利用界面结构调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法技术

本发明专利技术属于电子核心产业超导集成电路技术领域，特别涉及一种利用界面结构调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法，采用量子弹道输运理论与第一性原理结合的方法，对规则的三维Al/Al2O3/Al约瑟夫森结器件模型中Al2O3的不同终端方式及厚度对电子输运性质的影响进行模拟分析，通过分析三种不同氧化铝界面终端方式下的零偏压电导、电流

【技术实现步骤摘要】
利用界面结构调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法


[0001]本专利技术属于电子核心产业超导集成电路
，特别涉及一种利用界面结构调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法。

技术介绍

[0002]基于约瑟夫森结的超导量子比特是目前最有潜力且发展最好的量子比特之一，约瑟夫森结是由两个超导体之间嵌入介电层薄膜形成弱耦合的隧道结，介电层的质量和结构特征直接决定了电荷载流子穿过势垒的隧穿特性，从而决定了结的性能，介电层通常采用绝缘材料，因此也被称为超导体
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绝缘体
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超导体(SIS)器件。当前比较主流的约瑟夫森结通常被制造成Al/AlO
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/Al的“三明治”结构。随着大规模量子计算机的兴起，分析限制约瑟夫森结性能的因素变得至关重要。电子结构与约瑟夫森结的物理性质紧密相关，是结的具体性质的微观体现。在对电子结构等微观性质进行研究时，计算机模拟的方式有着实验手段不可比拟的优势，成本低、能清晰观察微观现象、不受环境因素影响、能够在极端条件下进行模拟等。目前，已经有很多科研人员通过计算机模拟仿真来对其进行研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用界面结构调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法，其特征在于，包含如下内容：设置铝和氧化铝的晶格常数，将x、y方向作为周期性方向，将z方向作为输运方向，利用铝和氧化铝的不同界面接触距离搭建与相应氧化层厚度和终端方式对应的多个三维Al/Al2O3/Al晶体模型，其中，氧化层终端方式包含：一层铝原子终端的铝终端方式、两层铝原子终端的双铝终端方式或一层氧原子终端的氧终端方式；依据每种晶体模型的单点能来获取最佳界面接触距离，利用该最佳界面接触距离对相应晶体模型进行界面优化，并将优化后的晶体模型转换为Al/Al2O3/Al约瑟夫森结器件模型；通过计算并分析Al/Al2O3/Al约瑟夫森结器件模型电输运性质，确定影响约瑟夫森结性能的界面原子排列变化微观结构因素，以指导约瑟夫森结制作工艺，其中，电输运性质至少包含：零偏压电导、I
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V曲线及透射谱，微观结构因素至少包含：氧化铝界面终端方式及厚度。2.根据权利要求1所述的利用界面结构调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法，其特征在于，晶体模型中输运器件包含：左、右电极，及中心散射区，其中，左、右电极为器件输运提供电子，中心散射区边界设置用于屏蔽中间散射区对电极影响的缓冲层，且缓冲层材料与电极材料一致。3.根据权利要求1或2所述的利用界面结构调控氧化铝约瑟夫森结电输运性质的方法，其特征在于，搭建三维Al/Al2O3/Al晶体模型时，在不同终端方式晶体模型的基础上，固定氧化铝左侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙回回，单征，勾雪莲，韩传兵，邱俊玲，刘福东，王立新，王卫龙，穆清，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：