[发明专利]一种Bi2Sr2CaCu2O8单个约瑟夫森表面结的制备方法

摘要

本发明公开了一种Bi₂Sr₂CaCu₂O₈单个约瑟夫森表面结的制备方法，将BSCCO单晶置于热蒸发的真空环境中进行解理，解理后迅速热蒸发金电极，直接光刻图形，通过氩离子束刻蚀的方法刻蚀掉图形区域之外的金膜与BSCCO单晶，之后在图形四周蒸发一层绝缘的SiO作为保护，经过蒸金、光刻得到上下电极图形，使用碘化钾腐蚀液刻蚀掉其他区域的金膜，制备出只有一个结的约瑟夫森表面结。该制备方法简单，克服了传统离子束刻蚀无法精确控制刻蚀的厚度从而无法制备出单个表面结的缺点，大大缩短了样品制备周期并提高了样品制备成功率，能制备出只有一个结的约瑟夫森表面结，特性不受内部结的干扰，对表面结特性的研究起到了重大的推动作用。

主权项

1.一种Bi2Sr2CaCu2O8单个约瑟夫森表面结的制备方法，其特征在于：将BSCCO单晶置于热蒸发的真空环境中进行解理，解理后迅速热蒸发金电极，直接光刻图形，通过氩离子束刻蚀的方法刻蚀掉图形周围的金膜与BSCCO单晶，之后在图形四周蒸发一层绝缘的SiO作为保护，经过蒸金、光刻得到上下电极图形，使用碘化钾腐蚀液刻蚀掉其他区域的金膜，制备出只有一个结的约瑟夫森表面结；包括以下步骤：1)选用一块表面平整的BSCCO单晶，用polyimide绝缘胶固定于MgO基片上，使单晶平整表面与MgO基片贴合；把粘贴好的样品置于烘台上固化；2)等样品完全固定于MgO基片之上后，采用原位热蒸发的方法在单晶表面蒸发一层金膜作为电极；3)根据预期结区的大小与耦合天线的结构，采用紫外光刻技术做出需要的图形；4)将已有所需光刻图形的样品放入氩离子刻蚀机中，将图形周围的金膜与BSCCO单晶刻蚀干净；5)将样品放入SiO热蒸发装置中，在样品表面蒸发一层SiO；6)将样品置于丙酮溶液中，洗去图形表面的光刻胶与光刻胶上方的SiO；7)把样品放入蒸金仪中热蒸发一层厚度为200nm的金膜；8)根据结区大小与天线结构，使用紫外光刻技术在已蒸好的金膜上面做一个边长为450μm的等边三角形作为顶电极；等边三角形的一角与之前所做的三角形的一角交错，交错位置即为结区的区域，形成边长为40μm的菱形，并将之前的三角形区域远离结区部分涂抹部分光刻胶保护作为底电极，85℃烘烤5分钟烘干；9)待光刻胶干掉后，将样品放入碘化钾金腐蚀溶液中，并在显微镜下观察，待光刻胶保护区域以外的金膜全部被腐蚀干净后迅速放入去离子水中冲洗干净并用氮气吹干；10)将样品放入丙酮溶液中去除表面剩余的光刻胶，形成只含一个结的约瑟夫森表面结。