Crystal analysis of grain boundaries in boron-doped diamond superconducting quantum interference devices operating above liquid helium temperature
Crystal analysis of grain boundaries in boron-doped diamond superconducting quantum interference devices operating above liquid helium temperature
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在液氦温度以上工作的掺硼金刚石超导量子干涉装置的晶界晶体分析
DOI：
10.1016/j.carbon.2021.04.097
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
10.9
通讯作者：
Kawarada Hiroshi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Morishita Aoi;Amano Shotaro;Tsuyuzaki Ikuto;Kageura Taisuke;Takahashi Yasuhiro;Tachiki Minoru;Ooi Shuuichi;Takano Miwako;Arisawa Shunichi;Takano Yoshihiko;Kawarada Hiroshi
超导量子干涉器件(SQUID)是一种具有超高灵敏度的磁强计，由于其在量子计算的通量量子比特中的潜在应用而引起了人们的关注。约瑟夫森结是决定鱿鱼特征的重要组成部分。基于高临界温度下重掺硼金刚石(111)同质外延层的超导电性，我们提出了两种具有不连续(111)晶界的约瑟夫森结结构。这些结构使鱿鱼能够在液氦温度(4.2℃)以上工作，具有很高的重复性。通过电子背散射衍射分析了晶界的局部取向偏差和应变(即压缩应变、拉伸应变和剪切应变)。约瑟夫森结的特性归因于与金刚石(111)扇区边界不连续的弱连接。
Superconducting quantum interference devices (SQUIDs) are magnetometers with ultra-high sensitivity that have garnered attention owing to their potential application in flux qubits for quantum computing. The Josephson junction is an important component that determines the characteristics of a SQUID. Based on the superconductivity of heavily boron-doped diamond (111) homoepitaxial layers with a high critical temperature (Tc> 10 K), we propose two types of Josephson junction structures with discontinuous (111) boundaries. These structures allow the SQUID to operate above liquid helium temperature (4.2 K) with high reproducibility. We analyzed local misorientation and strain (i.e., compressive, tensile, and shear strain) at the boundary via electron backscatter diffraction. The Josephson junction characteristics were attributed to the weak link with discontinuous boundaries of diamond (111) sectors.
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