上海微系统所成功研制3D纳米超导量子干涉器件

在中国科学院战略性先导B类专项等国家重大项目的支持下，中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中国科学院超导电子学卓越创新中心在纳米超导量子干涉器件（nanoSQUID）研究中取得新进展。超导实验室主任、研究员王镇，副研究员陈垒等人发明并研制了一种全新的3D nanoSQUID器件，相关成果于11月7日发表在《纳米快报》（Nano Letters，DOI:10.1021/acs.nanolett.6b03826)上。

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Nb 3D nanoSQUID 器件结构和电学表征结果

　　NanoSQUID是基于SQUID发展起来的一种新型超导器件，它通过现代微纳加工技术将SQUID的超导环缩小到纳米级别，构成极端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。此前的nanoSQUID器件由于普遍采用2D平面结构，很难形成理想约瑟夫森微桥结，从而存在临界电流－磁通调制深度较低的问题，限制了器件的灵敏度。该团队通过自主创新研究，利用卓越中心的一流超导器件工艺平台，在国际上首次制备成功Nb基3D nanoSQUID器件，获得了较理想的约瑟夫森效应，磁通调制深度高达45.9%。同时，该器件在0.5 T的平行磁场环境下仍然可以正常工作，完全满足X-band（~10 GHz）自旋磁共振条件，为Nb基nanoSQUID在单电子自旋探测应用迈出了重要的一步，获得审稿人“解决了该领域二十多年的难题，有望实现nano-SQUID的革命性突破”的高度评价。

　　该项工作获得中科院B类先导专项“超导电子学应用基础研究”（XDB04000000）、国家自然基金青年项目（61306151）和信息功能材料国家重点实验室自主课题（SKLFMI201504）的大力支持。

　　文章链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b03826

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