автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.14, диссертация на тему:Разработка метода и технологии получения субмикронных сверхпроводящих туннельных переходов для низкотемпературных информационно-измерительных приборов

На правах рукописи

Паволоикпй Алексей Борисович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СУБМИКРОННЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ТУННЕЛЬНЫХ ПЕРЕХОДОВ ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Специальность 05.11.14 «Технология приборостроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2003 г

Работа выполнена в лаборатории физики наноструктур Отдела микроэлектроники Научно-исследовательского института ядерной физики имени Д. В. Скобельцына Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова.

Защита диссертации состоится «25» декабря 2003г. В 16 часов на заседании Диссертационного Совета Д212.110.01. в «МАТИ» - Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского по адресу: 109240, г. Москва, ул. Берниковская набережная, д. 14, ауд. 602.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «МАТИ» - Российского государственного технологического университета им. К.Э.Циолковского.

Автореферат разослан «1Ь> ноября 2003 г.

Научный руководитель -

кандидат физико-математических наук, А. М. Борисов

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

В.М. Елинсон

кандидат физико-математических наук, С. А. Ковтонюк

Ведущая организация

Институт земного магнетизма,

ионосферы и распространения

радиоволн ' (ИЗМИРАН) РАН, г. Троицк

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д212.110.01, кандидат технических наук, профессор

П. Н. Баранов

2ооЗ-А 3

' / ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы интенсивное развитие получила физика и технология туннельных сверхпроводящих и нормально-металлических структур, прогресс в которой неразрывно связан с последними достижениями в области высоких технологий. Важными результатом этого стало создание таких информационно-измерительных приборов и их элементов, как Джозефсоновский эталон напряжения, характеризующийся относительной погрешностью на уровне 10"®; СКВИДы (от англ. Superconductive QUantum Interference Device, SQUID) -высокочувствительные датчики магнитного поля, самые чувствительные из существующих, а также системы на их основе для измерения- тока и напряжения, датчики смещения, магнитной восприимчивости; детекторы частиц и излучений; датчики температуры в диапазоне от десятков до сотых долей Кельвин - прототипы первичного и вторичного эталонов температуры в указанном диапазоне; одноэлектронные устройства ~ транзисторы (наиболее чувствительные, до

~10"24 Кл/Гц"2, датчики заряда), ловушки и другие, манипулирующие одиночными зарядами, устройства, наконец, логические элементы, работающие на сверхвысоких (до 770 ГГц) частотах и обладающие при чрезвычайно низким (до 1.5 мкВт) тепловыделением — сравнимые полупроводниковые устройства обладают более чем на порядок более низким быстродействием и рассеивают примерно в 105 раз большую мощность

Для дальнейшего совершенствования и повышения рабочих характеристик практически для всех перечисленных выше типов информационно-измерительных приборов и устройств весьма актуально применение сверхпроводящих Nb AI-AlOx Nb туннельных переходов размером не более сотен нанометров Работа в этом направлении

»^-■Ь-Ту^ОрПТТЦЧУ пр^АЬ-ГПС И

осуществлялась в рамках Российских и

ЮС. НАЦИОНАЛЬНАЯ j

программ. Российской научной npoipaMi 1ы ^НШМОТЕЯЖерДЧгельных

СОетерфуг 09

наноструктур», проектов 96-02-19250 и 98-02-16850 Российского Фонда фундаментальных исследований; «ИнтерСКВИД» и «Редукция» Министерства науки и технологий РФ; «CHARGE» MEL ARI, ЕС: «SET-атр» SMT, ЕС; проект NCU000 Международного научного фонда

Целью диссертационной работы является разработка метода и технологии для получения сверхпроводящих туннельных переходов субмикронного размера и ее применение для создания датчика температуры на основе субмикронных туннельных переходов для работы в субкельвинном диапазоне.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод и технология получения Nb Al-AlOx Nb сверхпроводящих туннельных переходов размером до 0.2x0.2 шп\ характеризующихся высоким качеством туннельного барьера и сверхпроводящих ниобиевых электродов;

2. Результаты исследования структуры границ раздела в композиционной пленке Nb.Al-AlOx. Nb с помощью изучения спектров энергетических потерь отраженных электронов и ее взаимосвязь с качеством получаемых NbAl-AlOxNh сверхпроводящих туннельных переходов;

3. Разработка и результаты исследования метрологических характеристик датчика температуры в диапазоне ниже 1К. характеризующегося погрешностью измерения температуры ■'■±0.003 К, существенно превосходящей точность существующих практических датчиков, возможностью работы таких датчиков температуры в высоких магнитных полях, что не допускают другие современные датчики в данном диапазоне, а также высокой помехоустойчивостью.

