【摘 要】
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Nb/Al-AlOx/Nb隧道结是目前应用最广泛的超导约瑟夫森结之一.本文采用SNEAP(Selective Niobium Etch and Anodization Process)工艺流程,利用直流磁控溅射、反应离子刻蚀
【机 构】
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中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室,上海200050
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Nb/Al-AlOx/Nb隧道结是目前应用最广泛的超导约瑟夫森结之一.本文采用SNEAP(Selective Niobium Etch and Anodization Process)工艺流程,利用直流磁控溅射、反应离子刻蚀、阳极氧化、剥离、光刻等微加工工艺成功制备了质量稳定的Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结.通过控制绝缘势垒层的氧化条件实现了临界电流的可调性,临界电流密度(Jc)在几十A/cm2～几kA/cm2区间符合拟合的关系式Jc∝E-0.5,所制备的约瑟夫森结漏电流因数大于30mV.基于以上高质量的约瑟夫森结工艺,我们设计和制备了环路电感为140pH,pickup线圈大小为8.9mm×8.9mm的直流超导量子干涉器件(DC SQUID),结的临界电流密度Jc=50A/cm2,结尺寸为4μm*4μm,结的并联电阻为8.4Ω,最终测得SQUID白噪声小于5fTHz-1/2.
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