[发明专利]一种超导隧道结、超导电子元件及其制备方法

权利要求书

1.一种超导隧道结，其特征在于，包括下电极，形成在所述下电极上的介电层，以及形成在所述介电层上方的上电极；

其中，所述下电极和所述上电极均包括多层结构，所述多层结构包括不同的超导材料层，并且自所述介电层至所述上电极和所述下电极的方向上，所述多层结构中的不同的所述超导材料的能带宽度逐渐增大，所述超导隧道结形成异质类超导隧道结。

2.根据权利要求1所述的超导隧道结，其特征在于，所述上电极和所述下电极包括均两层结构，所述下电极包括第一下电极层以及形成在所述第一下电极层上的第二下电极层，所述介电层形成在所述第二下电极层上，所述上电极包括形成在所述介电层上的第二上电极层以及形成在所述第二上电极层上的第一上电极层，其中，

所述第一下电极层和所述第一上电极层包括第一超导材料，所述第二下电极层和所述第二上电极层包括第二超导材料，并且所述第一超导材料和所述第二超导材料包括不同的超导材料，所述第一超导材料的能带宽度大于所述第二超导材料的能带宽度。

3.根据权利要求2所述的超导隧道结，其特征在于，所述介电层包括在所述下层电极的所述第二下电极层的表面形成的氧化物层。

4.根据权利要求2所述的超导隧道结，其特征在于，所述第一超导材料包括铅、铌、氮化铌及釔钡铜氧化物组成的群组中的至少一种，所述第二超导材料包括锡、铅、铌、氮化铌及釔钡铜氧化物组成的群组中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的超导隧道结，其特征在于，所述第一下电极层的厚度大于所述第二下电极层的厚度，所述第一上电极层的厚度大于所述第二上电极层的厚度。

6.根据权利要求5所述的超导隧道结，其特征在于，所述下电极的厚度介于其中，所述第一下电极层的厚度介于

7.根据权利要求5所述的超导隧道结，其特征在于，所述上电极的厚度介于其中所述第二上电极层的厚度介于

8.根据权利要求1所述的超导隧道结，其特征在于，所述介电层的厚度介于

9.根据权利要求1所述的超导隧道结，其特征在于，所述超导隧道结包括矩形结构，所述矩形结构的长度介于0.2mm～4mm，所述宽度介于0.2mm～4mm。

10.一种超导电子元件，其特征在于，包括衬底以及形成在所述衬底上的至少一个权利要求1-9中任一项所述的超导隧道结，至少一个所述超导隧道结以串联和/或并联的方式电连接。

11.一种超导超导电子元件制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底，在所述衬底上形成图形化的掩模层；

通过所述图形化的掩模层在所述衬底上形成下电极；

在所述下电极上形成介电层；

在所述介电层上形成上电极；

其中，所述上电极和所述下电极包括超导材料，所述上电极、所述介电层、所述下电极形成超导隧道结，并且所述上电极和所述下电极均包括多层结构，所述多层结构包括不同的超导材料层，并且自所述介电层至所述上电极和所述下电极的方向上，所述多层结构的不同的所述超导材料的能带宽度逐渐增大，所述超导隧道结形成异质类超导隧道结。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，通过所述图形化的掩模层在所述衬底上形成下电极包括以下步骤：

通过所述图形化掩模层在所述衬底上沉积第一超导材料层形成第一下电极层；

在所述第一下电极层上方沉积第二超导材料层形成第二下电极层，所述第二下电极层的厚度小于所述第一下电极层的厚度；

其中，所述第一超导材料和所述第二超导材料包括不同的超导材料。