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双通道约瑟夫森结阵测试系统的设计

马孟泽, 曹文会, 李劲劲, 徐达, 王仕建, 高鹤, 钟青, 钟源

马孟泽,曹文会,李劲劲,等. 双通道约瑟夫森结阵测试系统的设计[J]. 计量科学与技术,2023, 67(3): 35-42. DOI: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0023
引用本文: 马孟泽,曹文会,李劲劲,等. 双通道约瑟夫森结阵测试系统的设计[J]. 计量科学与技术,2023, 67(3): 35-42. DOI: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0023
MA Mengze, CAO Wenhui, LI Jinjin, XU Da, WANG Shijian, GAO He, ZHONG Qing, ZHONG Yuan. Design of a Dual-Channel Josephson Array Test System[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(3): 35-42. DOI: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0023
Citation: MA Mengze, CAO Wenhui, LI Jinjin, XU Da, WANG Shijian, GAO He, ZHONG Qing, ZHONG Yuan. Design of a Dual-Channel Josephson Array Test System[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(3): 35-42. DOI: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0023

双通道约瑟夫森结阵测试系统的设计

基金项目: 国家市场监督管理总局科技计划项目(2021MK154);中国计量科学研究院基本业务费重点领域项目(AKYZD2012)。
详细信息
    作者简介:

    马孟泽(1997-),中国计量科学研究院在读研究生,研究方向:量子计量器件,邮箱:mamengze@nim.ac.cn

    通讯作者:

    曹文会(1983-),中国计量科学研究院副研究员,研究方向:量子计量器件,邮箱:caowh@nim.ac.cn

  • 中图分类号: TB971

Design of a Dual-Channel Josephson Array Test System

  • 摘要: 针对目前逐渐增多的芯片测试需求,设计了双通道约瑟夫森结阵测试系统,包括低温测试探杆、微波传输结构等关键部分。测试系统可实现对两个可编程约瑟夫森结阵器件进行同时测量,还可以实现两个芯片的叠加电压输出,通过对一个双通道可编程器件的测量验证了测试系统的上述功能。所测器件的最佳工作频率为17 GHz,在未加功率放大器的情况下工作功率为11 dBm。双通道小电压可编程约瑟夫森结阵器件最小结阵为1个结,输出电压为35.15 μV;最大结阵为512个结,输出电压为17998.42 μV,量子电压台阶的展宽范围为2 μV,这是由于34420A(1 V 档)噪声和测试系统噪声导致,满足量子电压测试需求。双通道的量子电压单结叠加输出为70.30 μV,512个结叠加输出为35996.84 μV,叠加后量子电压台阶的展宽范围也在2 μV以内,证明双通道约瑟夫森结阵测试系统不仅能对两个独立可编程芯片进行测量,还能够实现量子电压叠加输出功能,在不增加工艺难度的前提下,实现了更大量子电压的输出。
    Abstract: In response to the growing demand for chip testing, a dual-channel Josephson array test system was designed, incorporating key components such as low-temperature test probes and microwave transmission structures. The test system enables simultaneous measurement of two programmable Josephson devices and provides superimposed voltage output of the two chips. The system's functionalities were validated by measuring a dual-channel programmable Josephson device. The optimal operating frequency of the device is 17 GHz, with an operating power of 11 dBm without a power amplifier. For the dual-channel small voltage programmable Josephson device, the minimum array consists of 1 junction with an output voltage of 35.15 μV, and the maximum array contains 512 junctions with an output voltage of 17998.42 μV. The broadening range of quantum voltage steps is 2 μV. This is due to 34420A (1 V range) noise and testing system noise, which meets the requirements of quantum voltage testing.The dual-channel quantum voltage output is 70.30 μV for a single junction and 35996.84 μV for 512 junctions, the broadening range of quantum voltage steps after superposition is also within 2 μV. This demonstrates that the dual-channel Josephson array test system can not only measure two independent programmable chips but also achieve quantum voltage superimposed output without increasing process difficulty.
  • 量子电压基准的核心元器件是基于约瑟夫森结制备的结阵器件[1-2]。量子电压基准的约瑟夫森结阵器件可分为传统约瑟夫森结阵器件(CJVS)、可编程约瑟夫森结阵器件(PJVS)和脉冲驱动的交流约瑟夫森电压基准(ACJVS)。CJVS采用超导-绝缘-超导(SIS)结制备,产生固定的电压台阶。由于SIS结本身的I-V特性存在回滞效应,采用SIS结制备的CJVS器件对于电磁扰动非常敏感,轻微的电磁干扰都可能造成CJVS台阶之间的切换,影响测量结果 [3-7]。PJVS与CJVS最大的区别在于PJVS结阵采用过阻尼的约瑟夫森结,其偏置电流和结阵输出电压之间为非回滞的一一对应关系,能够快速准确地进行台阶选择。同时PJVS对外界电磁信号具有更强的抗干扰能力,能够长时间稳定地工作。ACJVS使用过阻尼的约瑟夫森结来制备,通过改变微波的频率或者驱动脉冲的疏密来合成所需要的交流电压波形[2,8-10]

