基于 YBa$_2$Cu$_3$O$_7$/SrTiO$_3$ 超晶格与双晶晶界约瑟夫森结的纳米 SQUID

我们报道了基于异质外延生长于 STO 双晶衬底上的 YBa$_2$Cu$_3$O$_7$（YBCO）/SrTiO$_3$（STO）超晶格、具有晶界约瑟夫森结的纳米图形化直流 SQUID 的制备与表征。纳米图形化通过 Ga 聚焦离子束铣削实现。超晶格 nanoSQUID 的电输运特性与热白磁通噪声可与 STO 双晶上的单层 YBCO 器件相比拟。然而，我们发现超晶格 nanoSQUID 的低频过剩磁通噪声小一个数量级以上，其均方根谱密度在 1 Hz 处为 $S_\Phi^{1/2}\sim 5-6\,\mu\Phi_0/\sqrt{\rm Hz}$（$\Phi_0$ 为磁通量子）。我们将此改善归因于构成 YBCO nanoSQUID 中约瑟夫森结的晶界处微观结构的改善。