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Vettoliere A, Satariano R, Ferraiuolo R, Di Palma L, Ahmad HG, Ausanio G, Pepe GP, Tafuri F, Massarotti D, Montemurro D, Granata C, Parlato L. High-Quality Ferromagnetic Josephson Junctions Based on Aluminum Electrodes. NANOMATERIALS (BASEL, SWITZERLAND) 2022; 12:nano12234155. [PMID: 36500778 PMCID: PMC9736349 DOI: 10.3390/nano12234155] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 10/26/2022] [Revised: 11/17/2022] [Accepted: 11/21/2022] [Indexed: 06/12/2023]
Abstract
Aluminum Josephson junctions are the building blocks for the realization of superconducting quantum bits. Attention has been also paid to hybrid ferromagnetic Josephson junctions, which allow switching between different magnetic states, making them interesting for applications such as cryogenic memories, single-photon detectors, and spintronics. In this paper, we report on the fabrication and characterization of high-quality ferromagnetic Josephson junctions based on aluminum technology. We employed an innovative fabrication process inspired by niobium-based technology, allowing us to obtain very high-quality hybrid aluminum Josephson junctions; thus, supporting the use of ferromagnetic Josephson junctions in advanced quantum circuits. The fabrication process is described in detail and the main DC transport properties at low temperatures (current-voltage characteristic, critical current as a function of the temperature, and the external magnetic field) are reported. Here, we illustrate in detail the fabrication process, as well as the main DC transport properties at low temperatures (current-voltage characteristic, critical current as a function of the temperature, and the external magnetic field).
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Affiliation(s)
- Antonio Vettoliere
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—ISASI, Via Campi Flegrei 34, I-80078 Pozzuoli, Italy
| | - Roberta Satariano
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
| | - Raffaella Ferraiuolo
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
| | - Luigi Di Palma
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
| | - Halima Giovanna Ahmad
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
- Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell’Informazione, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
| | - Giovanni Ausanio
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
| | - Giovanni Piero Pepe
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
| | - Francesco Tafuri
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—Istituto Nazionale di Ottica (CNR-INO), Largo Enrico Fermi 6, I-50125 Florence, Italy
| | - Davide Massarotti
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
- Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell’Informazione, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
| | - Domenico Montemurro
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
| | - Carmine Granata
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—ISASI, Via Campi Flegrei 34, I-80078 Pozzuoli, Italy
| | - Loredana Parlato
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini”, Università degli Studi di Napoli Federico II, I-80125 Napoli, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche—SPIN, c/o Complesso Monte Sant’Angelo, via Cinthia, I-80126 Napoli, Italy
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Ohkubo M, Martin J, Drachsler K, Gross R, Huebener RP, Sakamoto I, Hayashi N. Asymmetric response of superconducting niobium-tunnel-junction x-ray detectors. PHYSICAL REVIEW. B, CONDENSED MATTER 1996; 54:9484-9490. [PMID: 9984688 DOI: 10.1103/physrevb.54.9484] [Citation(s) in RCA: 13] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/07/2022]
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