Дорогу не строят, снося соседние дома: сначала укладывают асфальт, а потом лишнее стачивают, оставляя ровное полотно. Примерно так же сделали физики из Гейдельберга, когда взялись за производство джозефсоновских контактов. Это крошечные сэндвичи из сверхпроводника и изолятора, через которые ток течёт без сопротивления. Раньше такие контакты делали, срывая защитную маску, как если бы сносили здания, чтобы освободить место для дороги. Это было медленно и оставляло рваные края.
В новой работе дорогу не сносят, а шлифуют. На кремниевую пластину наносят трёхслойную структуру: ниобий, алюминий с окислом и снова ниобий. Сверху заливают диоксид кремния, как асфальт, и полируют его до тех пор, пока не покажется верхний электрод. Давление при полировке — всего 138 миллибар, примерно как дуновение ветра на ладонь, но этого хватает, чтобы снимать 128 нанометров диоксида кремния в минуту. Так получается ровная поверхность без рваных краёв.
Полировка вместо срыва маски — это как шлифовка дороги вместо сноса зданий. Раньше, чтобы сделать крестовые контакты, приходилось срывать маску, и на краях оставались заусенцы, которые портили свойства. Теперь лишний диоксид кремния стачивают, не трогая сам контакт. Это ускоряет процесс и делает его пригодным для многослойной интеграции сверхпроводящих схем. Метод уже можно внедрять в производство СКВИДов и сверхпроводящих кубитов, где нужны большие массивы однородных контактов.
Давление при полировке составляет всего 138 мбар — примерно как дуновение ветра на ладонь, но этого достаточно, чтобы удалять 128 нанометров диоксида кремния в минуту.
В сериале «Пространство» корабли используют сверхпроводящие магнитные поля для защиты от радиации. Джозефсоновские контакты — ключевой элемент датчиков таких полей, и их массовое производство приближает фантастику к реальности.