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多层交替沉积后退火处理MgB_2超导薄膜上约瑟夫森结的制备
  • ISSN号:0023-074X
  • 期刊名称:Chinese Science Bulletin
  • 时间:2012
  • 页码:498-505
  • 分类:TN215[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学院物理研究所,北京100190, [2]北京大学物理学院 人工微结构和介观物理国家重点实验室,北京100871, [3]襄樊学院薄膜与电子实验室,襄樊441053
  • 相关基金:国家自然科学基金(10974229 10911130357 10974243); 国家重点基础研究发展计划(2011CBA00106); 国家重大科学研究计划(2009CB929102)资助
  • 相关项目:由多能隙超导体构成的约瑟夫森结的性质的理论和实验研究
中文摘要:

在多层交替(SiC/[Mg/B]5)沉积后退火处理的MgB2薄膜上用紫外光刻和Ar离子刻蚀制作出SQUID环路膜条,然后用聚焦离子束(FIB)刻蚀方法在SQUID的环路上制作了150~300nm之间不同尺寸的纳米微桥结构,并测量了其电阻温度(R-T)曲线和电流电压(I-V)曲线.膜条的R-T曲线与薄膜基本相同,表明薄膜没有受到膜条制备过程中潮湿的影响.对SQUID的R-T关系测量发现电阻有较大升高,并看到由纳米微桥的存在而具有的结构.SQUID的I-V曲线表明,纳米微桥形成了弱连接,超流主要体现为约瑟夫森耦合电流.其中一个150nm宽纳米微桥的SQUID,其回滞消失的温度约为10K,在此温度下,得到临界电流Ic约为4.5mA,IcRN~2.25mV,单个纳米微桥结的临界电流密度约为1.5×107A/cm2.临界电流Ic随温度以幂指数关系变化,也验证了纳米微桥的弱连接特性.我们的实验对基于MgB2薄膜的约瑟夫森器件制备具有参考价值.

英文摘要:

Josephson junctions are fabricated by focused ion beam in MgB2 thin films. The films were prepared by deposite multi-layer Mg and B films at room temperature first and then annealed at about 700℃. These films have Tc of 32 K. Strips and SQUID loops were defined by photolithography and Ar ion beam milling. Then nanobridges of 150–300 nm wide were made by focused ion beam etching. The R-T characteristics of the strip is the same as that of the raw film while SQUIDs have a "foot" near the critical temperature. The I-V curve of one of the SQUIDs is hysteretic below about 10 K. Nanobridges show features of the resistively shunted junction like, and the temperature dependence of the critical current turns out to be of SINS weaklink. At 9.8 K, the critical current density is about 1.5×107 A/cm2.

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期刊信息
  • 《科学通报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院
  • 主编:周光召
  • 地址:北京东黄城根北街16号
  • 邮编:100717
  • 邮箱:csb@scichina.org
  • 电话:010-64036120 64012686
  • 国际标准刊号:ISSN:0023-074X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1784/N
  • 邮发代号:80-213
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:81792