    在过去的几十年中,多国计量机构开展基于约瑟夫森结的量子电压器件的研究[11-17]。美国国家标准与技术研究院(NIST)、德国联邦物理技术研究所(PTB)、日本国家先进工业科学和技术研究所(AIST)、中国计量科学研究院(NIM)均成功制备了PJVS结阵。PJVS结阵采用的非回滞型约瑟夫森结主要有三种结构,分别是:SIS结并联电阻结构、超导体-正常态金属-超导体(SNS)结构和超导体-绝缘体-正常态金属-绝缘体-超导体(SINIS)结构。SIS结并联电阻的结构会引入电感寄生效应,SINIS结的层数较多,制备工艺更加复杂,制备难度大。同时SINIS结的特征频率一般在70 GHz,对器件的高频性能要求很严苛。SNS结的工作频率一般在12~20 GHz,结的临界电流密度高,产生的夏皮诺台阶具有很好的稳定性且电压台阶宽度较高。目前,NIST和AIST研发的可编程约瑟夫森结阵采用SNS的结构,工作频率在12~20 GHz[12,19-21]。PTB制备的PJVS结阵同样采用SNS结构,其制备的器件由于势垒层的不同,部分器件工作频率在16~20 GHz[22],部分器件的工作频率在70 GHz[23]

    NIM设计制作的可编程约瑟夫森结阵器件同样采用SNS型约瑟夫森结,工作频率在12~20 GHz,能够制备万结集成的PJVS结阵,其中单个约瑟夫森结输出电压为几十微伏[24-27]。李红晖等人设计搭建了用于约瑟夫森结阵相减的测试系统,该系统能够将两个量子电压芯片的输出相减,从而获得μV级量子电压[28-29]

    本文介绍的测试系统可实现两个可编程约瑟夫森器件同时测量,还可以实现两个器件的叠加电压输出。双通道测试系统能够应对日益増长的芯片测试需求,在提高了对PJVS结阵芯片的测试效率的同时,还解决了在不增加工艺难度的前提下,实现更高量子电压的输出的问题。

    可编程约瑟夫森结阵的工作原理基于交流约瑟夫森效应[30]:一定频率微波辐射在约瑟夫森结上,结阵的I-V曲线呈现出电压台阶,如图1所示。

    图  1  约瑟夫森结阵I-V特性曲线
    Figure  1.  Josephson junction I-V characteristic curve

    频率为f的微波辐射结阵时,结阵上产生幅值为Vn的结电压,即存在式(1)。

    Vn=nfNKJ (1)

    式中,n为Shapiro台阶的个数;N为结阵中约瑟夫森结个数;KJ为约瑟夫森常数,其定义为式(2)。

    KJ=2eh (2)

    式中,e为元电荷电量;h为普朗克常数。一般量子电压的输出选择Shapiro第一台阶。当结阵器件的约瑟夫森结数量固定时,输出电压Vn只与微波驱动频率f有关。

    PJVS结阵由串联约瑟夫森子阵列构成,在一条微波传输线上采用二进制计数方式集成,结构如图2所示。不同子阵列中的约瑟夫森结数量为:1,2,4,···,2N-1,即结阵中共有2N−1个单结。每一分段都具有独立的直流偏置电路,偏置电流分为三种:−I、0和I,通过控制各段结的偏置电流,可得到从−(2N−1)f/KJ~(2N−1)f/KJ的直流电压。

