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Nano-SQUIDs mit sub-µm SNS-Josephson-Kontakten

03.12.2010

Im Rahmen einer Kooperation mit dem Physikalischen Institut der Universität Tübingen (Prof. Kleiner, Prof. Koelle) wurden verschiedene Nano-SQUID-Schaltungen hergestellt. Um die erforderlichen Kontakte mit Abmessungen von lediglich 200 nm x 200 nm zu realisieren, wurde eine an der PTB entwickelte Technologie eingesetzt, die auf Elektronenstrahl-Lithographie und chemisch-mechanischem Polieren basiert, und die sich bereits bei der Herstellung kleiner Kontakte für andere Anwendungen bewährt hat. Der Normalleiter der SNS-Josephson-Kontakte besteht aus HfTi (S: Supraleiter, N: Normalleiter). Damit hergestellte DC-SQUIDs und Gradiometer-Schaltungen zeigten charakteristische Spannungen von ca. 30 µV bis 40 µV bei einer sehr großen kritischen Stromdichte von 290 kA/cm2.
Erste Untersuchungen in Tübingen ergaben, dass die DC-SQUIDs eine Empfindlichkeit von 300 nΦ0/Hz1/2 besitzen und bei vergleichsweise hohen Magnetfeldern bis mindestens 100 mT eingesetzt werden können. Die Nano
-SQUIDs bieten eine sehr gute Ortsauflösung und sind damit für die Entwicklung eines Raster-SQUID-Mikroskops geeignet.

 

 

Bild:
Schema und REM Bilder der an der PTB hergestellten unterschiedlichen SQUID-Schaltungen. Die Josephson Kontakte besitzen eine Fläche von nur 0,04 µm² bei einer Stromdichte von 290 kA/cm².

 

 

 

Ansprechpartner: Oliver Kieler
Fachbereich 2.4:  Quantenelektronik