构建超薄 Al-AlOx-Al 势垒的从头算模型

超薄氧化物势垒的微观结构通常在现代纳米电子器件中起主要作用。在超导电子电路中，其运行依赖于以一个或多个此类氧化物层形式存在的超薄隧道势垒（也称为约瑟夫森结）所提供的电非线性。目前可用的制造技术生产出非晶氧化物势垒，这被认为是器件内部主要噪声源。这种噪声的性质目前仍是一个未解之谜，需要实验和理论调查。在此，我们提出了一种结合分子力学、经验方法和从头算方法来构建约瑟夫森结原子尺度计算模型的方法论。这些结由夹在结晶铝之间的超薄非晶氧化铝层组成。我们研究了这些势垒作为密度和化学计量比函数的稳定性和结构，并将其与实验观测参数进行了比较。