' А i . lii!'-« jjiti .1..* ,

■» J tit**. 4*1 ( ; - ! "

Методы и средства исследований. При решении названных задач использовались методы

современной вакуумной ионно-ппазменной технологии (магнетроннос напыление, реактивное ионное травление, методы фото- и электронной литографии) - для формирования структур элементов информационно-измерительных приборов;

оптической, электронной, туннельной и атомно-силовой микроскопии, а также профилометрии — для изучения геометрических характеристик полученных структур, исследования топографии и толщины пленок;

- рентгеноструктурного анализа и спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов - для исследования внутреннего строения слоев и границ раздела между слоями элементов приборов,

- измерения электрических характеристик - для изучения изготовленных структур, а также для оценки сверхпроводящих свойств пленки ниобия и изолирующих свойств туннельного барьера;

измерения низких температур - для изучения характеристик датчика температуры в субкельвинном диапазоне.

Научная новизна работы заключается в следующих, наиболее важных из полученных результатов;

1 Впервые разработаны метод и технология получения субмикронных ЫЬ А1-АК)х ИЬ туннельных переходов, характеризующихся высоким качеством туннельного барьера и сверхпроводящих электродов, использующей только процессы напыления и травления и не требующие применения химико-механической полировки,

2 Впервые выполнено исследование границ раздела в структуре N1? А1-АЮх А7/; без использования послойного ионного травления и показана

взаимосвязь структуры границ раздела с качеством ША1-АЮхКЬ переходов;

3 Изготовлены и исследованы новые датчики температуры на основе ЫЬ А1-А!Ох. ИЬ туннельных переходов, продемонстрировавшие в диапазоне ниже 0.5 К погрешность -0 003 К, что в полтора раза меньше погрешности лучших существующих датчиков;

4. Показана возможность работы таких датчиков температуры в высоких магнитных полях, что не допускает ни один из существующих датчиков в данном диапазоне;

5. Проанализирована зависимость точности измерения температуры от уровня внешних электрических помех и установлена высокая помехоустойчивость изготовленных датчиков температуры.

Практическая ценность работы.

Разработанная технология позволяют повысить рабочие характеристики современных низкотемпературных информационно-измерительных приборов: повысить чувствительность систем на основе СКВИДов, обеспечить большую рабочую полосу датчиков-смесителей микроволнового излучения, повысить быстродействие элементов логики, поднять степень интеграции таких устройств.

Созданные датчики температуры открывают пути создания более точных, помехоустойчивых и способных работать в сверхвысоких магнитных полях термометров в диапазоне ниже нескольких десятков Кельвин. Возможность работы датчиков, одновременно, как в качестве первичных эталонов температуры, так и как термометров, позволяет сделать калибровку последних более простой, дешевой и точной.

Апробация работы. Основные результаты настоящей диссертации были представлены на Российской и международных конференциях:

Всероссийская научно-техническая конференция "Быстрозакаленные материалы и покрытия", 2002, «МАТИ»-РГТУ, Москва; International

* Symposium on Mesoscopic Superconductivity, 2000, Япония; European Conference on Applied Superconductivity, 1999, Испания; Tagung

• "Kryoelektronische Bauelemente", ФРГ, 1999; Applied Superconductivity Conference. США, 1998; European Conference on Applied Superconductivity. Нидерланды, 1997.

