高质量铁磁0和π约瑟夫森隧道结

我们制备了高质量的$\Nb/\Al_2\O_3/\Ni_{0.6}\Cu_{0.4}/\Nb$超导体-绝缘体-铁磁体-超导体约瑟夫森隧道结。根据铁磁$\Ni_{0.6}\Cu_{0.4}$层的厚度和环境温度，结处于0或$\pi$基态。所有结都具有均匀的界面，显示出几乎完美的夫琅禾费图样。$\Al_2\O_3$隧道势垒允许实现相当低的阻尼，这对于许多实验尤其是量子域中的实验是期望的。McCumber参数$\beta_c$随温度降低呈指数增加，并在$T=2.1 {\rm K}$时达到$\beta_c\approx700$。在$T=2.1 {\rm K}$时，$\pi$态下的临界电流密度高达$5\:\rm{A/cm^2}$，导致约瑟夫森穿透深度$\lambda_J$低至$160\:\rm{\mu m}$。实验确定的结参数与考虑$\Ni_{0.6}\Cu_{0.4}$层中自旋翻转散射和不同界面透明度的理论描述得很好。