    图  2  PJVS结阵结构
    Figure  2.  Structure of PJVS

    根据NIM制备的双通道结阵芯片,设计了双通道约瑟夫森结阵测试系统,能够对两个通道的输出量子电压进行叠加,测量原理如图3所示。双通道测试系统能够将两个可编程约瑟夫森结阵串联连接,每个约瑟夫森结阵的输出电压进行叠加,从而在不增加结集成度的情况下,实现更高的量子电压输出。

    图  3  双通道结阵叠加原理
    Figure  3.  Principle of superposition for dual-channel arrays

    约瑟夫森结阵测试系统包括电流源、微波源、高精度数字万用表、低温测试探杆、液氦杜瓦罐和数据采集系统。测试系统结构如图4所示。

    图  4  测试系统框图
    Figure  4.  Block diagram of the test system

    结阵芯片置于样品杆底部,测试时完全进入液氦环境中,使用铌屏蔽筒进行电磁屏蔽。37通道的直插插座位于测试探杆连接端顶部,用于连接多通道精密电流源;高精度数字万用表通过电压线连接在结阵两端,测量结阵输出电压;微波源输出的微波通过测试探杆顶部SMA接头和微波隔直器连接至微波传输线为结阵提供微波驱动。测试软件通过串口控制信号输入和测试设备,将测得的数据进行计算、绘图和保存。

    测试时采用直流电流扫描的方式测量器件的I-V 特性。测试软件控制自制的多通道精密电流源将电流信号发送至器件,使用高精度数字万用表采集样品电压,最终计算机测试软件采集数据,然后分析保存,并生成约瑟夫森结阵器件的 I-V 特性曲线。在此基础上测试器件的交流特性,控制微波源输出微波信号,通过微波传输线经微波隔直器后传输至低温环境中的样品,器件的交流 I-V 特性经采集后也返回至计算机。

    测试系统能够同时对两个约瑟夫森结阵器件进行测试,也能够将两个约瑟夫森结阵器件的输出进行叠加。进行量子电压叠加测量时,需要控制两个微波源分别驱动两个量子电压器件,并将两个量子电压器件的输出电压串联连接,输出电压经过高精度万用表测量后,由计算机测试软件采集、保存和分析。

    约瑟夫森结阵器件需要在极低温的液氦环境中进行测试标定,测试系统需要提供低温环境,包括低温测试探杆和液氦杜瓦。实验室现存低温测试探杆均为单通道测试探杆,无法满足双通道测试的需求,需要对低温测试探杆进行改进设计,实现双通道结阵的测量。

    测试系统的搭建依托于NIM量子器件室原有的可编程约瑟夫森结阵测试系统。电流源采用了自主研发的16通道高分辨率低噪声电流源,电流分辨力为2 μA,多通道输出能够避免测试过程中换线造成冻结磁通的问题。万用表选用Keysight的34420A高精度数字万用表,对直流电压的测量能够达到100 pV分辨力。数据采集系统包括数据采集卡和数据采集处理软件。数据采集处理软件使用LabVIEW进行实时数据采集,并能够对采集的数据进行保存及后续处理,准确计算结阵中约瑟夫森结的个数、电压台位置及宽度。

    样品进行测试时需要将固定有样品的探杆底部放入液氦杜瓦,固定样品的底部处于液氦温区中,电子学测试端口停留在室温环境中。测试探杆两端存在很大的温差,热量会在测试探杆的室温电子学测试端口和底部样品固定区域之间传输,加速液氦的蒸发速度。探杆设计需要考虑支撑杆和信号传输线的漏热功率,计算液氦的消耗速度。测试探杆的支撑杆选择在低温下导热性能较差的无磁不锈钢,探杆内部直流信号传输线选用纯铜线,微波信号传输线采用Belden 公司的1673A,对其漏热功率进行分析计算。

    假定支撑杆和传输线内部只存在纵向热流,无侧向热损耗,达到稳态平衡条件。漏热功率可以采用基于傅里叶导热定律的稳态法测量原理,等温的漏热功率与温度梯度及传热面积成正比[31],如式(3)所示。

