应用于低功耗超导电路的Nb基Josephson结和SQUID的制备与测量

低温物理学报 , 2014, 36(3): 161-166.

应用于低功耗超导电路的Nb基Josephson结和SQUID的制备与测量

李浩 ^1, , 李刚 ^2, , 刘建设 ^3, , 李铁夫 ^4, , 陈炜 ^5,

1.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

2.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

3.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

4.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

5.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

关键词：低功耗超导电路 , Nb基Josephson结 , DC-SQUID , 自对准剥离工艺

FABRICATION AND MEASUREMENT OF Nb-BASED JOSEPHSON JUNCTION AND SQUID FOR LOW-POWER SUPERCONDUCTING CIRCUITS APPLICATION

Hao LI ^1, , Gang LI ^2, , Jianshe LIU ^3, , Tiefu LI ^4, , Wei CHEN ^5,

1.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

2.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

3.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

4.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

5.清华大学信息科学与技术国家实验室(筹),微纳电子学系,微电子学研究所,清华大学,北京100084

Keywords： low-power superconducting circuits , Nb-based Josephson junctions , DC-SQUID , self-aligned liftoff process

为了突破传统微电子芯片的散热限制和克服超级计算机运算能耗高的困难,低功耗电路已经成为信息计算领域研究的热点问题.近来,Nb基超导数字电路在低功耗电路中显现出比其它方案更有优势的前景.Josephson 结的质量在超导数字电路的动态功耗中起着关键的作用.我们采用双层正胶光刻和NR9-3000PY负胶光刻,实现了适用于Nb基Josephson器件的自对准剥离工艺.性能稳定的Josephson结和直流超导量子干涉仪DC-SQUID被制备出来,在不同温度下进行了电学性能测试.不同面积的欠阻尼结具有一致的临界电流密度Jc,在2.54 K时约400A/cm2.通过片上施加控制电流的方式,观测了DC-SQUID零电压态跳变电流随磁场的调制效应.

参考文献

[1]	W. Chen;A. V. Rylyakov;Vijay Patel;J. E. Lukens;K. K. Likharev .Rapid single flux quantum T-flip flop operating up to 770 GHz[J].IEEE Transactions on Applied Superconductivity: A Publication of the IEEE Superconductivity Committee,1999(2 Pt.3):3212-3215.
[2]	W. Chen;Vijay Patel;Sergey K. Tolpygo;D. Yohannes;S. Pottorf;J. E. Lukens .Development Toward High-Speed Integrated Circuits and SQUID Qubits With Nb/AlO{sub}x/Nb Josephson Junctions[J].IEEE Transactions on Applied Superconductivity: A Publication of the IEEE Superconductivity Committee,2003(2 Pt.1):103-106.

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