超导josephsonf遂道结的制备、性能研究及超导量子比特电路的结构探讨

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3、．，嗦４＇．．：．；＾＞＇黨扣Ｖ＾，馨數鼓皂義．护综嗓７学号：ＭＧ１２２３００４论文答辩曰期：２０１５年５月２４曰＾指导教师：心幸（签字）南京大学研究生毕业论文中文摘要首页用纸毕业论文题目：超导Ｊｏｓｅ地ｓｏｎ隧道结的制备、性能研究及超导量子比特电路的结构探讨无线电物理专业２０１２级硕去生姓名：李化虎指导教师（姓名、职称）：许伟伟教斗受摘要目前作为实现量子计算机的物理系统有很多方案，在诸多方案中，基于Ｊｏｓｅｐ

4、ｈｓｏｎ结的超导体方案由于设计和制备的工艺比较成熟、与外界稱合较强、宏观量子系统比一般量子系统大１０００倍等优势而备受关注。本文主要研究了超导Ａ１／Ａ１０、／Ａ１隧道结的制备工艺，并通过对隧道结的超导电流密度Ｊｃ、面积面积归一ｃ化电阻艮Ｃ同氧化气压Ｐ的关系及上、下电极的错薄膜厚度同Ｒ关系的研究来改善超导隧道结的质量。整个制备工艺简单且能达到构建超导量子比特的要求，同时还制备出Ｈ种方案的超导量子比特。本论文的主要研究内容包括Ｗ下Ｈ个部分：１．超导Ａｌ／Ａｌ〇ｘ／Ａｌ隧道结的制备本文利用双层光刻胶经

5、过紫外线曝光制备出悬空掩膜结构，然后采用电子束倾斜角度的原位制备方法制备出Ａ１／ＡｌＯｘ／ＡＩ隧道结，该工芝的最大优点在于整个制备过程简单且容易拉制。此外，势垒层是通过纯度为９９．９９％的氧气在下电极招薄膜的表面直接氧化生成，无污染结区的长度可Ｗ通过；调节蒸发角度来控制。目前，该工艺各流程的条件比较稳定，制备出的超导ＡＩ７０＾１１／ＡｌＯｘ／Ａ１隧道结的超导电流密度Ｊｃ已达至Ｊ／，漏电比可Ｕ控串Ｊ在２％Ｗ下，均己达到构建超导量子比特的要求。２．超导Ａ１／Ａ１化／Ａ１隧道结特性研究由

6、于Ｊｃ和能隙电压等参数均需在极低温条件下测量，测量过程周期较长、经济效益低且具有不可预判性，本文系统地研究了影响Ｊｃ和Ｒｃ的工艺条件，ＩＲ一ｃ和Ｊｃ有，ｃＪｃ实验结果表明，定的相关性通过对Ｒ的测量可Ｗ预判，同时在实验中通过对氧化气压Ｐ的调节来控制Ｒｅ，从而指导实验的进程。此外本论文还针对上、下电极薄膜的厚度同艮Ｃ的关系作了系统的分析，结果表明，在其他条件相同的情况下，底电极的膜厚在小于８０ｎｍ范围内变化时，将显著影响Ｒｅ的大小，而上电极的膜厚与Ｒｅ关联较小。３．超导量子比特电路的结构探讨本文

7、对Ｈ种超导量子比特电路结构的设计进行了尝试，通过在制备过程ｔ中不断改善电路的结构Ｗ及改变部分重要参数，测出比较理想的ｑｕｂｉ信号。Ａ一１／ＡＫ１关键词；悬空掩膜结构隧道结超导电流密度化：超导ＶＡ；；面积归电阻超导量子比特电路的结构探讨ｕｂｉｔ；；ｑ信号；ＩＩ南京大学研究生毕业论文英文摘要首页用纸ＴＰｆｉＳＩＳ：Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｐｐｐｇｏｓｅｐｈｓｏｎｕｎｃｔｉｏｎｓａｎｄｅｘｌｏｒｅｔｈｅｓ化ｕｃｔｕｒｅｏｆｊ

8、ｊｐｓｕｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｕｂｉｔｃｉｒｃｕｉｔｐｇｑＳＰＥＣＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ：ＲａｄｉｏＰｈｙｓｉｃｓＰＯＳＴＧＲＡＤＵＡＴＥ；巧ａｏｈｕＬｉＭＥＮＴＯＲ：ＰｒｏｆｅｓｓｏｒＷｅｉｗｅｉＸｕＡｂｓｔｒａｃｔＣｕｒｒｅｎｔｌｔｈｅ