控制的超導(dǎo)部分或通過將電源的各突出電極48a和48b靠近超導(dǎo)電極48的垂直延伸部分安置，可以使寫入過程更有把握，因?yàn)閷懭霐?shù)據(jù)時(shí)，超導(dǎo)部分產(chǎn)生存儲(chǔ)在環(huán)路中的磁通。
讀出方法并不局限于上述破壞性讀出法，其它方法也可以采用，例如采用磁光效應(yīng)薄膜的光讀出法，或者也可以采用精致的磁傳感器矩陣。
本發(fā)明利用了超導(dǎo)性的性能，但不采用一般方法極難以制造的極薄絕緣薄膜的約瑟夫遜器件。因此本發(fā)明的陶瓷超導(dǎo)元件由于應(yīng)用了易于在陶瓷超導(dǎo)元件晶粒間界形成的超導(dǎo)元件的弱耦合磁阻效應(yīng)，因而容易制造。所以本發(fā)明的器件的抗噪性能好，輸入和輸出用的電源極其實(shí)用，而且使用起來不困難。
雖然本發(fā)明已結(jié)合其一些最佳實(shí)施例參照各附圖全面加以說明了，但應(yīng)該指出的是，對熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人士來說，對上述實(shí)施例是可進(jìn)行各種更改和修改的。在不脫離本發(fā)明在本說明書所附的權(quán)利要求書中所述的范圍的前提下，這些更改和修改應(yīng)理解為包括在本發(fā)明的該范圍中。
權(quán)利要求
1.一種邏輯器件，其特征在于，它包括一陶瓷超導(dǎo)元件(4)，具有磁阻特性；和三個(gè)電極(12，14，16)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件配置，且構(gòu)成得使往所述三個(gè)電極電的一個(gè)電極加電流時(shí)在所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上通?？偧佑幸淮笥陂撝荡艌?Ho)的磁場，其它電極(14、16)則用以增加或減小磁場。
2.一種“隱含”邏輯器件，其特征在于，該器件包括一襯底(3);一陶瓷超導(dǎo)元件(4)，淀積在所述襯底上，具有磁阻特性;第一電極(12)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)配置，用于通過陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第一電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件(4)提供第一磁場(H1);第二電極(14)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)配置，用以通過所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第二電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件(4)提供第二磁場(-H2);第三電極(16)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)配置，用以通過陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第三電流時(shí)給陶瓷超導(dǎo)元件(4)提供第三磁場(H3);因此當(dāng)存在所述第一磁場(H1)時(shí)，就使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于磁阻狀態(tài)，當(dāng)存在所述第一和第二磁場(H1-H2)時(shí)，就使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于超導(dǎo)狀態(tài)，當(dāng)存在所述第一和第三磁場(H1+H3)時(shí)，就使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于所述磁阻狀態(tài)，當(dāng)存在所述第一、第二和第三磁場(H1-H2+H3)時(shí)，就使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于所述磁阻狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的“隱含”邏輯器件，其特征在于，它還包括第一電流源(20)，用以將所述第一電流加到所述第一電極(12)上;第二電流源(22)，用以將所述第二電流通過第一開關(guān)裝置(26)加到所述第二電極(14)上;和第三電流源(24)，用以將所述第三電流通過第二開關(guān)裝置(28)加到所述第三電極(16)上。
4.如權(quán)利要求2所述的“隱含”邏輯器件，其特征在于，它包括一第四電流源(18)，用以將一預(yù)定值的電流加到所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上，以便處于所述超導(dǎo)狀態(tài)時(shí)，在所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)兩端產(chǎn)生電壓。
5.一種“等效”邏輯器件，其特征在于，它包括一襯底(3);一陶瓷超導(dǎo)元件(4)，淀積在所述襯底上，具有磁阻特性;第一電極(12)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)配置，用以通過所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第一電流時(shí)給所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)提供第一磁場(H1);第二電極(14)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)配置，用以通過所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第二電流時(shí)給所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)提供第二磁場(-H2);第三電極(16)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)配置，用以通過所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第三電流時(shí)給所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)提供第三磁場(-H4);因此當(dāng)存在在所述第一磁場(H1)時(shí)，就使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于磁阻狀態(tài)，當(dāng)存在所述第一和第二磁場(H1-H2)時(shí)，或當(dāng)存在所述第一和第三磁場(H1-H4)時(shí)，就使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于超導(dǎo)狀態(tài)，當(dāng)存在所述第一、第二和第三磁場(H1-H2-H4)時(shí)，就使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于所述磁阻狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的“等效”邏輯器件，其特征在于，它還包括第一電流源(20)，用以將所述第一電流加到所述第一電極(12)上;第二電流源(27)，用以將所述第二電流通過第一開關(guān)裝置(26)加到所述第二電極(14)上;和第三電流源(25)，用以將所述第三電流通過第二開關(guān)裝置(28)加到所述第三電極(16)上。
7.如權(quán)利要求5所述的“等效”邏輯器件，其特征在于，它還包括第四電流源(18)，用以將一預(yù)定值的電流加到所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上，以便處于所述磁阻狀態(tài)時(shí)，在所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)兩端產(chǎn)生電壓。
