[發(fā)明專利]超導(dǎo)裝置和制造超導(dǎo)裝置的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680051203.0
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN108139451B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 維克托·梯克歐維科·佩特拉受維;克里斯多夫·切克雷
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家霍洛威和貝德福德新學(xué)院
• 主分類號: G01R33/035
• 分類號: G01R33/035
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 江海;姚開麗

一種量子干涉裝置，包括被正常導(dǎo)體段中斷的超導(dǎo)環(huán)路和連接到正常導(dǎo)體段的干涉儀，其中，超導(dǎo)環(huán)路包括多個匝。所述匝可以是多個相鄰的瓣。線圈可以位于超導(dǎo)環(huán)路的瓣內(nèi)?？蛇x地，橋接層(例如由金制成的橋接層)形成在襯底上方，以在橋接層上方形成的超導(dǎo)層(例如由鈮制成的超導(dǎo)層)和橋接層上方形成的正常導(dǎo)電層(例如由鈦制成的正常導(dǎo)電層)之間形成電接觸。橋接層使得該裝置由原本不相容的超導(dǎo)材料和普通導(dǎo)電材料形成?？梢允沟免佌?dǎo)電層能夠在數(shù)年的時間內(nèi)氧化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)裝置和制造超導(dǎo)裝置的方法。

背景技術(shù)

在WO 2012/007736 A1中公開了各種量子干涉裝置，其可以用作通量傳感器、晶體管或量子位。在所附的圖1和圖2中描繪了所述裝置的兩個示例。

在圖1的裝置中，量子干涉裝置50包括被正常導(dǎo)體段52中斷的超導(dǎo)環(huán)路51，該正常導(dǎo)體段52在接合點53、54處連接到超導(dǎo)環(huán)路51。干涉儀55的兩個分支10連接到正常導(dǎo)體段52。兩個分支55a、55b連接到正常導(dǎo)體段52的中點以形成十字。

干涉儀的第一分支55a包括將正常引線57、58與正常導(dǎo)體段52分開的隔板56。干涉儀的第二分支55b包括連接到正常導(dǎo)體段52的正常支路59以及超導(dǎo)引線60、61。當(dāng)電流通過干涉儀55時，準(zhǔn)粒子從正常：超導(dǎo)界面53、54反射(安德列夫反射)。通過超導(dǎo)環(huán)路51的通量影響界面53和界面54之間的相位差，并因此在由兩個邊界反射的電子之間引起量子干涉。因此通過干涉儀55的電流I對通量Φ敏感。

在圖2的變體中，設(shè)置額外電流引線62、63以將干涉儀轉(zhuǎn)換為晶體管?？绺缮鎯x的電導(dǎo)受超導(dǎo)線中的偏置電流I_b控制。

WO 2012/007736 A1教導(dǎo)了這樣的裝置的超導(dǎo)部件由鋁(Al)或鈮(Nb)制成。因為Al的自然氧化形成鈍化層，因此Al是有利的，但Nb具有更高的臨界溫度Tc。建議裝置的正常導(dǎo)電部件由鎂(Mg)、銻(Sb)、鉍(Bi)、碳納米管或石墨烯構(gòu)成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供改進的量子干涉裝置。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種量子干涉裝置，該量子干涉裝置包括被正常導(dǎo)體段中斷的超導(dǎo)環(huán)路和連接到正常導(dǎo)體段的干涉儀，其中，超導(dǎo)環(huán)路包括多個匝。

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種量子干涉裝置，該量子干涉裝置包括被正常導(dǎo)體段中斷的超導(dǎo)環(huán)路和連接正常導(dǎo)體段的干涉儀；其中，超導(dǎo)環(huán)路包括兩個或更多個瓣。

附圖說明

下面參照附圖進一步描述本發(fā)明的示例性實施例，在附圖中：

圖1描繪了本領(lǐng)域已知的量子干涉裝置；

圖2描繪了本領(lǐng)域已知的另一量子干涉裝置；

圖3描繪了在制造本領(lǐng)域已知的量子干涉裝置時出現(xiàn)的問題；

圖4描繪了本發(fā)明的實施例中的超導(dǎo)體和正常導(dǎo)體之間的接合點；

圖5描繪了本發(fā)明的實施例中的超導(dǎo)體和正常導(dǎo)體之間的另一接合點；

圖6示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的量子干涉裝置；

圖7是圖6的量子干涉裝置的一部分的放大圖；

圖8示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的量子干涉裝置；

圖9示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的量子干涉裝置；

圖10示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的量子干涉裝置；

圖11示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括量子干涉裝置的梯度儀；

圖12描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括量子干涉裝置的梯度儀的片上布置；