    Q=λSdTdx (3)

    式中,λ为热导率;S为垂直于热流方向的横截面积;dT/dx是纵向产生的温度梯度。

    热导率是物质导热能力的体现,一般通过实验进行确定,同一材料不同温度下的导热系数会存在很大差别。支撑杆的热导率选用美国普渡大学热物理研究中心(TPRC)给出的推荐值。为方便计算,可以取两个温度区间的每个热导率的平均值,如式(4)所示。

    λ={ˉλ1=8W/m,t[42K,120K]ˉλ2=12W/m,t[120K,300K] (4)

    支撑杆所用钢管外径为19 mm,内径为17 mm,支撑杆的横截面积为:S=5.7×10−5 m2。支撑杆长度L=1.1 m,液氦杜瓦内部温度为T1=4.2 K,测试环境室温为T2=293.8 K,根据式(3)中的傅里叶定律得到微分方程如式(5)所示。

    dTdx=QλS (5)

    设置边界条件:x1=0,T1=4.2 K;T1,2=120 K;x2=1.1 m,T2=293.8 K。为方便计算,可认为每个温度段的传导长度b1b2均为杆总长度的一半,则支撑杆漏热功率可以表示为式(6)。

    Q=T2T1b1λ1S+b2λ2S (6)

    带入数据计算可估算支撑杆的传热速率Q≈0.12 W。

    信号线包括直流信号传输线和微波信号传输线。直流信号传输线所用纯铜线为0.2 mm直径,每根纯铜线横截面积S=3.14×10−8 m2,30根纯铜线的总横截面积:S=9.4×10−7 m2。纯铜线的热导率随温度变化很小,可将热导率取平均值:λCu=22.7 W/m℃,计算得到漏热功率Q≈0.099W。微波信号传输线采用Belden公司的1673A,长度为1.3 m。由于其未给出官方的热导率,可根据微波线缆材料进行估算。微波线中心导线采用直径为0.9 mm的镀银镀铜钢(SCCS),其热导率可估算为 λ SCCS≈ 110 W/m℃,计算得到漏热功率 Q ≈0.015 W。绝缘层材料采用直径为2.95 mm的聚四氟乙烯(PTFE),其热导率为 λ PTFE=0.2 W/m℃,相较于其他材料可忽略不计。屏蔽层材料采用镀锡铜,其内径为2.95 mm,外径为3.30 mm,其热导率 λ Cu(Sn)=380 W/m℃,计算得到漏热功率 Q ≈0.14 W。将中心线和屏蔽层的漏热功率相加,得到微波传输线的漏热功率 Q ≈ 0.155 W。液氦蒸发热R=20.73 kJ/kg,密度ρ=124.98 kg/m3,通过上述计算的漏热功率,可计算出蒸发液氦总量为式(7)。

    V=QtRρ (7)

    估算出每天进行8小时实验消耗的液氦总量为V≈5.8 L。杜瓦罐每天自然蒸发的液氦约为1.5 L。一般杜瓦中80 L液氦能够满足约两周的测试需求,与理论计算值相符。

    测试过程中样品处于4.2 K的液氦环境中,电子学测试系统处于室温下,探杆两端温差过大,传输线两端会产生热电势,影响精密电压的测量。考虑到消除热电势的需求,在探杆顶部测试盒设计一个双层绝热盒[32],结构如图5所示。信号传输线接入绝热箱后分别在热沉上进行缠绕,充分进行热交换。绝热盒和热沉的温度阻隔作用使热量不再向后传导,信号传输线和接线端子同处于室温下,两者之间温差很小,产生的热电势也很小。同时在绝热盒和测试探杆测试盒之间加入一块有机玻璃,能够减少测试盒和绝热盒之间的热交换。

