Podrobno

Numerično modeliranje superprevodnih preklopnih elementov
ID Zorec, Jan (Avtor), ID Lipovšek, Benjamin (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,03 MB)
MD5: 9792038B003A10DF31B162B6A7A2F7F7

Izvleček
V diplomski nalogi je predstavljeno raziskovalno delo na numeričnem modeliranju superprevodne preklopne naprave nanokriotron (nTron), ki bi s svojimi lastnostmi predstavljal rešitev za nadzorovanje nizkotemperaturnega spominskega elementa tipa CCM (ang. charge configuration memory). Glavni problem, ki ga želimo rešiti, je namreč izredno hitro preklapljanje med stanji tega elementa pri zelo nizkih temperaturah (~4K) z električnimi pulzi sorazmerno visoke amplitude (~500mV). To dosežemo z manipulacijo lastnosti vzporedno vezanega nTron-a, ki je narejen iz superprevodnega materiala NbTiN (Niobij titanov nitrid). Te so njegova kritična temperatura in njegova kritična gostota toka. S preseganjem teh dveh vrednosti lahko material spravimo iz superprevodnega stanja v normalno stanje. Preklop povzroči napetostni padec na nTron-u in povzroči, da del električnega toka, ki je prej tekel samo skozi nTron, steče tudi skozi CCM. S tem mehanizmom preklapljamo med stanjem visoke in nizke upornosti na CCM-ju. Takšno vezje predstavlja tako imenovano pomnilniško celico paralelotron (pTron). Za dokaz zgoraj opisanega delovanja nTron-a smo uporabili programsko orodje COMSOL, v katerem smo simulirali prehod nTron-a iz superprevodnega v normalno stanje. To smo naredili z uporabo različnih vrednosti električnih tokov, dokler ni bil prekoračen kritični tok v zoženju in kanalu, kar je sprožilo lokalno spremembo v normalno stanje. Gretja zoženja se ni prikazalo, se pa je uspešno spremenil del kanala v normalno stanje. Na podlagi simulacije se pričakuje nadaljnjo raziskovalno delo, ki bi prikazalo simulacijo celotnega paralelotrona.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:nanokriotron, NbTiN, COMSOL, superprevodnik
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-171958 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:249288707 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:04.09.2025
Število ogledov:131
Število prenosov:16
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Numerical modelling of superconducting switching elements
Izvleček:
The thesis presents research work on numerical modeling of a superconducting switching device called nanocryotron (nTron), whose properties could represent a solution for controlling the charge configuration memory module (CCM). The main problem, which we would like to solve, is extremly fast switching between the read and write state of the CCM at very low teperatures (~4K) with electrical pulses of quite high amplitude (~ 500mV). By connecting an nTron made of NbTiN (niobium titanum nitride) in paralell with the CCM we can manipulate its superconducting properties to achive effective switching and current amplification. The properties in question are the critical current denisty and critical temperature. By exceeding them we change the material's state from superconducting to normal. The change causes a voltage drop on the nTron and causes part of the electrical current to flow throug the CCM. In doing so we are switching between its states of high and low electrical resistivity. This circuit creates a memory cell called paralelotron (pTron). To prove the above mentioned working principle of the nTron we used the COMSOL software, where we simulated the nTron's change from the superconducting state to the normal state. We achieved this by using different values of electrical current until we exceeded the critical current density in the choke and locally changed the state to normal. We didn't notice any heating of the choke, but we had success with changing part of the channel to the normal state. Based on the results of the simulation we expect further simulations to prove the working principle of the pTron.

Ključne besede:nanocryotron, NbTiN, COMSOL, superconductor

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj