P-N 结是现代半导体电子学和光电子学（如二极管、太阳能电池、晶体管、LED 和集成电路）中无处不在的结构，它在许多方面改变了我们的生活。约瑟夫森结（JJs）是超导量子电路的核心元件，预计未来也将对我们的生活产生深远的影响。然而，对于高温铜氧化物超导体来说，约瑟夫森结技术还远未成熟。由于这些材料的复杂性，至今还不存在可靠的三层约瑟夫森结技术。为此，我们研究了基于自下而上工艺的高温超导量子干涉器件工艺。实验展示了通过改变聚焦镓离子束在单晶 SrTiO3 衬底上的辐照参数，进而优化SrTiO3 单晶衬底上的刻蚀，从而调制YBa2Cu3O7x 微米桥的电流-电压特性，实现从超导电流主导到约瑟夫森结连续变化的能力。此外，实验上观察到周期性临界电流随着耦合到超导量子干涉器件中的磁通量呈现周期性振荡的行为，这恰恰反映了量子隧穿和磁通量子化的影响。在某种程度上，基于半导体工艺框架内的自下而上的超导约瑟夫森结研制工艺，为超导量子器件研究的提供了新思路，同时展现了规模化研制超导电路的潜力。
团队介绍
林建新，德国蒂宾根大学博士，青岛哈尔滨工程大学创新发展中心副教授，海洋新型传感器研究所副所长，青岛西海岸基础研究领域顶尖团队成员，超导量子传感实验室负责人（http://homepage.hrbeu.edu.cn/web/linjianxin）。主团队主要从事超导量子干涉器件、薄膜物理与技术、低维人工微结构，以及光与物质相互作用，为后续创新的构建材料-器件-应用为一体的生态研究环境打下坚实的基础。近三年，团队主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、山东省自然科学基金、国家级海外引智项目、青年科学家培育基金、中央高校基本科研业务费，以及企业横向项目等，推进超导量子器件与激光直写的融合创新研究。
文章信息
Quantum interference in a high-transition-temperature superconductor based on nanoslits on SrTiO3 substrate
Jianxin Lin; Yicong Huang; Han Zhou; Yao Wu; Haohui Zhang; Shenghao Qin; Xiuyan Peng; Huachuan Wang; Yonathan Anahory
Appl. Phys. Lett. 124, 122601 (2024)
https://doi.org/10.1063/5.0198683
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期刊介绍
Applied Physics Letters以简明扼要的最新报告为特色，介绍了应用物理学的重大新发现。APL强调关键数据和新的物理学见解的快速传播，及时发表新实验和理论论文，报告物理现象在科学，工程和现代技术的所有分支中的应用。
