Иванов Борис Игоревич,
Новиков Илья Леонидович,
Щекин Павел Сергеевич,
Ильичев Евгений Вячеславович
Аннотация
В данной работе представлен результат экспериментального исследования разброса плотности критического тока для туннельных Al/AlxOy/Al контактов Джозефсона, выполненных по технологии «теневого напыления» при разных временах окисления барьера. Плотность критического тока вычислялась из величины полного критического тока, которая определялась из вольт-амперных характеристик (ВАХ) контактов с учетом уровня собственного шума контакта и шума измерительного тракта. Измерения были выполнены в рефрижераторе при рабочей температуре 320 мК. Было произведено измерение серии чипов, каждый чип содержал 4 туннельных контакта шириной 200 нм и разной длины: 500, 750, 1000, 1500 нм. Максимальный разброс плотности критического тока составил не более 80 А/см2. Для измерения ВАХ туннельных контактов представлена установка измерения, включающая в себя генератор тока, фильтры нижних частот и прецизионный усилитель с величиной плотности шумового напряжения 1,5 нВ/(Гц)1/2.
Ключевые слова: сверхпроводимость, Al контакт Джозефсона, туннельный контакт, плотность критического тока, потоковый кубит
Авторы:
Иванов Борис Игоревич
родился в 1986 году, канд. техн. наук, научный сотрудник лаборатории криогенной квантовой электроники НГТУ. (Адрес: 630073, Россия, Новосибирск, проспект Карла
Маркса 20. Email: to_ivanov_boris@yahoo.com).
Новиков Илья Леонидович
родился в 1969 году, канд. техн. наук,, доцент кафедры полупроводниковых приборов и микроэлектроники, научный сотрудник межфакультетской лаборатории криогенной квантовой электроники НГТУ. Email: ilya_novikov@mail.ru).
Щекин Павел Сергеевич
родился в 1985 году, инженер лаборатории криогенной квантовой электроники НГТУ. (Email: a7s2@yandex.ru).
Ильичев Евгений Вячеславович
родился в 1957 году, д-р физ.-мат. наук, профессор лаборатории криогенной квантовой электроники НГТУ. Руководитель группы «Макроскопические квантовые системы» в Институте фотонных технологий, г. Йена, Германия. (Email: evgeni.ilichev@ipht-jena.de).
Список литературы
- Quantum superposition of macroscopic persistent-current states / C.H. van der Wal, A.C.J. ter Haar, F.K. Wilhelm, R.N. Schouten, C.J.P.M. Harmans, T.P. Orlando, Seth Lloyd,
- J.E. Mooij // Science. – 2000. – Vol. 290, N 5492. – P. 773–777. – doi: 10.1126/science. 290.5492.773.
- Josephson persistent-current qubit / J.E. Mooij, T.P. Orlando, L. Levitov, L. Tian, C.H. van der Wal, S. Lloyd // Science. – 1999. – Vol. 285, N 5430. – P. 1036–1039. –
doi: 10.1126/science.285.5430.1036. - Continuous monitoring of Rabi oscillations in a Josephson flux qubit / E. Il'ichev, N. Oukhanski, A. Izmalkov, Th. Wagner, M. Grajcar, H.-G. Meyer, A.Yu. Smirnov, A.M. van den Brink, M.H.S. Amin, A.M. Zagoskin // Physical Review Letters. – 2003. – Vol. 91, iss. 9. – P. 097906-1–097906-4. – doi: 10.1103/PhysRevLett.91.097906
- Localization of metal-induced gap states at the metal-insulator interface: origin of flux noise in SQUIDs and superconducting qubits / S.K. Choi, D-H. Lee, S.G. Louie, J. Clarke // Physical Review Letters. – 2009. – Vol. 103, iss. 19. – P. 197001-1–197001-13. – doi: 10.1103/PhysRevLett.103.197001.
- European roadmap on superconductive electronics – status and perspectives / S. Anders, M.G. Blamire, F.-Im. Buchholz, D.-G. Crété, R. Cristiano, P. Febvre, L. Fritzsch, A. Herr,
E. Il’ichev, J. Kohlmann, J. Kunert, H.-G. Meyer, J. Niemeyer, T. Ortlepp, H. Rogalla,
T. Schurig, M. Siegel, R. Stolz, E. Tart, H.J.M. ter Brake, H. Toepfer, J.-C. Villegier,
A.M. Zagoskin, A.B. Zorin // Physica C: Superconductivity. – 2010. – Vol. 470, iss. 23–24. – P. 2079–2126. – doi: 10.1016/j.physc.2010.07.005. - Parametric testing of HYPRES superconducting integrated circuit fabrication processes / D. Yohannes, A. Kirichenko, S. Sarwana, S.K. Tolpygo // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2007. – Vol. 17, iss. 2. – P. 181–186. – doi: 10.1109/TASC.2007.897399.
- Multistability and switching in a superconducting metamaterial / P. Jung, S. Butz, M. Marthaler, M.V. Fistul, J. Leppäkangas, V.P. Koshelets, A.V. Ustinov // Nature Communications. – 2014. – Vol. 5. – P. 3730-1–3730-6. – doi: 10.1038/ncomms4730.
- Wellstood F.C., Urbina C., Clarke J. Low frequency noise in dc superconducting quantum interference devices below 1 K // Applied Physics Letters. – 1987. – Vol. 50, iss. 12. –
P. 772–774. – doi: 10.1063/1.98041. - Investigation of low-frequency excess flux noise in DC SQUIDs at mK temperatures / D. Drung, J. Beyer, J-H. Storm, M. Peters, T. Schurig // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2011. – Vol. 21, iss. 3. – P. 340–344. – doi: 10.1109/TASC.2010.2084054.
- Influence of Nb film surface morphology on the sub-gap leakage characteristics of Nb/AlOx-Al/Nb Josephson junctions / J. Du, A.D.M. Charles, K.D. Petersson, E.W. Preston // Superconductor Science and Technology. – 2007. – Vol. 20, N 11. – P. S350–S355. – doi: 10.1088/0953-2048/20/11/S10.
- Effects of underlayer roughness on Nb/AlO/sub x//Nb junction characteristics / S. Kominami, H. Yamada, N. Miyamoto, K. Takagi // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 1993. – Vol. 3, iss. 1. – P. 2182–2186. – doi: 10.1109/77.233936.
- The morphology of al-based submicron Josephson junction / V.V. Roddatis, U. Hübner,
B.I. Ivanov, E. Il'ichev, H.-G. Meyer, M.V. Koval'chuk, A.L. Vasiliev // Journal of Applied Physics. – 2011. – Vol. 110, iss. 12. – P. 123903-1–123903-4. – doi: 10.1063/1.3670003. - Are "pinholes" the cause of excess current in superconducting tunnel junctions? A study of Andreev current in highly resistive junctions / T. Greibe, M.P.V. Stenberg, C.M. Wilson, T. Bauch, V.S. Shumeiko, P. Delsing // Physical Review Letters. – 2011. – Vol. 106, iss. 9. – P. 097001-1–097001-4.
- Implementation of a quantum metamaterial using superconducting qubits / P. Macha, G. Oelsner, Jan-M. Reiner, et al. // Nature Communications. – 2014. – Vol. 5. – P. 5146-1–5146-6. – doi: 10.1038/ncomms6146.
- Greenberg Ya.S. The theory of the voltage-current characteristic of high Tc DC SQUIDs // Physica C: Superconductivity. – 2002. – Vol. 371, iss. 2. – P. 156–172. – doi: 10.1016/S0921-4534(01)00970-4.
