[发明专利]一种约瑟夫森结的制备方法及约瑟夫森结

权利要求书

1.一种约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底表面设置掩膜；所述掩膜形成有第一通道与第二通道，所述第二通道的一端与所述第一通道相重合，形成有三端通道；所述第一通道的轴线与所述第二通道的轴线相交；

沿第一蒸镀方向在所述第一通道中远离所述第二通道一侧形成条状的第一超导层；所述第一蒸镀方向与所述衬底表面法线形成夹角，所述第一蒸镀方向在水平方向的分量与所述第二通道轴线形成夹角，使所述第一超导层仅在所述第一通道内设置；

在所述第一超导层表面设置绝缘层；

沿第二蒸镀方向在所述第二通道中设置第二超导层，在所述第一通道与所述第二通道重合的区域形成约瑟夫森结；所述第二蒸镀方向在水平方向的分量与所述第二通道的轴线平行；所述第二蒸镀方向与所述衬底表面法线形成夹角，使所述第二超导层仅在所述第二通道内设置，所述约瑟夫森结的面积受到所述第一蒸镀方向的调控；所述第一通道的轴线与所述第二通道的轴线非垂直相交，所述第一蒸镀方向在水平方向的分量与所述第一通道的轴线垂直。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一通道与所述第二通道之间形成第一夹角，所述第一蒸镀方向与所述衬底表面法线形成第二夹角，满足：

；

所述L1为第一通道的宽度，所述L2为第二通道的宽度，所述H为所述掩膜的厚度，所述为所述第一夹角，所述为所述第二夹角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二蒸镀方向与所述衬底表面法线形成第三夹角，满足：

；

所述为所述第三夹角。

4.一种约瑟夫森结的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底表面设置掩膜；所述掩膜形成有第一通道与第二通道，所述第二通道的一端与所述第一通道相重合，形成有三端通道；所述第一通道的轴线与所述第二通道的轴线相交；

沿第一蒸镀方向在所述第一通道中远离所述第二通道一侧形成条状的第一超导层；所述第一蒸镀方向与所述衬底表面法线形成夹角，所述第一蒸镀方向在水平方向的分量与所述第二通道轴线形成夹角，使所述第一超导层仅在所述第一通道内设置；

在所述第一超导层表面设置绝缘层；

沿第二蒸镀方向在所述第二通道中设置第二超导层，在所述第一通道与所述第二通道重合的区域形成约瑟夫森结；所述第二蒸镀方向在水平方向的分量与所述第二通道的轴线平行；所述第二蒸镀方向与所述衬底表面法线形成夹角，使所述第二超导层仅在所述第二通道内设置，所述约瑟夫森结的面积受到所述第一蒸镀方向的调控；

所述第一通道的轴线与所述第二通道的轴线垂直相交，所述第一蒸镀方向在水平方向的分量与所述第一通道的轴线非垂直相交。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一通道与所述第一蒸镀方向之间形成第四夹角，所述第一蒸镀方向与所述衬底表面法线形成第五夹角，满足：

；

所述L1为第一通道的宽度，所述L2为第二通道的宽度，所述H为所述掩膜的厚度，所述为所述第四夹角，所述为所述第五夹角。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二蒸镀方向与所述衬底表面法线形成第六夹角，满足：

；

所述为所述第六夹角。

7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述在衬底表面设置掩膜包括：

通过光刻设备在所述衬底表面设置所述掩膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过光刻设备在所述衬底表面设置所述掩膜包括：

通过I-Line设备或者激光直写设备在所述衬底表面设置所述掩膜。

9.一种约瑟夫森结，其特征在于，为由权利要求1至8任一项权利要求所述一种约瑟夫森结的制备方法所制备而成的约瑟夫森结。

10.一种超导量子芯片，其特征在于，包括由如权利要求1至8任一项权利要求所述约瑟夫森结的制备方法所制备而成的约瑟夫森结。

11.一种超导量子计算机，其特征在于，包括权利要求10所述超导量子芯片。