【技术实现步骤摘要】
一种磁通驱动约瑟夫森参量放大器及其制备方法
本专利技术属于超导电子学，特别是涉及一种磁通驱动约瑟夫森参量放大器及其制备方法。
技术介绍
量子计算机作为一种新型的计算工具，运用了量子力学的叠加态原理和量子纠缠特性，具有强大的并行运算能力。超导量子比特由于其具有低损耗、可扩展性好、与传统微纳加工技术兼容等特点，成为最有可能实现量子计算机的方案之一。在量子比特测量实验中，为了保护量子比特的状态，测量信号功率非常小，在电路的输出端需要外加放大器对输出信号进行放大。而商用的HEMT(高电子迁移率晶体管)噪声温度在4K左右，难以用于量子比特的单发(singleshotreadout)非破坏性读出。约瑟夫森参量放大器(JosephsonParametricAmplifier，JPA)基于约瑟夫森结的非线性电感特性，在适当的泵浦频率作用下，将泵浦信号的能量转换为被放大信号频率的能量，实现对输入信号的放大。JPA的噪声水平接近量子极限噪声，可以作为超导量子比特电路的第一级放大器，使得读出信号的信噪比获得极大提高，实现量子比特单发非破坏
【技术保护点】
1.一种磁通驱动约瑟夫森参量放大器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n1)提供一衬底；/n2)于所述衬底的上表面形成Nb/Al-AlOx/Nb叠层结构；/n3)对所述Nb/Al-AlOx/Nb叠层结构中的上层Nb层、Al-AlOx层及下层Nb层依次进行刻蚀，形成共面波导谐振腔结构及泵浦线结构，同时于所述共面波导谐振腔结构和所述泵浦线结构之间形成地线结构、于所述共面波导谐振腔结构的另一侧形成信号输入配线结构、于所述泵浦线结构的另一侧形成泵浦输入配线结构；其中，所述共面波导谐振腔结构中形成有Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结；/n4)于步骤3)所述结构上表面形成一绝...
【技术特征摘要】
1.一种磁通驱动约瑟夫森参量放大器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)提供一衬底；
2)于所述衬底的上表面形成Nb/Al-AlOx/Nb叠层结构；
3)对所述Nb/Al-AlOx/Nb叠层结构中的上层Nb层、Al-AlOx层及下层Nb层依次进行刻蚀，形成共面波导谐振腔结构及泵浦线结构，同时于所述共面波导谐振腔结构和所述泵浦线结构之间形成地线结构、于所述共面波导谐振腔结构的另一侧形成信号输入配线结构、于所述泵浦线结构的另一侧形成泵浦输入配线结构；其中，所述共面波导谐振腔结构中形成有Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结；
4)于步骤3)所述结构上表面形成一绝缘层，并对所述绝缘层进行刻蚀，以于所述Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结表面形成约瑟夫森结过孔、于所述地线结构表面形成接地过孔、于所述信号输入配线结构表面形成输入信号引脚过孔、于所述泵浦输入配线结构表面形成泵浦输入引脚过孔；
5)于步骤4)所述结构上表面形成一超导薄膜层，并对所述超导薄膜层进行刻蚀，以将所述约瑟夫森结过孔和所述接地过孔电连接，同时于所述接地过孔中形成接地引脚、于所述输入信号引脚过孔中形成输入信号引脚、于所述泵浦输入引脚过孔中形成泵浦输入引脚。
2.根据权利要求1所述的磁通驱动约瑟夫森参量放大器的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：对步骤1)所述衬底进行清洗的步骤。
3.根据权利要求1所述的磁通驱动约瑟夫森参量放大器的制备方法，其特征在于，步骤2)中形成所述Nb/Al-AlOx/Nb叠层结构的方法包括：先采用直流磁控溅射原位生长法于所述衬底上表面依次形成下层Nb层及Al层，之后采用静态氧化法于所述Al层表面形成AlOx层以得到Al-AlOx层，最后采用直流磁控溅射原位生长法于所述Al-AlOx层上表面形成上层Nb层。
4.根据权利要求3所述的磁通驱动约瑟夫森参量放大器的制备方法，其特征在于，所述下层Nb层的厚度大于其磁场穿透深度，所述Al层的厚度小于所述下层Nb层的相干长度，所述AlOx层的厚度与所述约瑟夫森结的临界电流密度成反比，所述上层Nb层的厚度大于其磁场穿透深度。
5.根据权利要求1所述的磁通驱动约瑟夫森参量放大器的制备方法，其特征在于，步骤3)中形成所述共面波导谐振腔结构、所述泵浦线结构、所述地线结构、所述信号输入配线结构及所述泵浦输入配线结构的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：林志荣，薛航，江文兵，应利良，王镇，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。