原子力显微镜光刻制备MgB2射频超导量子干涉器件

利用原子力显微镜纳米光刻优化nanoSQUID和磁性颗粒之间的通量耦合

Optimizing the flux coupling between a nanoSQUID and a magnetic particle using atomic force microscope nanolithography

我们目前的铌基SQUID磁强计的弱链接工程的局部氧化的薄膜，使用原子力显微镜（AFM）的结果。首先，我们表明，这种技术允许创建10 nm的横向分辨率的可变厚度的桥梁。通过实时监测弱连接传导性的可能性，提供了对弱连接铣削的精确控制。这样的过程被示出为增强磁场调制，因此磁力计的灵敏度。其次，AFM光刻用于提供NanoSQUID弱链接相对于铁磁铁点的精确对准。研究了近场耦合粒子作为外加磁场方向的结点的磁化翻转。

Boosting Transparency in Topological Josephson Junctions via Stencil Lithography

Hybrid devices comprised of topological insulator (TI) nanostructures in proximity to s-wave superconductors (SC) are expected to pave the way towards topological quantum computation. Fabrication under ultra-high vacuum conditions is necessary to attain high quality of TI-SC hybrid devices, because the physical surfaces of V-VI three-dimensional TIs suffer from degradation at ambient conditions. Here, we present an in-situ process, which allows to fabricate such hybrids by combining molecular beam epitaxy and stencil lithography. As-prepared Josephson junctions show nearly perfect interface tr…

基于阳极氧化纳米桥的铌和氮化铌SQUID，用原子力显微镜制作

Niobium and niobium nitride SQUIDs based on anodized nanobridges made with an Atomic Force Microscope

提出了一种基于原子力显微镜（AFM）的直写光刻技术制备超导量子干涉器件（SQUID）的方法。该技术涉及使用AFM的电压偏置尖端对Nb或NbN掺杂膜进行无掩模局部阳极氧化。SQUID是弱连接类型，其中两种几何形状已经过测试：Dayem和可变厚度纳米桥。的磁场依赖的最大超电流IC（通量）在SQUID是彻底测量不同的弱连接的几何形状和测试材料。研究发现，调制的形状和深度的Ic（磁通）曲线是很大程度上依赖于弱连接的大小。我们分析的结果，考虑到动力学电感的纳米桥，并使用Likharev-Yakobson模型。最后，我们表明，目前的分辨率达到这种技术（20 nm），使我们能够制造铌弱连接的行为接近理想的约瑟夫森结。

高能球磨Mg粉和B粉制备块体MgB2超导性能的改善

Improved Superconducting Properties in Bulk MgB2 Prepared by High Energy Milling of Mg and B Powder

通过高能球磨Mg粉和B粉制备了MgB 2块体。研究了球磨时间与MgB 2超导块材微观结构和超导性能之间的关系。利用X射线衍射（XRD）、能谱（EDX）和扫描电子显微镜（SEM）对样品进行了表征，并利用超导量子干涉仪（SQUID）对样品的磁化性能进行了测试。结果表明，高能球磨是获得具有良好晶粒连接性和高Jc性能的细晶（40- 100 nm）MgB_2块体材料的有效途径。在15 K和0.59T下，临界电流密度达到2.0 × 10 E6 A/cm ~ 2，在2 T下达到5.7 × 10 E5 A/cm ~ 2，在5 T下达到3.0 × 10 E4 A/cm ~ 2。

反应等离子体刻蚀制备NbSe $_2$单晶超导纳米线

Single-crystal superconducting nanowires of NbSe$_2$ fabricated by reactive plasma etching

我们提出了单晶NbSe $_2$纳米线的制备和测量。这些纳米线是在NbSe $_2$的可剥离（$\lesssim10\text{ nm}$）薄片上制备的，所述薄片使用结合电子束光刻和反应性等离子体蚀刻的工艺从块状单晶机械剥离。使用Ti/Au制备与纳米线的电接触。我们的技术，克服了以前开发的方法用于制造超导纳米线的几个限制，也允许制备具有所需几何形状的复杂超导纳米结构。首次测量了宽度低至30 nm、横截面积低至270 nm的单个超导单晶纳米线的电流-电压特性$^2$。

高密度MgB2超导体的透射电子显微镜研究

Microstructure of the highly dense MgB2 Superconductor by transmission electron microscope

利用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）研究了在约3 GPa的高压下高温烧结的MgB 2超导体的微观结构。TEM图像未显示样品中的任何孔。所有的晶粒都是紧密连接的，在所研究的区域内，在边界处没有可辨别的空隙或杂质。HRTEM图像清楚地显示了形成基底六方平面的每个组成原子，在单个晶粒中没有任何缺陷。从该直接测量得到的a轴晶格参数0.307 nm短于从使用扩散技术制备的样品获得的值0.314 nm。还观察到最可能是MgB4并且不形成界面层的次要杂质相，但是与主MgB2相很好地隔离。我们的研究结果验证了MgB2粉末在高温高压下烧结到其理论密度，没有任何孔隙或晶粒生长。