طراحي و شبيه‌سازي ديود ساليتاني مبتني بر پيوند جوزفسون گسسته

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

ديود ساليتاني يك افزاره ابررساناي جوزفسوني است. در اين افزاره ساليتان ها و آنتي‌‌ساليتان‌ها نقش حامل هاي الكتريكي را بر عهده دارند و بر حسب تعداد، سرعت و جهت حركت آنها در طول پيوند جوزفسون، نقطه كار ديود ساليتاني تعيين مي شود. در اين مقاله ديود ساليتاني مبتني بر پيوند جوزفسون گسسته پيشنهاد و با طراحي يك ديود ساليتاني گسسته پديده يكسوسازي مشاهده شده است. به اين منظور ابتدا رفتار حامل ها در يك پيوند گسسته مورد بررسي قرار گرفته و سپس افزاره پيشنهادي بر اساس معادله سينوسي گوردن گسسته مدلسازي و طبق آن پارامترهاي طراحي پيوند تعيين مي شود. با بررسي روابط حاكم بر پيوندهاي جوزفسون نشان داده مي شود كه كمينه ميدان مغناطيسي لازم براي توليد حامل و نيز ابعاد قطعات گسسته نسبت به قطعات پيوسته متناظر تا چندين برابر كاهش دارد. همچنين نتايج شبيه سازي ها نشان ميدهد كه با توجه به قابليت تنظيم مشخصه ديود بر اساس طراحي پارامتر گسستگي و همچنين سادگي ساخت افزاره هاي پيچيده مبتني بر پيوند گسسته، اين ساختار مي تواند براي استفاده در ادوات الكترونيك ابررسانايي مانند ترانزيستور ساليتاني و فرستنده فركانس بالاي ابررسانا پيشنهاد ‌شود.

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.