Вышедшие номера
Изготовление туннельных сверхпроводниковых структур селективным химическим травлением алюминия
Российский научный фонд, Конкурс 2023 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 23-79-10262
Юсупов Р.А.1, Гунбина А.А.1, Маркина М.А.1,2, Тарасов М.А.1, Фоминский М.Ю.1, Чекушкин А.М.1, Эдельман В.С.3
1Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", Москва, Россия
3Институт физических проблем им. П.Л. Капицы РАН, Москва, Россия
Email: yusupovrenat@hitech.cplire.ru, aleksandragunbina@mail.ru, markina_ma@hitech.cplire.ru, tarasov@hitech.cplire.ru, ffke@yandex.ru, chekushkin@hitech.cplire.ru, edelman@kapitza.ras.ru
Поступила в редакцию: 13 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 13 мая 2025 г.
Принята к печати: 13 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 21 августа 2025 г.

Предложен и апробирован технологический маршрут изготовления туннельных сверхпроводниковых структур с использованием жидкостного селективного травления алюминия для разрыва электрического контакта по нижнему слою трехслойной туннельной структуры и формирования подвешенного над поверхностью подложки мостика. Продемонстрировано, что по предложенному технологическому маршруту формирование трехслойной структуры может производиться всеми методами нанесения пленок, включая магнетронное распыление, а не только термическим распылением, как это делалось ранее. Для отработки технологии изготовлены образцы с туннельными переходами Al/AlOx/Nb. Изготовленные структуры измерены при температурах до 2.8 K, отношение дифференциального сопротивления в области нулевого напряжения к нормальному сопротивлению достигает 12. Исследованы туннельные структуры сверхпроводник-изолятор-палладий-изолятор-сверхпроводник. Исследована проблема негативного влияния палладия на туннельные барьеры на основе алюминия и предложены методы решения данной проблемы. Ключевые слова: сверхпроводниковые туннельные структуры, туннельный барьер, сверхпроводник-изолятор-нормальный металл-изолятор-сверхпроводник, болометры на холодных электронах, нормальный металл-изолятор-сверхпроводник-изолятор-нормальный металл, жидкостное травление, магнетронное распыление.
  1. S.F. Likhachev, A.G. Rudnitskiy, A.S. Andrianov, M.N. Andrianov, M.Yu. Arkhipov, V.F. Vdovin, E.S. Golubev, V.I. Kostenko, T.I. Larchenkova, S.V. Pilipenko, Ya.G. Podobedov, J.C. Razananirina, I.V. Tretyakov, S.D. Fedorchuk, A.V. Khudchenko, R.A. Cherniy, M.A. Shchurov. Cosmic Res, 62, 117 (2024). DOI: 10.1134/S0010952523700764
  2. Y. Balega, G. Bubnov, A. Chekushkin, V. Dubrovich, V. Edelman, A. Gunbina, S. Kapustin, T. Khabarova, D. Kukushkin, I. Lapkin, M. Mansfeld, A. Maruhno, V. Parshin, A. Raevskiy, V. Stolyarov, M. Tarasov, G. Valyavin, V. Vdovin, G. Yakopov, R.Yusupov, P. Zemlyanukha, I. Zinchenko. Sensors, 24 (2), 359 (2024). DOI: 10.3390/s24020359
  3. D. Golubev, L. Kuzmin. J. Appl. Phys., 89 (11), 6464 (2001). DOI: 10.1063/1.1351002
  4. L. Kuzmin, D. Golubev. Physica C: Superconductivity, 372, 3782 (2002). DOI: 10.1016/S0921-4534(02)00704-9
  5. J.N. Ullom, AIP Conf. Proceed., 605 (1), 135 (2002). DOI: 10.1063/1.1457613
  6. Л.С. Кузьмин. УФН, 5 (175), 549 (2005). DOI: 10.3367/UFNr.0175.200505h.0549 [L.S. Kuz'min, Phys. Usp., 48, 519 (2005). DOI: 10.1070/pu2005v048n05abeh002128]
  7. D.A. Pimanov, A.L. Pankratov, A.V. Gordeeva, A.V. Chiginev, A.V. Blagodatkin, L.S. Revin, S.A. Razov, V.Yu. Safonova, I.A. Fedotov, E.V. Skorokhodov, A.N. Orlova, D.A. Tatarsky, N.S. Gusev, I.V. Trofimov, A.M. Mumlyakov, M.A. Tarkhov. Superconductor Sci. Technol., 38 (3), 035026 (2025). DOI: 10.1088/1361-6668/adb942
  8. M. Nahum, T.M. Eiles, J.M. Appl. Phys. Lett., 65 (24), 3123 (1994). DOI: 10.1063/1.112456
  9. S.A. Lemziakov, B. Karimi, S. Nakamura, D.S. Lvov, R. Upadhyay, C.D. Satrya, Z.-Y. Chen, D. Subero, Y.-C. Chang, L.B. Wang, J.P. Pekola. J. Low Temperature Phys., 217 (1), 54 (2024). DOI: 10.1007/s10909-024-03144-8
  10. M. Tarasov, V. Edelman, S. Mahashabde, M. Fominsky, S. Lemzyakov, A. Chekushkin, R. Yusupov, D. Winkler, A. Yurgens. Appl. Phys. Lett., 110, 242601 (2017)
  11. O. Caki r. J. Mater. Processing Technol., 199 (1-3), 337 (2008). DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2007.08.012
  12. D.R. Dunbobbin, J. Faguet. SPIE, 922, 247 (1988)
  13. F.M. d'Heurle. Metall. Mater. Transactions B, 1, 725 (1970)
  14. F.M. Mwema, O.P. Oladijo, S.A. Akinlabi, E.T Akinlabi. J. Alloys Compounds, 747, 306 (2018). DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.03.006
  15. A.B. Ermakov, S.V. Shitov, A.M. Baryshev, V.P. Koshelets, W. Luinge, IEEE Transactions Appl. Supercond., 11, 1, 840 (2001)
  16. М.А. Маркина, А.М. Чекушкин, М.А. Тарасов, М.Ю. Фоминский, Т.Д. Пацаев, А.Л. Васильев. ЖТФ, 94 (7), 1079 (2024). [M.A. Markina, A.M. Chekushkin, M.A. Tarasov, M.Yu. Fominskiy, T.D. Patsaev, A.L. Vasiliev. Tech. Phys., 69 (7), 1004 (2024). DOI: 10.61011/TP.2024.07.58804.169-24]