Nano-SQUID中方波脉冲测量方法对于临界电流的精确表征

低温物理学报 , 2015, 37(4): 276-282.

Nano-SQUID中方波脉冲测量方法对于临界电流的精确表征

柳西西 ^1, , 刘晓宇 ^2, , 汪浩 ^3, , 陈垒 ^4, , 王镇 ^5,

1.中科院上海微系统与信息技术研究所超导中心,上海,200050

2.中科院上海微系统与信息技术研究所超导中心,上海,200050

3.中科院上海微系统与信息技术研究所超导中心,上海,200050

4.中科院上海微系统与信息技术研究所超导中心,上海,200050

5.中科院上海微系统与信息技术研究所超导中心,上海,200050

基金项目: 中科院先导B类(批准号:XDB04010000),国家自然科学基金(批准号:61306151)资助的课题.Project supported by the "Strategic Priority Research Program(B)" of Chinese Academy of Science (Grant No.XDB04010000) and the National Natural Science Foundation of China(Grant No.61306151).

关键词： nano-SQUID , 方波脉冲测量 , 临界电流 , 热效应

ACCURATE CHARACTERIZATION OF THE CRITICAL CURRENT OF NANO-SQUIDS BY A SQUARE-WAVE-PULSE MEASUREMENT METHOD

Keywords： nano-SQUID , square-wave pulse measurement , critical current , thermal effect

Nano-SQUID因为具备可能探测到单电子自旋的能力而受到广泛关注.为进一步提高该器件的灵敏度,不但要优化器件制备工艺,而且也要发展低噪音高效率的测量系统.通常,由于nano-SQUID存在回滞现象,导致在测量方面nano-SQUID无法使用标准的SQUID读出电路.本文设计了一种全新的方波脉冲测量方法,由信号发生器串联一个大电阻发送电流脉冲,注入nano-SQUID,并采用ADWin数据采集卡读取器件两端的电压.该方法不仅可以消除电流—电压回滞现象带来的测量上的不便,而且可以通过缩短脉冲周期的方法进一步提高系统的测量速度.在此基础上,通过降低系统方波脉冲占空比ton:toff,增加超导器件因受到脉冲电流激发后的冷却时间,减小热噪音对临界电流准确测量的影响,从而获得准确的临界电流—磁通调制曲线,调制深度△Ic/Ic=7.9％.此外,本文对采用本测量方法的nano-SQUID磁通噪音表征方法进行了讨论,测得器件磁通噪声为72 μφ0/Hz1/2,等效磁性测量精度为1.19×10-16 emu/ Hz1/2.

参考文献

[1]	Finkler, A;Segev, Y;Myasoedov, Y;Rappaport, ML;Ne'ernan, L;Vasyukov, D;Zeldov, E;Huber, ME;Miartin, J;Yacoby, A .Self-Aligned Nanoscale SQUID on a Tip[J].Nano letters,2010(3):1046-1049.
[2]	Ketchen M.B.;Awschalom D.D. .Design, fabrication, and performance of integrated miniature SQUID susceptometers[J].IEEE Transactions on Magnetics,1989(2):1212-1215.

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