【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及量子信息，更为具体地说，涉及一种约瑟夫森结及其制作方法和量子芯片。
技术介绍
1、量子计算机是基于量子力学进行信息处理和运算的装置，相较于经典计算机，在计算速度上展现了极强的优越性，其出现标志着量子科技时代的到来。量子芯片是实现量子计算的关键器件。到目前为止，大量的研究热点集中在基于约瑟夫森结(阵列)的超导量子比特系统，因其具有高的门操作保真度、好的系统集成度和可兼容传统半导体的成熟加工工艺等优势而被广泛研究，使得约瑟夫森结的超导量子比特体系是实现量子计算的重要体系之一。
2、现有的约瑟夫森结中，超导层与衬底的接触面积通常与超导层在衬底上的垂直投影面积相同，使得约瑟夫森结与衬底之间介电损耗较大，导致现有约瑟夫森结的性能较差，影响了量子芯片的品质。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种约瑟夫森结及其制作方法和量子芯片，有效解决了现有技术存在的技术问题，提高了约瑟夫森结的性能，保证了量子芯片的品质较高。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种约瑟夫森结，包括：
4、位于衬底的生长面且依次制备的第一超导层、势垒层和第二超导层，其中，所述第一超导层和所述第二超导层中至少之一超导层中，所述超导层与所述衬底的接触面的面积，小于所述超导层的整体在所述生长面的垂直投影的面积。
5、可选的，所述超导层包括：
6、位于所述衬底的生长面上的第一结构部；
7、及位于所述第一结
8、可选的，所述第一结构部为独立结构部；
9、或者，所述第一结构部包括间隔设置的多个子结构部。
10、可选的，所述衬底还包括结合凹槽，其中，所述超导层的部分嵌入所述结合凹槽中。
11、可选的，所述第一超导层和所述第二超导层中至少之一超导层的形状为t形结构，所述结合凹槽为倒梯形结构。
12、相应的，本专利技术还提供了一种量子芯片，所述量子芯片包括上述的约瑟夫森结。
13、相应的，本专利技术还提供了一种约瑟夫森结的制作方法，所述制作方法包括：
14、提供一衬底；
15、在所述衬底的生长面上形成掩膜层，所述掩膜层包括具有设定图案的镂空；
16、在所述镂空内依次制备第一超导层、势垒层和第二超导层，其中，所述第一超导层和所述第二超导层中至少之一超导层中，所述超导层与所述衬底的接触面的面积，小于所述超导层的整体在所述生长面的垂直投影的面积；
17、去除所述掩膜层。
18、可选的，在所述衬底的生长面上形成掩膜层，所述掩膜层包括具有设定图案的镂空，包括：
19、在所述衬底的生长面上形成掩膜层，所述掩膜层包括具有设定图案的镂空，其中，所述镂空包括第一延伸镂空和与所述第一延伸镂空相交的第二延伸镂空，所述第一延伸镂空和所述第二延伸镂空中至少之一延伸镂空中，所述延伸镂空包括位于所述衬底上的第一镂空部和位于所述第一镂空部背离所述衬底一侧的第二镂空部，所述第一镂空部的宽度小于所述第二镂空部的宽度；
20、其中，在所述镂空内依次制备第一超导层、势垒层和第二超导层，包括：
21、在所述第一延伸镂空处形成所述第一超导层；
22、在所述第一超导层上形成势垒层；
23、在所述第二延伸镂空处且在所述势垒层上形成所述第二超导层，其中，所述超导层在所述第一镂空部处为第一结构部，且所述超导层在所述第二镂空部处为第二结构部。
24、可选的，在所述衬底的生长面上形成掩膜层，包括：
25、在所述衬底的生长面上形成第一光刻胶层；
26、在所述第一光刻胶层背离所述衬底一侧形成第二光刻胶层，所述第一光刻胶层的灵敏度小于所述第二光刻胶的灵敏度；
27、在所述第二光刻胶背离所述衬底一侧形成导电胶；
28、采用电子束自所述第二光刻胶层一侧进行曝光显影形成所述镂空，其中，所述第一光刻胶层包括所述第一镂空部，所述第二光刻胶层包括所述第二镂空部。
29、可选的，采用电子束自所述第二光刻胶层一侧进行曝光显影形成所述镂空，包括：
30、提供所述电子束，所述电子束对应所述第一镂空部的部分能量，大于所述电子束对应所述镂空其余处的能量；
31、采用所述电子束自所述第二光刻胶层一侧进行曝光显影形成所述镂空；
32、在形成所述掩膜层之后，且形成所述第一超导层之前，还包括：
33、对应所述镂空处对所述衬底进行刻蚀形成结合凹槽，其中，所述超导层的部分嵌入所述结合凹槽中。
34、相较于现有技术，本专利技术提供的技术方案至少具有以下优点：
35、本专利技术提供了一种约瑟夫森结及其制作方法和量子芯片，约瑟夫森结包括：位于衬底的生长面且依次制备的第一超导层、势垒层和第二超导层，其中，所述第一超导层和所述第二超导层中至少之一超导层中，所述超导层与所述衬底的接触面的面积，小于所述超导层的整体在所述生长面的垂直投影的面积。由上述内容可知，本专利技术提供的技术方案，通过将超导层与衬底的接触面的面积，设计为小于超导层的整体在生长面的垂直投影的面积，改善了超导层与衬底之间介电损耗较大的问题，提高了约瑟夫森结的性能，保证了量子芯片的品质较高。
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1.一种约瑟夫森结，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述超导层包括：
3.根据权利要求2所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述第一结构部为独立结构部；
4.根据权利要求1所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述衬底还包括结合凹槽，其中，所述超导层的部分嵌入所述结合凹槽中。
5.根据权利要求4所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述第一超导层和所述第二超导层中至少之一超导层的形状为T型结构，所述结合凹槽为倒梯形结构。
6.一种量子芯片，其特征在于，所述量子芯片包括权利要求1-5任意一项所述的约瑟夫森结。
7.一种约瑟夫森结的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
8.根据权利要求7所述的约瑟夫森结的制作方法，其特征在于，在所述衬底的生长面上形成掩膜层，所述掩膜层包括具有设定图案的镂空，包括：
9.根据权利要求8所述的约瑟夫森结的制作方法，其特征在于，在所述衬底的生长面上形成掩膜层，包括：
10.根据权利要求9所述的约瑟夫森结的制作方法，其特征在于，采用电
...【技术特征摘要】
1.一种约瑟夫森结，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述超导层包括：
3.根据权利要求2所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述第一结构部为独立结构部；
4.根据权利要求1所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述衬底还包括结合凹槽，其中，所述超导层的部分嵌入所述结合凹槽中。
5.根据权利要求4所述的约瑟夫森结，其特征在于，所述第一超导层和所述第二超导层中至少之一超导层的形状为t型结构，所述结合凹槽为倒梯形结构。
6.一种量子芯片，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张儒辉，梁潇，孟铁军，项金根，
申请(专利权)人：深圳量旋科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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