Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 16: Anwendungen der HTSL: Hochfrequenz und Elektronik

TT 16.2: Hauptvortrag

Donnerstag, 25. März 1999, 10:30–11:00, F1

Messung der Fehlerrate von digitalen Einzelflußquantenschaltungen mit Hochtemperatursupraleitern — •B. Ruck¹, Y. Chong², R. Dittmann¹, B. Oelze¹, W. Booij³, E. Sodtke¹ und M. Siegel¹ — ¹Institut für Schicht- und Ionentechnik, Forschungszentrum Jülich GmbH, 52425 Jülich — ²Department of Physics, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea — ³Device Materials Group, Department of Materials Science, University of Cambridge, Cambridge CB3 3QZ, United Kingdom

Die Verwendung der schnellen Einzelflußquanten-Logik (RSFQ) erlaubt die Herstellung digitaler Schaltungen mit sehr hohen Taktfrequenzen bei im Vergleich zu Halbleiterschaltungen sehr geringer Verlustleistung [1]. Verbunden mit der geringen Umschaltenergie ist allerdings ein mögliches erhöhtes Auftreten von Fehlschaltvorgängen, daß durch thermisches Rauschen bedingt ist. Dadurch können im Betrieb bei höheren Temperaturen, wie er durch die Hochtemperatursupraleiter möglich wird, verstärkt Fehlschaltvorgänge auftreten. Es wurden erstmals Untersuchungen zur Fehlerrate bei HTSL-Schaltungen durchgeführt. Dabei wurden zwei Fälle untersucht. Zum einen wurde gemessen, wie lange ein Flußquant statisch gespeichert wird. Andererseits wurde bei zwei in Serie geschalteten Josephson-Kontakten, die das typische Schaltelement in RSFQ-Schaltungen darstellen, experimentell überprüft, mit welcher Sicherheit der richtige Kontakt schaltet. Zur hochfrequenten Messung wurde eine solche Struktur in einen Ringoszillator eingebunden. Dabei wurden Fehlerraten kleiner als 10⁻¹¹ bei einer Frequenz von 1.0 GHz erreicht.

[1] K. K. Likharev, V. K. Semenov, IEEE Trans. Appl. Supercond. 1, 3 (1991)