上海微系統(tǒng)所成功研制3D納米超導量子干涉器件
在中國科學院戰(zhàn)略性先導B類專項等國家重大項目的支持下,中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所、中國科學院超導電子學卓越創(chuàng)新中心在納米超導量子干涉器件(nanoSQUID)研究中取得新進展。超導實驗室主任、研究員王鎮(zhèn),副研究員陳壘等人發(fā)明并研制了一種全新的3D nanoSQUID器件,相關(guān)成果于11月7日發(fā)表在《納米快報》(Nano Letters,DOI:10.1021/acs.nanolett.6b03826)上。 ![]() Nb 3D nanoSQUID 器件結(jié)構(gòu)和電學表征結(jié)果 NanoSQUID是基于SQUID發(fā)展起來的一種新型超導器件,它通過現(xiàn)代微納加工技術(shù)將SQUID的超導環(huán)縮小到納米級別,構(gòu)成極端靈敏的微觀自旋探測器,理論上可以達到測量單電子自旋的靈敏度。此前的nanoSQUID器件由于普遍采用2D平面結(jié)構(gòu),很難形成理想約瑟夫森微橋結(jié),從而存在臨界電流-磁通調(diào)制深度較低的問題,限制了器件的靈敏度。該團隊通過自主創(chuàng)新研究,利用卓越中心的一流超導器件工藝平臺,在國際上首次制備成功Nb基3D nanoSQUID器件,獲得了較理想的約瑟夫森效應,磁通調(diào)制深度高達45.9%。同時,該器件在0.5 T的平行磁場環(huán)境下仍然可以正常工作,完全滿足X-band(~10 GHz)自旋磁共振條件,為Nb基nanoSQUID在單電子自旋探測應用邁出了重要的一步,獲得審稿人“解決了該領(lǐng)域二十多年的難題,有望實現(xiàn)nano-SQUID的革命性突破”的高度評價。 |