基于双晶退火衬底的高温超导纳米量子干涉仪在液氦液氮温区下的输运特性

作     者：秦晟昊 张昊晖 吴瑶 周晗 黄一聪 林建新 QIN Shenghao;ZHANG Haohui;WU Yao;ZHOU Han;HUANG Yicong;LIN Jianxin

作者机构：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心 哈尔滨工程大学智能科学与工程学院 

出 版 物：《低温物理学报》 (Low Temperature Physical Letters)

年 卷 期：2023年第45卷第6期

页      面：330-336页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:12104112) 山东省自然科学基金(批准号:ZR2021QA036) 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:3072022TS2602)资助的课题 

主　　题：超导器件 高温超导薄膜 超导量子干涉器件 

摘      要：超导纳米量子干涉器件是近年来发展起来的一种新型超导器件，通过现代微纳加工技术将其超导环缩小到纳米尺寸，构成高度灵敏的微观自旋探测器，理论上可以达到测量单电子自旋的灵敏度.同时，高温超导由于具有较高的临界温度和上临界场也备受关注.然而，相比于低温超导量子干涉器件，高温超导量子干涉器件的1/f噪声更加显著，这限制了其在低频下的应用.本文基于双晶衬底技术，通过聚焦离子束加工制备高温超导纳米量子干涉仪，并对其在液氦和液氮温区下的电学性能、4.2 K下的磁通噪声进行表征.实验发现，通过预先退火处理钛酸锶双晶衬底，可以有效改善衬底表面的粗糙度，进而优化高温超导纳米量子干涉仪的1/f磁通噪声.最终得到低频下（1 Hz）的磁通噪声灵敏度为4.9μΦ0/Hz1/2,比未事先预处理的小一到两个数量级，这对于推进高温超导纳米量子干涉器件在低频下的应用意义重大.