8.一種制造“隱含”邏輯器件的方法，其特征在于，該方法包括下列工序在預(yù)定溫度下冷卻具磁阻特性的陶瓷超導(dǎo)元件(4)，使其處于超導(dǎo)狀態(tài);往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)加上預(yù)定值的電流;往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上加大于閾值磁場(H0)的第一磁場(H1)，使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于磁阻狀態(tài);除加上所述第一磁場(H1)外，還往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第二磁場(-H2)，以抗衡第一磁場(H1)，從而使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于超導(dǎo)狀態(tài);除加上所述第一磁場(H1)外，還往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)加第三磁場(H3)，以使所加的磁場保持大于所述閾值磁場(H0)，從而使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于磁阻狀態(tài);和除加上所述第一磁場(H1)外，還往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上同時(shí)加所述第二和第三磁場(-H2)、(H3)，使所加的磁場大于所述閾值磁場(H0)，從而使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于所述磁阻狀態(tài)。
9.一種制造“等效”邏輯器件的方法，其特征在于，該方法包括下列工序在預(yù)定溫度下冷卻具磁阻特性的陶瓷超導(dǎo)元件(4)，使其處于超導(dǎo)狀態(tài);往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上加上預(yù)定值的電流;往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上加大于閾值磁場(H0)的第一磁場(H1)，使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于磁阻狀態(tài);
除加上所述第一磁場(H1)外，還往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上加第二磁場(-H2)，以抗衡第一磁場(H1)，從而使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于超導(dǎo)狀態(tài);除加上所述第一磁場(H1)外，還往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上同時(shí)加所述第二和第三磁場(-H4)，以抗衡第一磁場(H1)，從而使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于所述超導(dǎo)狀態(tài);和除加上所述第一磁場(H1)外，還往所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)上同時(shí)加上所述第二和第三磁場(-H2)、(-H4)、使所加磁場保持大于所述閾值磁場(H0)的絕對值，從而使所述陶瓷超導(dǎo)元件(4)處于所述磁阻狀態(tài)。
10.一種存儲(chǔ)器件，其特征在于，它包括一超導(dǎo)環(huán)路(46，48)，其至少一部分由具有晶粒間界的陶瓷超導(dǎo)元件(46)形成;和一電極(44)，設(shè)在所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)附近;因此流經(jīng)所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)以外的所述超導(dǎo)環(huán)路的一部分(48)的電流可以通過控制流經(jīng)所述電極(44)的電流所產(chǎn)生的磁場使其被捕獲在所述超導(dǎo)環(huán)路中。
11.一種存儲(chǔ)器件，其特征在于，它包括一襯底42;一陶瓷超導(dǎo)元件(46)，淀積在所述襯底上，具有磁阻特性;第一電極(44)，毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)配置，用以給所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)提供大于閾值磁場(H0)的磁場(H1)，使得通過所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)加電流時(shí)，使所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)處于磁阻狀態(tài);第二電極(48)，其各相應(yīng)端分別與所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)的各相應(yīng)端相連接，使所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)與所述第二電極(48)形成一個(gè)閉合環(huán)路;因此往所述第二電極(48)毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)其中一端的第一部分(48a)與所述第二電極(48)毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)的另一端的第二部分(48b)之間加第一電流(Ib)時(shí)，所述第一電流部分流經(jīng)所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)，部分流經(jīng)所述第二電極(48)，然后通過所述第一電極(44)加第二電流(Is)時(shí)，所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)呈磁阻狀態(tài)，使所述第一電流(Ib)大部分流經(jīng)所述第二電極(48)，這之后，同時(shí)切斷所述第一和第二電流(Ib)、(Is)時(shí)，所述第一電流(Ib)就被捕獲在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的所述閉合環(huán)路中。
12.如權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器件，其特征在于，它還包括第一電流源(50)，通過第一開關(guān)裝置(54)連接到所述第二電極(48)，用以提供所述第一電流(Ib);第二電流源(52)，通過第二開關(guān)裝置(56)連接到所述第一電極(44)上，用以提供所述第二電流(Is);和一截止裝置(58)，用以同時(shí)截止所述第一和第二電流源(50)、(52)。
13.一種制造存儲(chǔ)器件的方法，其特征在于，該方法包括下列工序在一預(yù)定溫度下冷卻具磁阻特性的陶瓷超導(dǎo)元件(46)，使其處于超導(dǎo)狀態(tài);用一個(gè)電極(48)將所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)的各相應(yīng)端連接起來以形成一閉合環(huán)路;往所述第二電極(48)毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)的其中一端的第一部分(48a)與所述第二電極(48)毗鄰所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)的另一端的第二部分(48b)之間加第一電流(Ib)，從而使所述第一電流部分流經(jīng)所述所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)，部分流經(jīng)所述第二電極(48);往所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)加大于一閾值磁場(H0)的磁場(H1)，使所述陶瓷超導(dǎo)元件(46)處于磁阻狀態(tài)，從而使所述第一電流(Ib)大部分流經(jīng)所述第二電極(48);同時(shí)除去所述第一電流(Ib)和所述第一磁場(H1)，以便將所述第一電流(Ib)捕獲在所述存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閉合環(huán)路中。
全文摘要
一邏輯器件包括一具磁阻特性的陶瓷超導(dǎo)元件(4)和三個(gè)毗鄰(4)配置的電極(12，14，16)，其中一個(gè)電極加電流時(shí)，元件(4)上通?？偧佑写笥谝婚撝荡艌?Ho)的磁場，電極(14，16)則用以增減磁場。一存儲(chǔ)器件包括一超導(dǎo)環(huán)路(46，48)和一電極(44)，超導(dǎo)環(huán)路的至少一部分由具有晶粒間界的陶瓷超導(dǎo)元件(46)構(gòu)成，電極(44)設(shè)在元件(46)附近，使流經(jīng)元件(46)外的所述環(huán)路的一部分(48)電流可由控制流經(jīng)電極(44)的電流產(chǎn)生的磁場使其被捕獲在所述環(huán)路中。
文檔編號H01L39/18GK1039154SQ89104039
公開日1990年1月24日 申請日期1989年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月16日
發(fā)明者野島秀雄, 片岡照榮, 橋爪信郎, 土本修平, 森末道忠 申請人:夏普公司, 森末道忠