苏州纳米所自行研发设计、中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司制作的自研约瑟夫森结制备系统设备(型号为G19-286)由三个互联的超高真空腔体组成,分别为刻蚀腔、蒸镀腔和氧化腔,其中刻蚀腔与真空互联管道相连以实现设备与真空管道之间的样品传送。刻蚀腔、蒸镀腔和氧化腔的极限真空度分别可达4.4×10-10 Torr,2.0×10-10 Torr,9.8×10-11 Torr。
刻蚀腔可实现样品表面Ar离子束刻蚀和紫外臭氧清洁。蒸镀腔可实现电子束蒸发,电子枪最大功率为8KW,有5个可以自动切换的坩埚位,均放有15cc容量石墨坩埚,目前有4个Al源、1个Ti源。氧化腔可实现样品可控静态和动态氧化,配备量程20sccm和200sccm的两个质量流量控制器以及一个针形阀。
自研约瑟夫森结制备系统所有工艺均可手动、半自动、全自动执行。目前主要用于制备基于Al材料的约瑟夫森结,同时也可以通过Ar离子枪进行样品表面清洗、刻蚀;利用电子束蒸发进行样品表面的金属薄膜制备(Al、Ti等)。该设备可制备超导量子比特芯片、超导量子干涉器件、超导空气桥以及金属薄膜物理气相沉积,主要应用于超导量子计算领域。