一种制备约瑟夫森结的简易方法

研究团队展示了一种采用光刻与氩离子刻蚀工艺的超导约瑟夫森结(Al/AlOx/Al)最小化制备方法。该方法在金属化与氧化步骤前即可完成加工,可制备面积1至6平方微米的约瑟夫森结,通过调控氧化条件可使结电阻实现约两个数量级的可控变化。透射电子显微镜分析表明,所制备的结界面晶界极少,这预示着源自双能级系统的能量损耗将显著降低。与传统电子束光刻技术相比,基于该工艺制备的超导量子干涉器件(SQUID)在多芯片间展现出更小的电阻波动,且器件在反复10毫K极低温循环后仍能保持优异的磁通响应特性。通过将SQUID谐振器集成至三维腔体并实现约40分贝增益的低光子数参量放大,验证了该技术在量子应用中的可行性。该工作建立了迄今最简单的约瑟夫森结制备方案,有望推动超导电路量子技术的广泛应用。

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提交arXiv: 2026-04-28 04:04

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