[发明专利]超导装置和制造超导装置的方法

说明书

一种量子干涉装置，包括被正常导体段中断的超导环路和连接到正常导体段的干涉仪，其中，超导环路包括多个匝。所述匝可以是多个相邻的瓣。线圈可以位于超导环路的瓣内。可选地，桥接层(例如由金制成的桥接层)形成在衬底上方，以在桥接层上方形成的超导层(例如由铌制成的超导层)和桥接层上方形成的正常导电层(例如由钛制成的正常导电层)之间形成电接触。桥接层使得该装置由原本不相容的超导材料和普通导电材料形成。可以使得钛正常导电层能够在数年的时间内氧化。

技术领域

本发明涉及超导装置和制造超导装置的方法。

背景技术

在WO 2012/007736 A1中公开了各种量子干涉装置，其可以用作通量传感器、晶体管或量子位。在所附的图1和图2中描绘了所述装置的两个示例。

在图1的装置中，量子干涉装置50包括被正常导体段52中断的超导环路51，该正常导体段52在接合点53、54处连接到超导环路51。干涉仪55的两个分支10连接到正常导体段52。两个分支55a、55b连接到正常导体段52的中点以形成十字。

干涉仪的第一分支55a包括将正常引线57、58与正常导体段52分开的隔板56。干涉仪的第二分支55b包括连接到正常导体段52的正常支路59以及超导引线60、61。当电流通过干涉仪55时，准粒子从正常：超导界面53、54反射(安德列夫反射)。通过超导环路51的通量影响界面53和界面54之间的相位差，并因此在由两个边界反射的电子之间引起量子干涉。因此通过干涉仪55的电流I对通量Φ敏感。

在图2的变体中，设置额外电流引线62、63以将干涉仪转换为晶体管。跨干涉仪的电导受超导线中的偏置电流I_b控制。

WO 2012/007736 A1教导了这样的装置的超导部件由铝(Al)或铌(Nb)制成。因为Al的自然氧化形成钝化层，因此Al是有利的，但Nb具有更高的临界温度Tc。建议装置的正常导电部件由镁(Mg)、锑(Sb)、铋(Bi)、碳纳米管或石墨烯构成。

发明内容

本发明的目的是提供改进的量子干涉装置。

根据本发明，提供了一种量子干涉装置，该量子干涉装置包括被正常导体段中断的超导环路和连接到正常导体段的干涉仪，其中，超导环路包括多个匝。

根据本发明，提供了一种量子干涉装置，该量子干涉装置包括被正常导体段中断的超导环路和连接正常导体段的干涉仪；其中，超导环路包括两个或更多个瓣。

附图说明

下面参照附图进一步描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1描绘了本领域已知的量子干涉装置；

图2描绘了本领域已知的另一量子干涉装置；

图3描绘了在制造本领域已知的量子干涉装置时出现的问题；

图4描绘了本发明的实施例中的超导体和正常导体之间的接合点；

图5描绘了本发明的实施例中的超导体和正常导体之间的另一接合点；

图6示意性地描绘了根据本发明的实施例的量子干涉装置；

图7是图6的量子干涉装置的一部分的放大图；

图8示意性地描绘了根据本发明的实施例的量子干涉装置；

图9示意性地描绘了根据本发明的实施例的量子干涉装置；

图10示意性地描绘了根据本发明的实施例的量子干涉装置；

图11示意性地描绘了根据本发明的实施例的包括量子干涉装置的梯度仪；

图12描绘了根据本发明的实施例的包括量子干涉装置的梯度仪的片上布置；