    图  5  绝热盒实物图
    Figure  5.  Photo of the insulation box

    样品连接构件的作用是连接测试器件与低温测试探杆。本系统设计的连接构件包括四部分:PCB板、柔性电路板、PCB与柔性电路板表面组装元件(Surface mount device,SMD)和紫铜板。被测PJVS结阵器件的波导结构为CPW,进行PCB的微波传输线设计时需要与器件相匹配,方便样品连接与测试。PCB上共面波导一端通过SMA(Sub-miniature-a)接口连接至测试探杆下端的微波传输线,另一端通过超声压焊技术连接至样品的微波输入管脚。测试器件需要较多引线接入电流源,每次拆装需要焊接引线,降低测试效率。使用一套SMD排针和排母作为插座,进行样品更换只需进行插座插拔即可,提高了测试效率。在PCB与柔性电路板之间加入紫铜板,能够同时起到固定器件和散热的作用。

    在4.2 K下,首先测量器件的直流I-V特性。图6是单结和512结阵的直流特性。图中可以看出单结和512结串联结阵的临界电流均为10.56 mA,器件的一致性比较好。

    图  6  直流I-V特性曲线
    Figure  6.  DC I-V characteristic curve

    在器件上施加微波辐照来获得交流I-V特性。使用不同的频率和功率驱动芯片进行扫描测量,找到最佳工作频率为17 GHz、最佳工作功率为11 dBm。图7所示为17 GHz、11 dBm微波辐照下的交流I-V特性曲线。

    图  7  交流I-V特性曲线
    Figure  7.  AC I-V characteristic curve

    对第一台阶进行局部扫描,如图8所示。在图8中可以清晰看到,单结正向电压台阶位置为35.09 μV。单结正向电压台阶位置略小于公式计算值是由于热电势的影响,需要将正负电压台阶位置取绝对值相加后计算平均值,得到排除热电势影响后的量子电压台阶位置,为35.15 μV,与公式计算值相符。512结输出为17998.42 μV,与公式计算结果一致。单结和512结阵电压台阶宽度均高于1 mA,满足约瑟夫森结阵电压基准系统的要求。

    图  8  第一台阶局部扫描图
    Figure  8.  Partial scan of the first voltage step

    将两个通道的单结和512结分别进行叠加处理,交流I-V特性如图9所示。

    图  9  叠加交流I-V特性曲线
    Figure  9.  Superimposed AC I-V characteristic curve

    对第一台阶进行局部扫描,如图10所示。在图中可以清晰看到,双通道芯片的两个单结叠加后的正向电压台阶位置为70.20 μV。由于热电势的存在,同样需要将正负电压台阶位置取绝对值相加后计算平均值,得到排除热电势影响后的量子电压台阶位置,为70.30 μV,与公式计算值相符。双通道芯片的两路512结叠加后正向电压台阶位置为35996.84 μV,与公式计算值相符。图中可以清晰看到,量子电压台阶的展宽范围为2 μV,这是由于34420A(1 V档)噪声和测试系统噪声导致,满足量子电压测试需求。单结和512结阵电压台阶宽度均高于1 mA,满足约瑟夫森结阵电压基准系统的要求。

    图  10  叠加后第一台阶局部扫描图
    Figure  10.  Partial scan of the first voltage step after superimposing

    双通道约瑟夫森结阵测试系统不仅能对两个独立可编程约瑟夫森结阵器件进行测量,还能够实现量子电压叠加输出功能。测试系统验证了量子电压叠加的可行性,叠加输出的方式同样可以用于两个5 V电压结阵,为10 V直流量子电压的输出奠定了基础。

    本文设计制作的测试系统可实现两个可编程约瑟夫森器件同时测量,还可以实现两个芯片的叠加电压输出,满足了芯片的日常测试需求。通过对一个双通道可编程器件的测量验证了测试系统的这些功能。所测器件的最佳工作频率为17 GHz,在未加功率放大器的情况下最佳工作功率为11 dBm。双通道小电压可编程约瑟夫森结阵器件最小结阵为1个结,可输出电压为35.15 μV,最大结阵为512个结,可输出电压为17998.42 μV,量子电压台阶的展宽范围为2 μV,这是由于34420A(1 V档)噪声和测试系统噪声导致,满足量子电压测试需求。双通道器件的两个单结叠加可输出电压为70.30 μV,双通道器件的两路512结叠加可输出电压为35996.84 μV,叠加后量子电压台阶的展宽范围也在2 μV以内,证明双通道约瑟夫森结阵测试系统不仅能对两个独立可编程约瑟夫森结阵器件进行测量还能够实现量子电压叠加输出功能,在不增加工艺难度的前提下,实现了更大量子电压的输出。基于以上的实验结果,双通道测试系统满足量子电压测试要求,进一步将设计可用于5 V量子电压器件的输出叠加测试系统。

