Джозефсоновские контакты: проще некуда экспресс
Мостик из алюминия толщиной в несколько атомов — сердце многих квантовых приборов. Через такой мостик ток течёт без сопротивления, и им можно управлять магнитным полем. Такие мостики называют джозефсоновскими контактами — по имени британского физика, который описал их поведение. Обычно их делают с помощью электронного луча, но это дорого и медленно.
Новый метод обходится без электронного луча. Сначала на подложке рисуют маску с помощью света (фотолитография), затем лишний металл убирают потоком ионов аргона — как пескоструйная очистка, только в микроскопическом масштабе. Так получаются контакты площадью от 1 до 6 квадратных микрометров — примерно как несколько бактерий, уложенных в ряд. Меняя условия окисления, сопротивление контакта можно изменять в сто раз.
Из таких контактов собрали сверхпроводящий квантовый интерферометр (СКВИД) — прибор, который чувствует магнитное поле с невероятной точностью. СКВИДы, сделанные новым способом, меньше различались между собой на разных чипах, чем при электронной литографии. А когда СКВИД встроили в объёмный резонатор и использовали как параметрический усилитель, он усилил слабые сигналы в 40 децибел — это как если бы шёпот стал громче рок-концерта.
Такой простой способ изготовления джозефсоновских контактов может стать основой для массового производства сверхпроводящих квантовых схем. Меньше сложности — ниже цена, а значит, квантовые компьютеры и чувствительные датчики станут ближе к повседневной жизни.
Джозефсоновский контакт — это два сверхпроводника, разделённые тонким слоем изолятора. Ток через него течёт без напряжения, пока не превысит критическое значение — тогда контакт начинает излучать микроволны, как крошечная антенна.