KIP-Veröffentlichungen

Josephson-Kontakte stellen grundlegende Bestandteile von supraleitenden Quanteninterferenzdetektoren (SQUIDs) dar. Um eine korrekte Funktion hergestellter SQUIDs garantieren zu können, muss die Qualität und die Reproduzierbarkeit der charakteristischen Parameter von Josephson-Kontakten fortlaufend kontrolliert werden. In diesem Zusammenhang wurden im Rahmen dieser Arbeit in der Arbeitsgruppe hergestellte Nb/Al-AlO_x/Nb-Josephson-Kontakte hinsichtlich ihrer Qualität und der Reproduzierbarkeit charakteristischer Parameter beurteilt. Die entsprechenden Kenngrößen wurden aus gemessenen Strom-Spannungs-Kennlinien bestimmt. Die untersuchten Josephson-Kontakte zeichnen sich durch ein mittleres charakteristisches Widerstandsverhältnis von R_sg/RN > 40 und ein I_cR_N-Produkt von 1,48mV aus und zeigen daher eine sehr hohe Qualität. Mit dem Ziel, die hohe Qualität der hergestellten Josephson-Kontakte auch zukünftig zu gewährleisten, wurde der Einfluss verschiedener Prozessparameter auf die Qualität von Nb/Al-AlO_x/Nb-Dreischichtstrukturen untersucht, welche die Grundlage der in der Arbeitsgruppe hergestellten Josephson-Kontakte bilden. Hierfür wurden verschiedene Prozessparameter systematisch variiert und deren Einfluss auf die Oberflächenmorphologie der abgeschiedenen Schichten mittels Raster-Kraft-Mikroskopie bestimmt. Darüber hinaus wurden Nb/Al-AlO_x/Nb-Dreischichtstrukturen mit der im Rahmen dieser Arbeit neu eingeführten Methode der Anodisationsspektroskopie analysiert.

Josephson junctions are key elements for building superconducting quantum interference devices (SQUIDs). To guarantee the functionality of fabricated SQUIDs, the quality of Josephson junctions as well as the reproducibility of characteristic junction parameters has to be continuously monitored. Within this context the quality and reproducibility of characteristic junction parameters of Nb/Al-AlO_x/Nb Josephson junctions produced by the research group were evaluated within this thesis. These characteristic parameters were extracted from measured current-voltagecharacteristics. The examined junctions showed an average characteristic resistance ratio of R_sg/R_N > 40 and an IcRN-product of 1.48mV indicating the high quality of the junctions. Having the aim to preserve the quality of the produced junctions, the influence of different fabrication parameters on the quality of Nb/Al-AlO_x/Nb trilayers forming the basis of the junctions fabricated within the working group was investigated. Therefor different fabrication parameters were systematically varied and the influence on the surface morphology of deposited layers was examined by means of atomic force microscopy. Finally, Nb/Al-AlO_x/Nb trilayers were analyzed using anodization spectroscopy which is an characterization technique that has been newly introduced within this thesis.