طراحی و ساخت نمونه ای جدید از دیود سالیتانی با ترمینالهای بایاسینگ بهینه

دیود سالیتانی، یک قطعه ی الکترونیک ابررسانایی است که در حال حاضر 9 پایانه دارد. در این پروژه ساختارهایی برای جای گزینی دیود سالیتانی معمولی ارائه شده است که ضمن حفظ ویژگی های اصلی آن، پایانه های کمتر و طراحی بهینه تری داشته باشد. با توجه به میدان هایی که بایاس می تواند بسازد، پنج ساختار پیشنهاد شد. برای یافتن تغییرات فاز پیوند بلند جوزفسون، به عنوان ساختمان اصلی دیود سالیتانی، بررسی معادله ی ساین-گوردن در این پروژه انجام گرفته است. از آنجا که حل تحلیلی کاملی برای این معادله وجود ندارد، شبیه سازی آن به کمک حل عددی انجام شده است. بررسی تغییرات فاز، میدان مغناطیسی و رسم منحنی مشخصه ی i-v در ناحیه ی کاری مستقیم و معکوس برای ساختارهای پیشنهادی، با این شبیه ساز انجام و با نمونه ی معمولی دیود مقایسه شده است. پس از تحلیل ها و شبیه سازی های مختلف، مشخص شد، ساختار پیشنهادی که فقط دو پایانه ی جریان بایاس دارد، به عنوان دیود سالیتانی تنها می تواند در یک ناحیه ی کاری عمل کند. اما سه ساختار دیگر که علاوه بر داشتن پایانه های بایاس، جریان کنترل نیز به آن اعمال می شود، در هر دو ناحیه ی کاری قابل استفاده است. از میان ساختارهای ارائه شده، چهارمین ساختار که کنترل آن به کناره های یک الکترود و نیز به محل پایانه ی بایاس همان الکترود اعمال می شود و قابلیت تغییر ناحیه ی گذار دارد، به لحاظ شباهت رفتاری با دیود معمولی و داشتن درجه ی آزادی مناسب در زمینه ی ابعاد، برای ساخت با تکنولوژی نایوبیوم-سرب انتخاب شد.