[发明专利]约瑟夫森结电路模型和超导集成电路结构及建立方法

权利要求书

1.一种约瑟夫森结电路模型的建立方法，其特征在于，所述建立方法包括：

S1：在仿真软件中定义nano-bridge约瑟夫森结的结类型定义语句，并根据所述结类型定义语句建立初级电路模型；

S2：在仿真软件中对所述初级电路模型进行测试，得到所述初级电路模型的测试曲线；

S3：提供一基于nano-bridge约瑟夫森结的超导器件，并通过对所述超导器件进行测试，得到所述超导器件的测试曲线；

S4：通过将所述初级电路模型的测试曲线与所述超导器件的测试曲线进行对比拟合，并根据对比拟合结果对所述初级电路模型进行修改，得到nano-bridge约瑟夫森结的电路模型。

2.根据权利要求1所述的约瑟夫森结电路模型的建立方法，其特征在于，所述结类型定义语句为J＝VB(I_C,V_C,BET)＝VB(I_C*XJ*A,XJ*XR*A*M,XJ*XR*XR*A*A*M*M*N)，其中，V_C＝I_C*RN，BET＝I_C*C*RN²，J表示nano-bridge约瑟夫森结，VB表示仿真软件中基于结RCSJ模型的函数，I_C表示临界电流，V_C表示特征电压，BET表示阻尼参数，RN表示正常态电阻，C表示结电容，XJ表示临界电流密度J_C的变化量，XR表示单位面积电阻变化量，A表示面积，M表示RN调控变量，N表示结电容调控变量。

3.根据权利要求1所述的约瑟夫森结电路模型的建立方法，其特征在于，所述测试曲线包括I-V曲线和曲线。

4.根据权利要求1所述的约瑟夫森结电路模型的建立方法，其特征在于，所述S4得到所述nano-bridge约瑟夫森结的电路模型的方法包括：

S41：通过修改结类型定义语句中的调控变量，修改初级电路模型；

S42：将修改后的初级电路模型的测试曲线与所述超导器件的测试曲线进行对比拟合，若拟合误差大于设定拟合误差，则跳至S41；若拟合误差小于或等于设定拟合误差，则所述修改后的初级电路模型为所述nano-bridge约瑟夫森结的电路模型。

5.根据权利要求1所述的约瑟夫森结电路模型的建立方法，其特征在于，所述仿真软件包括PSCAN仿真软件，SPICE仿真软件或Spectre仿真软件中的一种。

6.一种约瑟夫森结电路模型结构，其特征在于，所述电路模型结构包括采用如权利要求1～5任一项所述建立方法建立的nano-bridge约瑟夫森结的电路模型。

7.一种超导集成电路的建立方法，其特征在于，所述建立方法包括：

S5：利用如权利要求6所述的nano-bridge约瑟夫森结的电路模型在仿真软件中搭建一超导集成电路的电路原理图，并对所述超导集成电路的临界电流值和电路电感值进行设置；

S6：利用所述电路原理图，分别对所述超导集成电路的波形逻辑及SFQ硬件描述语言验证逻辑进行仿真，若任一仿真结果不正确，则跳至S5，重新设置所述超导集成电路的临界电流值和电路电感值；

S7：提供nano-bridge约瑟夫森结的单个结版图，并根据所述nano-bridge约瑟夫森结的单个结版图，搭建与所述电路原理图对应的初级版图；

S8：通过对所述初级版图中的电感进行电感值提取，将提取的电感值与所述电路原理图中设定的电路电感值进行比较，并根据比较结果修正所述初级版图，使得提取的最终电感值在所述电路电感值的允许误差范围内，进而得到所述超导集成电路的最终版图。

8.根据权利要求7所述的超导集成电路的建立方法，其特征在于，所述建立方法还包括：

S9：将所述电路原理图中的电路电感值修改为最终电感值，得到最终电路原理图；

S10：向仿真软件中输入设定参数的理想最值浮动范围，通过将所述理想最值浮动范围与所述最终电路原理图的实际最值浮动范围进行比较，若比较结果在浮动误差范围内，则所述超导集成电路的电路性能良好；若比较结果超出浮动误差范围，则跳至S5，重新设置所述超导集成电路的临界电流值和电路电感值。