  • 图  1   约瑟夫森结阵I-V特性曲线

    Figure  1.   Josephson junction I-V characteristic curve

    图  2   PJVS结阵结构

    Figure  2.   Structure of PJVS

    图  3   双通道结阵叠加原理

    Figure  3.   Principle of superposition for dual-channel arrays

    图  4   测试系统框图

    Figure  4.   Block diagram of the test system

    图  5   绝热盒实物图

    Figure  5.   Photo of the insulation box

    图  6   直流I-V特性曲线

    Figure  6.   DC I-V characteristic curve

    图  7   交流I-V特性曲线

    Figure  7.   AC I-V characteristic curve

    图  8   第一台阶局部扫描图

    Figure  8.   Partial scan of the first voltage step

    图  9   叠加交流I-V特性曲线

    Figure  9.   Superimposed AC I-V characteristic curve

    图  10   叠加后第一台阶局部扫描图

    Figure  10.   Partial scan of the first voltage step after superimposing

  • [1] 周天地, 贾正森, 王磊, 等. 基于SNS型双路约瑟夫森结阵驱动方法研究[J]. 计量学报, 2020, 41(3): 290-295. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.03.04
    [2] 周琨荔, 屈继峰, 张钟华, 等. 交流量子电压标准研究综述[J]. 计量学报, 2017, 38(4): 486-491. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2017.04.22
    [3] 贾正森, 王磊, 张江涛, 等. 交流约瑟夫森量子电压在电磁计量中的应用[J]. 计量科学与技术, 2020(8): 44-50,60. DOI: 10.3969/j.issn.1000-0771.2020.08.09
    [4] 李安香. 交流约瑟夫森电压标准系统的介绍[J]. 计量与测试技术, 2016, 43(4): 34-35. DOI: 10.15988/j.cnki.1004-6941.2016.04.015
    [5] 段俊毅, 朱振东, 周亚东, 等. 基于衍射光学器件的芯片尺度激光冷却原子研究[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(10): 10-14,40.
    [6]

    Lloyd F L, Hamilton C A, Beall J A, et al. A Josephson array voltage standard at 10 V[J]. IEEE Electron Device Letters, 2005, 8(10): 449-450.

    [7]

    Niemeyer J, Hinken J H, Kautz R L. Microwave-induced constant-voltage steps at one volt from a series array of Josephson junctions[J]. Appl Phys Lett, 1984, 45(4): 478-480. DOI: 10.1063/1.95222

    [8]

    Zhou K, Qu J, Dong X. Low crest factor multitone waveform synthesis with the AC Josephson voltage standard[C]. IEEE, 2015.

    [9]

    Zhou K, Qu J, Zhou Z, et al. Modeling the nonlinear amplifier with the pulse-driven ac Josephson voltage standard[C]. IEEE, 2018.

    [10] 周琨荔, 韩琪娜, 赵建亭, 等. 1V脉冲驱动型交流量子电压源研究[J]. 计量学报, 2020, 41(12): 1529-1535. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2020.12.14
    [11] 秦玉伟. 一种简易的智能数字芯片检测装置[J]. 计量技术, 2016(11): 14-17.
    [12]

    Benz S P, Hamilton C A, Burroughs C J, et al. Stable 1 volt programmable voltage standard[J]. Applied Physics Letters, 1997, 71(13): 1866-1868. DOI: 10.1063/1.120189

    [13] 陈钧, 曾博, 邓俊泳, 等. 样品长期稳定性等引入的不确定度对电磁兼容能力验证计划结果评价影响的探讨[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(11): 64-67,72. DOI: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0252
    [14] 贾伟广, 朱丽萍, 于建清, 等. 电磁海流计实验水槽流场校准技术研究[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(4): 45-48.
    [15] 梁庆凡, 孙标, 许方平, 等. 高压仪器设备计量过程中高压工频电场强度探究[J]. 计量科学与技术, 2021, 65(9): 22-25,21. DOI: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.0290
    [16]

