约瑟夫森效应是在约瑟夫森结中观察到的,它描述了两个超导电极之间的超电流流过非超导间隙。这些设备被研究人员用来利用量子控制来实现量子计算、新型传感设备以及基础物理学的进步。

     这种装置可以用多种超导材料来创建,但铝创建高质量的氧化物相对容易,是研究人员的常见选择,而且它的熔点相对较低(660℃),使它具有通用性。以下是建造约瑟夫森结的设备的关键考虑因素。

 

 

      我们希伯来大学很高兴和与Angstrom Engineering合作:团队年轻,积极主动,提供一流的服务。Angstrom Engineering是在几家知名公司中经过严格的采购过程后被选中的。在选择过程中,涉及许多互动和对真实、复杂样品的演示。他们在整个过程中的表现和态度是完美的,Quantum系列蒸发系统是我们的研究人员的适合的工作的设备。

 

 

 

Dr. Shimon Eliav – Hebrew University of Jerusalem

系统基于计划创建的结的类型,以及具体产量、材料和基础设施要求。我们的合作伙伴正在不同大小和设计的系统上创建约瑟夫森结,但有共同点:至少有一个用于隔离氧化的负载锁、一个沉积室、一个可变角度的样品台、电子束或溅射源,以及Angstrom Engineering的所有薄膜经验和服务支持。

创建约瑟夫森结的每个变量对设备的成功都至关重要。出于这个原因,我们已经将每个步骤的控制整合到Aeres,我们先进的过程控制软件。你决定每个变量,创建和编辑配方,然后放松,知道每个变量将被重复和精确执行。

约瑟夫森电路对污染物敏感。所以蒸发和氧化在独立的密封室,一个用于蒸发,一个用于氧化。在氧化室和沉积室之间,通过先进的工艺控制软件Aeres,使用负载锁和可编程的配方驱动自动化,实现了完美的隔离。两个室是电抛光的不锈钢,以最大限度地减少废气,且室之间的转移是在原位进行的,以最大限度地减少排放。

电子束源为蒸发用于超导电路的铝提供了最佳的通用性。它允许更多的材料,减少了通风室的需要,进一步确保清洁、无污染的薄膜。最后,电子束蒸发产生的蒸汽通量是约瑟夫森电路所需的精细特征图案的理想选择。

在某些应用中,约瑟夫森结最重要的参数是其临界电流密度,这是由两个铝层之间的绝缘氧化层的厚度决定的。该绝缘层必须尽可能地薄,这使得控制该薄膜的氧化方式变得极为重要。质量流量控制器(由Aeres、Angstrom自己的过程控制软件进行用户调节)可以对这个变量进行精确和可重复的控制。

在创造约瑟夫森结的过程中,精确地调整与沉积流有关的基片角度是至关重要的。下图说明了创建这些设备的一种方法。安斯特罗姆的可 变角度平台的倾斜角度具有优于0.1°的角度重复性。基片加热和冷却都可以集成到平台的功能中。角度、平台旋转和平台温度是通过我们的Aeres软件包的基于配方的用户输入来控制的。只需输入所需的值,按开始,然后返回,就可以找到你完成的约瑟夫森结。

Aeres的便利性。

一些用于创建约瑟夫森结的材料(如铌)需要使用磁控溅射。溅射源可以无缝地集成到您的薄膜沉积平台。

我们创建的约瑟夫森平台可支持多个连接(但相互隔离)的腔室,用于替代沉积方法和分析工具,所有这些都集成到整体工艺自动化中。这就形成了不同配置的,从双室(沉积/loadlock)到双系统,一直到包含沉积、氧化和分析站的机器人集群阵列。

约瑟夫森结是超导量子比特的核心,是创建容错量子计算的主要选择。约瑟夫森结的非线性电感在其能级谱中产生了非谐波性。这允许在离散能级之间建立量子力学基础(1或0),对于形成量子比特或量子位至关重要。约瑟夫逊结也可以用来探测极小的磁场,比冰箱磁铁产生的磁场小1016倍。这些超导量子干涉装置,或称SQUIDS,在检测大脑神经活动、材料的科学表征以及下一代超低场MRI扫描仪等方面都有应用。

           我们专有的Auto Tune PID检测算法会自动计算并利用特定材料、速率、压力和特定蒸发所需的稳定性的过程控制变量。

快速抽气,精确的压力测量,控制氧化步骤的氧气流量。在配方中输入数值,
约瑟夫森结点创建的每一步都是精确执行的,是可重复的,支持被记录下来供审查。
量子系列|约瑟夫森结的制造
约瑟夫森结|用于超导电路的薄膜沉积
离子源通过温和的清洁或精确的蚀刻为沉积的基底做准备。
    样品台角度、旋转和温度控制 
精确可重复的角度、旋转和温度值。
通过输入每个变量值创建你的配方。
气体控制和氧化处理 
AERES 控制软件
共创约瑟夫森结
按开始键,走人。
卓越的压力控制
连接的沉积室
可变角度平台
智能控制。
沉积控制 
过程控制
清洁过程
离子束源
磁控溅射
电子束源
Aeres