Nb／AlO_x／Nb约瑟夫森结阳极氧化的实验研究

本文描述在ＣＯＲＮＩＮＧ７０５９玻璃衬底上用磁挖射频溅射法制备Ｎｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂ约瑟夫森结的质量和工艺条件的相关规律。由Ｘ荧光测量和扫描电镜观测，分别研究膜的Ａｒ浓度ＣＡｒ与偏压Ｖｂ的关系和膜的表面形貌与结构。并对Ｖｂ和气体压力ＰＡｒ对膜应力和结构的影响作探讨．对Ｎｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂ约瑟夫森的介面及各种氧化参数的影响研究发现：膜的厚度、氧化温度、层序、薄的自然氧层的存在等因素对介面的质量有大的影响。通过对体现结特性的阳极氧化电压谱图的测量比较，我们确认介面的陡度与结的质量相关，即与超导特性相关。ＡｌＯｘ阻挡层的Ａｌ层厚度的最小最佳值为０．７ｎｍ。

Nb约瑟夫森结中AlO_x阻挡层阳极氧化的研究

用阳极氧化电压谱图技术分析Ｎｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂ约瑟夫森结中ＡｌＯ２隧道阻挡层（绝缘层）与Ｎｂ电极之间的介面特征并测量谱图阻挡层阳极氧化的电压宽度，发现这种电压宽度与阻挡层厚度密切相关．通过阻挡层阳极氧化电压宽度Ｖｗ和沉积Ａｌ厚Ｄ的关系测量，证实Ａｌ上ＡｌＯｘ的生长只取决于氧化条件而与沉积的Ａｌ层厚度无关．本文还提出了一种由Ｖｗ估算Ａｌ上生长的ＡｌＯｘ厚度的方法．实验证明，阳极氧化电压谱图技术是监测约瑟夫森结的介面特性和临介电流密度的有用工具，对高温超导结及其超导器件的开发起着重要的作用．