Techniklexikon

Kryospeicher

Griech. Kryo, Eis. Digitaler Speicher, dessen Speicherelemente aus Josephson Übergän gen (Josephson-Effekt) bestehen. Ein derartiges Speicherelement hat eine wie im Bild b dargestellte Kennlinie. Diese Kennlinie ist in zwei getrennte Bereiche aufgeteilt, die unterschiedliche Betriebs-zustände charakterisieren. Der Bereich entspricht dem Fall des supraleitenden Zu-stands des Übergangs; es fließt ein Strom I < Anax ohne Spannungsabfall über das Jo-sephson-Element (Tunnelstrom von Cooper-Paaren). Übersteigt der Strom den Wert Anax, so wird der Bereich II der Kennlinie gültig; der supraleitende Zustand des Übergangs verschwindet, und es fließt ein normaler Tunnelstrom, der nicht mehr von Elektronenpaaren, sondern von einzelnen Elektronen getragen wird. Dieser Zustand bleibt auch bei Senkung des Stroms unter max bis zu einem Wert min erhalten. Durch einen Stromfluß in der Steuerleitung des Speicherelements läßt sich ein Magnetfeld erzeugen, mit dem miX auf imax 3 reduziert wird und der Josephson-Kontakt vom supraleitenden in den widerstandsbehafteten Zustand übergeht, wenn max 3 < I < max. Diesen unterschiedlichen, stabilen Zuständen kann man die binären Zustände 0 und 1 (Dualzahl) zuordnen. Da die Umschaltung sehr schnell erfolgt (einige Pikosekun-den bis zu einigen 10 ps), eignen sich diese Speicherzellen zum Aufbau sehr schneller Speicher, der K. Der Nachteil derartig aufgebauter Speicher und ganzer Rechner auf der Basis von Jo-sephson-Elementen liegt in dem hohen Aufwand für die notwendige Kühlung; es wird überwiegend flüssiges Helium (4, 2 K) zur Kühlung eingesetzt.