CC BY
0ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ
Шуравин Н.С. 1, Карелина Л.Н. 1, Тарасова И.Е. 1,29 Ионин А.С. 1,2, Разорёнов
Ф.А. 12, Больгинов В.В. 1
1 Институт физики твёрдого тела им. Ю.А. Осипьяна Российской академии наук,
Черноголовка, Россия, bolg@issp.ac.ru 2Московский физико-технический институт (национальный исследовательский
университет), Долгопрудный, Россия
В настоящий момент сверхпроводящие квантовые интерферометры (СКВИД) широко применяются в практических целях. Ранее было показано, что такие объекты могут быть полезны для реализации сверхпроводящих нейронных сетей, поскольку способны выполнять нелинейное преобразование входного сигнала (магнитного потока) посредством сигмоидальной [1] или гауссовой [2] зависимости. Для наилучшего совпадения реальной передаточной функции такого устройства с «целевой» необходим тщательный подбор индуктивностей их элементов [1, 3]. Поэтому создание интерферометров с заранее заданными свойствами требует численного моделирования их свойств в процессе проектирования. Одним из наиболее доступных инструментов для российских разработчиков является программа wxLL [4], выполняющая решение уравнений Максвелла и Лондонов для нахождения распределения векторного потенциала и энергии системы индуктивных сверхпроводящих линий.
В данной работе сравниваются результаты экспериментального исследования двухконтактных интерферометров различных конфигураций и моделирование их дизайнов в программе wxLL. Изучавшиеся интерферометры отличались формой и длиной сверхпроводящей петли. Предметом исследования была точность прогнозирования индуктивностей элементов интерферометров при использовании программы wxLL. При проведении эксперимента, определялись собственные индуктивности структур, а также их связь (взаимная индуктивность) с контрольной линией. В ходе моделирования были рассчитаны погонные собственные и взаимные индуктивности бесконечных полосковых линий, поперечные сечения которых соответствовали экспериментально изученным образцам. Расхождение расчетных и экспериментальных значений составило менее 1%. Полученные данные говорят о высоком потенциале программы wxLL для высокоточного проектирования сверхпроводящих интерферометров. Работа проводились при поддержке гранта РНФ № 23-72-00053. Изготовление образцов выполнено с использованием уникальной научной установки «Криоинтеграл» (УНУ № 352529) Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН.
Литература
1. Ионин А.С., Шуравин Н.С., Карелина Л.Н. [и др.] // ЖЭТФ. - 2023. - Т. 164. - № 6(12).
- С. 1008.
2. Ионин А.С., Карелина Л.Н., Шуравин Н.С. [и др.] // Письма в ЖЭТФ. - 2023. - Т. 118.
- № 10. - С. 761-768.
3. Soloviev I.I., Schegolev A.E., Klenov N.V. [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2018. -
Vol. 124. - P. 152113.
4. Khapaev M.M. // Superconductor Science and Technology. - 1996. - Vol. 9. - № 9. - P. 729733.
