高温超伝導エレクトロニクス応用デバイスの研究

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本研究は平成元年度より継続の研究であり、(1)高温超伝導LSI配線の実用化を目指して精密な測定と理論的な考案による評価を行い、さらに(2)遅延線を用いたアナログ機能デバイスのための基礎実験、また(3)新しいデジタル機能デバイスの提案を行うこと等を目的とし、下記のとおりの成果を得た。(1)YBCO膜LSI配線の実験と評価ーーMgO基板とSTO基板上にスパッタリングによって薄膜のストリップ線路を作り減蓑特性の測定や理論計算さらにはパルス応答のシミュレ-ションにより配線としての評価を行った。特にMgO基板やSTO基板を用いる限り、その誘電体損失が大きく高温超伝導体の本来の特徴を生かすことが出来ないことを示した。(2)遅延線応用デバイスの基礎研究ーー高温超伝導受動素子の応用開発の基礎研究としてAl_2O_3基板に直接YBCOスパッタリング薄膜を作成した。臨界温度が60K付近でかなり低温であるが一応超伝導特性が得られた。今後は膜の性質や特性の向上をはかる必要がある。(3)高温超伝導新機能デバイスの提案と評価ーージョセフソンファジィプロセッサの提案を行い、特にその中の新しいディファジィ回路を考案した。シミュレ-ションの結果、動作マ-ジンは大きくまた推論速度も1.67GFLIPSと超高速が期待できることを示した。またジョセフソンシストリックアレイの提案を行いシミュレ-ションによりその動作を確認した。なお、高温超伝導ジョセフソン素子の製作に関しては今後のより一層の研究が必要とされる。