ملخص
سيقوم هذا المشروع التجريبي في مجال الإلكترونيات السبينية فائقة التوصيل بدراسة عزم الدوران في تقاطعات جوزيفسون فائقة التوصيل المغناطيسية.
تم اقتراح أجهزة كمبيوتر فائقة التوصيل تعمل عند 4.2K لحل مشاكل استخدام الطاقة عن طريق الحوسبة واسعة النطاق، كمكونات لجهاز كمبيوتر عصبي وللتفاعل بين مشغل الكمبيوتر الكمي عند درجات حرارة ملي كلفن والإلكترونيات التقليدية في درجة حرارة الغرفة. في حين أن تقنية تنفيذ المنطق في مثل هذا الكمبيوتر 4.2K راسخة، إلا أنه لا توجد حتى الآن تقنية مناسبة لتنفيذ الذاكرة المبردة خارج السجلات. يهدف هذا المشروع إلى تلبية هذه الحاجة من خلال تطوير الفيزياء والمواد اللازمة لتنفيذ تقنيات الذاكرة القائمة على تقاطعات جوزيفسون المغناطيسية.
تجمع ذاكرة جوزيفسون القائمة على الوصلات المغناطيسية الحديدية بين إمكانيات التخزين المغناطيسي لخلية ذاكرة الوصول العشوائي التقليدية المقاومة للمغناطيس مع الطبيعة الأقل تبديدًا للموصلات الفائقة. كما هو الحال مع الجيل الأول من تصميمات MRAM، تعتمد تصميماتنا الأولية لوصلات جوزيفسون المغناطيسية الحديدية على مجال مطبق لتعيين حالة الوصلة1–3. في خلية MRAM الحديثة، يتم ضبط الحالة عن طريق الاستفادة من عزم دوران نقل الدوران أو عزم الدوران في مدار الدوران لتغيير الحالة المغناطيسية كهربائيًا. حتى الآن، لم يتم اتخاذ خطوة معادلة مع نظيراتها من الوصلات فائقة التوصيل.
سيناسب هذا المشروع الطالب الذي يتمتع بخلفية قوية في فيزياء المواد المكثفة أو فيزياء المواد ويتمتع بمهارات تجريبية ممتازة. سوف يكتسب الطالب الناجح خبرة في تقنيات ترسيب الأغشية الرقيقة، وتصنيع الأجهزة الدقيقة والنانوية، وقياسات درجات الحرارة المنخفضة بالإضافة إلى المعرفة العميقة بالمجال سريع النمو للإلكترونيات السبينية فائقة التوصيل.
1. Satchell, N. et al. وصلات جوزيفسون ذات الصمام الدوار مع تباين مغناطيسي عمودي للذاكرة المبردة. تطبيق. فيز. ليت. 116، 022601 (2020).
2. بيل، سي، بورنيل، جي، ليونج، سي.-دبليو، تارت، إي جيه وبلامير، إم جي سبين فالف جوزيفسون جانكشنز. IEEE Trans. تطبيق Supercond. 15، 908–911 (2005).
3. Baek, B., Rippard, W. H., Benz, S. P., Russek, S. E. & Dresselhaus, P. D. جهاز ذاكرة هجين فائق التوصيل مغناطيسي باستخدام معلمات ترتيب متنافسة. نات. كوميون. 5، 3888 (2014).
