[發(fā)明專利]一種減少約瑟夫森結(jié)凍結(jié)磁通的方法及量子電壓生成方法

在審

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• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112786773A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康焱;朱珠;焦玉民;張力丹
• 申請（專利權(quán)）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: H01L39/24
• 分類號: H01L39/24;H01L39/22;G01R19/00
• 代理公司: 中國航天科工集團(tuán)公司專利中心 11024
• 代理人: 張國虹

本發(fā)明公開了一種減少約瑟夫森結(jié)的凍結(jié)磁通的方法及量子電壓生成方法，屬于約瑟夫森結(jié)技術(shù)領(lǐng)域；首先將約瑟夫森結(jié)設(shè)置在低溫測試探桿的冷端，并在在常溫時將引出的偏置源接口和信號輸出口短接，然后將所述低溫測試探桿的冷端探入低溫液氦杜瓦進(jìn)行冷卻，并保持所述偏置源接口、所述微波信號接口和所述信號輸出口處于常溫環(huán)境中，減少凍結(jié)磁通；解除短路處理后在微波系統(tǒng)和偏置源的驅(qū)動下生成量子電壓。本發(fā)明在常溫時采用短路連接點，再冷卻，大大降低經(jīng)典約瑟夫森結(jié)冷卻后的凍結(jié)磁通現(xiàn)象，保證了其在低溫下正常有效的工作生成量子電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及約瑟夫森結(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種減少約瑟夫森結(jié)凍結(jié)磁通的方法及量子電壓生成方法。

背景技術(shù)

經(jīng)典約瑟夫森結(jié)工作在液氦溫區(qū)，浸泡在低溫液氦杜瓦的液氦液面以下，工作溫度4.2K。經(jīng)典約瑟夫森結(jié)固定在低溫測試探桿上，低溫測試探桿采用法蘭固定在低溫液氦杜瓦瓶口。微波信號和偏置驅(qū)動信號通過低溫測試探桿上的接口傳輸?shù)降蜏叵碌慕?jīng)典約瑟夫森結(jié)。經(jīng)典約瑟夫森結(jié)產(chǎn)生的量子化臺階電壓也通過低溫測試探桿傳輸?shù)绞覝囟?，并連接到室溫儀器上。

經(jīng)典約瑟夫森結(jié)在從常溫到低溫狀態(tài)過程中，由于其固有特性和環(huán)境影響，容易產(chǎn)生凍結(jié)磁通現(xiàn)象，即在冷卻進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)過程中捕獲了磁通，進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)后無法釋放。產(chǎn)生凍結(jié)磁通的經(jīng)典約瑟夫森結(jié)無法正常工作，因此必須將其從低溫下回溫失超，釋放凍結(jié)的磁通后重新冷卻進(jìn)入低溫環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種減少約瑟夫森結(jié)的凍結(jié)磁通的方法，以及利用該減少凍結(jié)磁通方法生成量子電壓的方法，降低其產(chǎn)生凍結(jié)磁通的幾率，從而減小將約瑟夫森結(jié)反復(fù)回溫的次數(shù)，保證經(jīng)典量子電壓標(biāo)準(zhǔn)的有效運行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種減少約瑟夫森結(jié)凍結(jié)磁通的方法，所述方法包括：

將約瑟夫森結(jié)設(shè)置在低溫測試探桿的冷端；所述低溫測試探桿的冷端為低溫測試探桿伸入液氦的一端；

引出所述約瑟夫森結(jié)的偏置源接口、微波信號接口和信號輸出口；

將所述偏置源接口和所述信號輸出口進(jìn)行短路處理；

將所述低溫測試探桿的冷端探入低溫液氦杜瓦進(jìn)行冷卻，并保持所述偏置源接口、所述微波信號接口和所述信號輸出口處于常溫環(huán)境中。

可選的，對所述偏置源接口和所述信號輸出口進(jìn)行短路時，采用純銅線進(jìn)行處理。

一種量子電壓生成方法，所述方法包括：

將約瑟夫森結(jié)設(shè)置在低溫測試探桿的冷端；所述低溫測試探桿的冷端為低溫測試探桿伸入液氦的一端；

引出所述約瑟夫森結(jié)的偏置源接口、微波信號接口和信號輸出口；

將所述偏置源接口和所述信號輸出口進(jìn)行短路處理；

將所述低溫測試探桿的冷端探入低溫液氦杜瓦進(jìn)行冷卻，并保持所述偏置源接口、所述微波信號接口和所述信號輸出口處于常溫環(huán)境中；

解除所述偏置源接口和所述信號輸出口的短路處理；

連接微波系統(tǒng)和所述微波信號接口，以及偏置源和所述偏置源接口進(jìn)行相應(yīng)的信號驅(qū)動；

檢測所述信號輸出口的量子電壓。

可選的，對所述偏置源接口和所述信號輸出口進(jìn)行短路時，采用純銅線進(jìn)行處理。

可選的，所述微波系統(tǒng)和所述偏置源設(shè)置在所述低溫測試探桿的常溫端；所述低溫測試探桿的常溫端為低溫測試探桿未伸入液氦的一端。

可選的，利用法蘭將所述低溫測試探桿與所述微波系統(tǒng)連接。

可選的，所述約瑟夫森結(jié)與所述偏置源通過偏置連接線連接。