[发明专利]一种约瑟夫森结、约瑟夫森结阵列、其制备方法和用途

权利要求书

1.一种约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，所述约瑟夫森结的制备方法包括：

在A面蓝宝石衬底上制备下电极Ta层，在下电极Ta层上依次制备厚度为2~4nm的Ta₂O₅层和上电极Ta层，加工约瑟夫森结图形后，制备得到所述约瑟夫森结；

所述A面蓝宝石衬底进行预处理，所述预处理的过程包括依次进行的衬底表面原子台阶处理、背面预镀膜和活性氧辅助表面清洗。

2.根据权利要求1所述的约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，所述下电极Ta层和上电极Ta层的制备方式包括沉积法；

所述Ta₂O₅层的制备方式包括氧化法或沉积法。

3.根据权利要求2所述的约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，所述沉积法包括磁控溅射法、分子束外延法或电子束蒸发法中的一种或至少两种的组合；

所述下电极Ta层和上电极Ta层的制备方式相同或不同。

4.根据权利要求2所述的约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，所述氧化法包括准原位高温热氧化方法或低温湿法氧化。

5.一种约瑟夫森结，其特征在于，所述约瑟夫森结采用权利要求1-4任一项所述的约瑟夫森结的制备方法得到，所述约瑟夫森结的结构包括A面蓝宝石衬底，所述A面蓝宝石衬底上依次叠层制备的下电极Ta层、Ta₂O₅层和上电极Ta层，所述下电极Ta层的晶体取向为Ta（110）。

6.一种约瑟夫森结阵列，其特征在于，所述约瑟夫森结阵列包括阵列排布的约瑟夫森结以及用于导通结电极的空桥结构，所述约瑟夫森结采用权利要求5所述的约瑟夫森结。

7.一种权利要求6所述约瑟夫森结阵列的制备方法，其特征在于，所述约瑟夫森结阵列的制备方法包括：

在A面蓝宝石衬底上制备阵列排布的约瑟夫森结，钝化处理保护后加工超导电路图形；再次钝化处理保护后进行空气桥搭建，将约瑟夫森结的结电极进行导通，制备得到所述的约瑟夫森结阵列。

8.根据权利要求7所述约瑟夫森结阵列的制备方法，其特征在于，所述钝化处理的方式包括化学钝化。

9.一种权利要求5所述的约瑟夫森结的用途，其特征在于，所述约瑟夫森结用于超导芯片领域。