Tunable low-threshold superconducting bistable memory switch
Yuanyu WANG, Yaqiang Chai, OUYANG Penghui +1 more
为解决传统双稳态开关在低功耗、高灵敏度和可编程性等方面所遇到的经典物理限制瓶颈, 本文利用欠阻尼约瑟夫森结系统中特有的宏观量子效应, 研制了一种基于直流超导量子干涉器件 (direct currentsuperconducting quantum interference device, DC-SQUID) 构型的、具有可调极低阈值的超导双稳态记忆开关. 两个双稳、非易失性记忆的超导宏观量子态 (分别对应于器件的 “开”、“关” 状态) 之间的切换, 可通过外部磁通连续调节其极低的阈值电流来实现. 采用斜角度电子束蒸发镀膜和激光直写光刻技术, 我们制备了基于 Al/AlOx/Al 结的欠阻尼 DC-SQUID 器件. 在 50mK 极低温条件下, 实验验证了其 I-V 曲线的回滞特性, 并展示了其完整的打开-记忆-复位的双稳态开关功能及其低阈值可调性. 经过重复 10,000 次双稳宏观量子态的开、关跳变测试发现, 在最优阈值处开关触发的平均错误率仅为 6.08 %, 其打开-记忆-复位功能具有高稳定性和可重复性.本文所研制的可调低阈值超导双稳态开关器件, 有望在可编程量子信息存储和超导量子计算等低功耗领域的研究发挥重要作用.
Chinese Science Bulletin (Chinese Version)•Feb 27, 2026•0 citations