基于超导氮化钽的正常金属 - 绝缘体 - 超导体隧道结

我们报道了超导氮化钽 (TaN$_{x}$) 正常金属 - 绝缘体 - 超导体 (NIS) 隧道结的研制。对于绝缘势垒，我们分别使用了 AlO$_{x}$ 和 TaO$_{x}$ (Cu-AlO$_{x}$-Al-TaN$_{x}$ 和 Cu-TaO$_{x}$-TaN$_{x}$)，两种器件均表现出遵循简单单粒子隧道模型的温变电流 - 电压特性。超导能隙遵循 BCS 型温度依赖关系，使得这些器件适用于从 TaN$_{x}$ 薄膜的超导转变温度 $T_{\text{C}}$（约 5 K）低至约 0.5 K 范围内的灵敏测温和辐射热测量。我们还进行了数值模拟，以预测如何调节结参数从而在 1 K 以上温度实现电子冷却。