Nb/Al-AlN /Nb 超导隧道结合器的制造与表征

我们报告了一种 Nb/Al-AlN /Nb 超导隧道结合器工艺，其中 AlN 隧道 barrier 由使用集成到标准溅射集群中的紧凑型微波电陷共振 (ECR) 氮气等离子体源进行等离子氮化。这种工艺实现了跨广泛特定电阻范围内隧道 barrier 的均匀生长，$R_n A$ 可下降至约 $3,\Omega,\mu\mathrm{m}^2$。junctions 保持优异的质量，在最高的 barrier transparencies 下，$R_j/R_n \ge 25$。我们对电阻率、特定电容以及在室温 aging 和热处理下的 junction 参数演化进行了表征。建立了 junction specific capacitance $C_s$ 与 $R_n A$ 之间的一致校准，并独立通过使用提取的 $C_s$ 设计的演示器 SIS 混合器性能进行了验证。