利用氦离子束聚焦（He-FIB）技术制备的YBa2Cu3O7-x约瑟夫森结阵列实现电压标准的研究

《IEEE Transactions on Applied Superconductivity》：Towards a Voltage Standard Using YBa2Cu3O7-x Josephson Junction Arrays Fabricated by He-FIB

研究利用氦离子束直接书写法制备YBa2Cu3O7-x Josephson结（JJs），通过添加旁路电阻有效降低JJs的Rn值和参数分布，评估不同设计对Rn和Ic的影响，并在单JJs中观测到吉赫兹频率的Shapiro步进，与PTB设备比较显示0.05%偏差，证明其作为电压标准的可行性。

　　

摘要：

最近使用聚焦氦离子束（He-FIB）直接写入技术制备的YBa2Cu3O7-x约瑟夫森结（JJs）的研究结果表明，该技术有助于实现YBa2Cu3O7-x电压标准。通过后续的剥离步骤添加一个分流电阻，可以降低JJs的电阻值（R），从而减少其参数的波动范围。这些结果是通过在多个JJs上使用一个大型分流电阻获得的。本研究提出了多种分流电阻的设计方案，这些方案能够实现单独测量每个JJs的目的。通过对有无分流电阻时的测量结果进行比较，评估了这些设计方案的效果。实验结果显示，分流电阻确实能够有效控制电阻值（R）的波动，并且还能观察到电流（I）的变化。无论是否使用分流电阻，都对参数的波动范围进行了研究。此外，还展示了单个JJs在吉赫兹频率下的Shapiro效应。最后，通过对比YBa2Cu3O7-x He-FIB JJ与PTB Braunschweig公司的约瑟夫森任意波形合成器的测量结果（偏差为0.05%），验证了该技术的潜在应用价值。