利用电子束蒸发制备AlAl2O3Al超导隧道结工艺研究的开题报告.docx

利用电子束蒸发制备AlAl2O3Al超导隧道结工艺研究的开题报告
一、选题背景和意义
超导材料的发现和研究已经为人类提供了许多潜力巨大的应用。在研究与实践中，超导材料的制备和性能研究是重中之重的。而AlAl2O3Al超导隧道结是研究超导材料的一项重要工作，它由两个Al电极和一层Al2O3超薄层构成，具有良好的超导性能。由于其结构和性质的特殊性，AlAl2O3Al超导隧道结已被广泛应用于超导量子计算、量子点测量和超导单光子探测等领域。因此，研究制备AlAl2O3Al超导隧道结，对于超导技术发展和应用具有重要的意义。
二、研究内容
本研究将利用电子束蒸发技术制备AlAl2O3Al超导隧道结，通过调节电子束积蓄能量和化学反应温度等参数，控制Al和Al2O3层的生长和厚度，并且采用常规的光电性能测试和扫描电镜等手段对AlAl2O3Al结构进行表征和分析。
三、技术路线
1.制备Al基底；
2.通过电子束蒸发技术，在Al基底上沉积Al薄膜；
3.保护Al薄膜表面，通过氧原子束轰击方式沉积Al2O3超薄层；
4.通过再次电子束蒸发技术在Al2O3超薄层上沉积Al薄膜，从而形成AlAl2O3Al超导隧道结。
四、研究方案
1.实验设备和条件准备：
（1）电子束蒸发系统；
（2）扫描电镜；
（3）电学测试仪器；
（4）常规样品制备设备。
2.实验步骤：
（1）Al基底的制备。
（2）在Al基底上沉积Al薄膜。
（3）通过氧原子束轰击方式沉积Al2O3超薄层。
（4）在Al2O3超薄层上再次沉积Al薄膜，形成AlAl2O3Al超导隧道结。
（5）通过光电性能测试和扫描电镜表征AlAl2O3Al结构。
五、预期结果
本研究预计通过电子束蒸发技术成功制备AlAl2O3Al超导隧道结，并且对其进行成功的光电性能测试和扫描电镜表征，这将为超导技术的发展和应用奠定基础。
六、研究计划
时间节点内容
2022.01-2022.02文献阅读和实验设备准备
2022.03-2022.04Al基底的制备以及Al薄膜的沉积工作
2022.05-2022.06Al2O3超薄层的沉积
2022.07-2022.08AlAl2O3Al超导隧道结的制备
2022.09-2022.10对AlAl2O3Al结构进行表征和分析
2022.11-2022.12论文撰写和答辩
七、参考文献
[1]LiX,HumayunMI,LauWK,etal.Al–Al2O3–Aljosephsonjunctionsfabricatedbyoxidation-assistedelectron-beam-induceddeposition.AppliedPhysicsLetters,2005,87(3):032514.
[2]WuZQ,WangQY,JiangP,etal.Interfacestudyofhigh-qualityAl-Al2O3-Altunneljunctions.AppliedPhysicsLetters,2006,88(18):182502.
[3]LauWK,LiX,LiL,etal.Fabricationandcharacterizationofaluminum-aluminumoxidetunneljunctions.IEEETransactionsonAppliedSuperconductivity,2007,17(2):546-549.