    Jeanneret B, Benz S. P. Application of the Josephson effect in electrical metrology[J]. The European Physical Journal Special Topics, 2009, 172: 181-206. DOI: 10.1140/epjst/e2009-01050-6

    [17]

    Mueller F, Behr R, Weimann T, et al. 1 V and 10 V SNS Programmable Voltage Standards for 70 GHz[J]. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2009, 19(3): 981-986. DOI: 10.1109/TASC.2009.2017911

    [18]

    Burroughs C J, Rüfenacht, A, Dresselhaus P D, et al. A 10 Volt "Turnkey" Programmable Josephson Voltage Standard for DC and Stepwise-Approximated Waveforms[J]. Ncsli Measure, 2009, 4(3): 70-75. DOI: 10.1080/19315775.2009.11721485

    [19]

    C. J. Burroughs, Paul D. Dresselhaus, Alain Rufenacht, et al. NIST 10 V Programmable Josephson Voltage Standard System[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2011, 60(7): 2482-2488. DOI: 10.1109/TIM.2010.2101191

    [20]

    P. D. Dresselhaus, M. Elsbury, C. J. Burroughs, et al. Design of a turn-key 10 V Programmable Josephson Voltage Standard system[C]. Conference on Precision Electromagnetic Measurements Digest, 2008.

    [21]

    Yamamori H, Ishizaki M, Shoji A, et al. 10 V programmable Josephson voltage standard circuits using NbN/TiNx/NbN/TiNx/NbN double-junction stacks[J]. Applied Physics Letters, 2006, 88(4): 42503. DOI: 10.1063/1.2167789

    [22]

    P. D. Dresselhaus, M. M. Elsbury, D. Olaya, et al. 10 Volt Programmable Josephson Voltage Standard Circuits Using NbSi-Barrier Junctions[J]. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2011, 21(3): 693-696. DOI: 10.1109/TASC.2010.2079310

    [23]

    F. Müller, T. Scheller, R. Wendisch, et al. NbSi Barrier Junctions Tuned for Metrological Applications up to 70 GHz: 20 V Arrays for Programmable Josephson Voltage Standards[J]. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2013, 23(3): 1101005. DOI: 10.1109/TASC.2012.2235895

    [24]

    Cao W H, Li J J, Zhong Y, et al. Study of Nb/NbxSi1-x/Nb Josephson junction arrays[J]. Chinese Physics B, 2015, 24(12): 531-535.

    [25] 王兰若, 钟源, 李劲劲等. 用于精密测量玻尔兹曼常数的量子电压噪声源芯片研制[J]. 物理学报, 2018, 67(10): 226-231. DOI: 10.7498/aps.67.20172643
    [26]

    Wang L R, Li J J, Cao W H, et al. The development of 0.5-V Josephson junction array devices for quantum voltage standards[J]. Chinese Physics B, 2019, 28(6): 453-457.

    [27]

    Cao W, Li J, Zhong Y, et al. Realization of a 2-V Programmable Josephson Junction Array Using Balanced Segmentation Scheme[J]. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2022, 32(9): 1-5.

    [28]

    Li H, Gao Y, Wang Z. Microvolt Josephson voltage set-up based on two programmable Josephson arrays[C]. IEEE, 2014.

    [29]

    Li H, Gao Y, Wang Z. A differential programmable Josephson voltage standard for low-measurement[C]. IEEE, 2016.

    [30]

    Shapiro S, Janus A R, Holly S. Effect of microwaves on Josephson currents in superconducting tunneling[J]. Phys Rev Lett, 1963, 11(80): 80-82.

    [31] 赵晓春, 林玉文, 唐先锋, 等. 超导量子芯片上磁场串扰抑制方法[J]. 电气应用, 2022, 41(4): 83-89, 16-18. DOI: 10.12338/j.issn.2096-9015.2020.9025
    [32] 贾志立, 蒲成, 任玲玲. 荧光量子效率绝对测量方法研究[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(9): 17-22,32.
图(10)
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-02
  • 修回日期:  2023-03-30
  • 录用日期:  2023-03-06
  • 网络出版日期:  2023-04-10
  • 刊出日期:  2023-03-17

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