面向数字超导电路的约瑟夫森结微型化
超导电性
2021-07-20 v1
摘要
本工作中,我们简要综述了可用于纳米级数字超导技术、并可缩放至纳米量级的各类约瑟夫森结方案。此类结应具备高临界电流 与高正常态电阻 值。另一要求是结参数在晶圆制造工艺中具有高重复性。我们认为,具有“变厚度桥”几何结构的超导体-正常金属-超导体(SN-N-NS)约瑟夫森结是满足这些要求的有前景选择。我们在 S 电极间距与 N 材料相干长度可比的情形下,对 SN-N-NS 结进行了理论分析。推导了在流经结的电流量级为 时,保证 S 电极中存在超导态的结几何参数限制。分析了结的发热及可用的散热机制。所得结果表明,采用如 Nb/Cu 这类广泛应用材料组合及成熟工艺,可制备出具有高(亚毫伏) 乘积的 SN-N-NS 结,其面积可缩小至 40 纳米工艺下半导体晶体管的水平。
引用
@article{arxiv.2107.08711,
title = {Miniaturization of Josephson junction for digital superconducting circuits},
author = {I. I. Soloviev and S. V. Bakurskiy and V. I. Ruzhickiy and N. V. Klenov and M. Yu. Kupriyanov and A. A. Golubov and O. V. Skryabina and V. S. Stolyarov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.08711},
year = {2021}
}