Публикации. Основные результаты выполненных исследований отражены в 17 работах, список которых приведен в конце автореферата

Структура и содержание диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка цитируемой литературы из 139 наименований Материал изложен на 182 страницах, иллюстрированных 76 рисунками и 7 таблицами.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ — Во введении обосновывается актуальность проблемы создания технологии субмикронных сверхпроводящих туннельных переходов и формулируется цель работы.

В первой главе анализируется состояния вопроса на основе изучения данных научно-технической литературы и сформулирована постановка задач исследования. Анализ накопленного в этом направлении опыта позволил сделать ряд выводов, определивших направление разработки основ технологии субмикронных сверхпроводящих туннельных переходов-

1 Методы изготовления Nb AI-AlOx Nb туннельных переходов субмикронных размеров использующие ex situ формирование электродов и барьера туннельного перехода не обеспечивают ни получения качественных переходов, ни воспроизводимости размеров

и характеристик. Нередко в технологиях такого рода уменьшение размера переходов неразрывно связано с ухудшением их свойств 2 Методы, использующие in situ теневое напыление Nb А1-АЮх Nb переходов в' подвешенную маску на сегодняшний день также не позволяют получать качественные туннельные переходы. Главная проблема - загрязнение ниобиевых электродов газами, выделяющимися при напылении из самой маски, а также десорбирующимися со дна подложки. Эта проблема также приводит к обратной зависимости качества переходов от их размера.

3. Применение анодирования для изготовления Nb Al-AlOxNb туннельных переходов представляет собой потенциальную опасность, связанную с разрушением переходов при релаксации возникающих при анодировании механическими напряжений. Замеченный "геометрический фактор", то есть зависимость вероятности разрушения перехода от формы и размеров структуры, еще больше осложняет получение туннельных контактов с предсказуемыми свойствами.

4. Методы планаризации представляют наиболее реальную возможность изготовления NbAl-AlOxNh туннельных переходов субмикронного размера и высокого качества Однако известные методы требуют дальнейшей проработки.

Таким образом, можно заключить, что разработку способа получения сверхпроводящих туннельных переходов субмикронного размера, являющуюся целью настоящей диссертационной работы, следует выполнять в направлении т situ формирования Nb Al-AlOx Nb сэндвича с последующим применением метода планаризации для создания окна в межслойной изоляции над туннельным переходом, не прибегая при этом к существенно удорожающей и усложняющей технологический процесс химико-механической полировке.

Вторая глава направлена на изучение взаимосвязи качества Nb Al-AlOxNb переходов и структуры границ раздела в композиционной пленке Nb Al-AlOx Nh .

В первой части главы подробно обсуждены технологические аспекты формирования Nb Al-AIOx Nb структуры. Основными структурными параметрами, характеризующими рост пленки ниобия являются внутренние механические напряжения в пленке, размер отдельного кристаллита, связанная с этим топография поверхности пленки и, наконец, однородность напыления по сечению подложки.

Напыление слоев, составляющих Nb А!-А10х Nb композитную пленку выполняли т situ путем вакуумного магнетронного напыления в установке 1,560 фирмы Leybald AG Система характеризуется безмасляным вакуумом на уровне 2-10° Па, обеспечиваемым турбомолекулярным насосом в сочетании с охлаждаемой азотом ловушкой. Установка оснащена магнетроном Leybold РК-125 (125 мм диаметром) для напыления ниобия и магнетроном Leybold РК-100 (100 мм диаметром) для напыления алюминия. Подложкодержатель

/

Размер перехода SxS /¿т2 R./Rn - 53

<

о 0,5

-J.

О

2

Напряжение, «В

3

4

Рнс 1 Вольтамперная характеристика перехода размером 5-5 мкм' при 4 К

крепится на водоохлаждаемом поворотном столе, на который может подаваться высокочастотное электрическое напряжения для обеспечения предварительной очистки подложек в тлеющем разряде аргона Система »

газового питания установки включает в себя электроуправляемые натекатели, обеспечивающие возможность поддержания заданного парциального давления аргона для напыления слоев ниобия и алюминия и кислорода для окисления А1-А10х туннельного барьера.

Путем ■ варьирования параметров магнетронного напыления (давление рабочего газа (аргона), мощность или ток разряда и расстояние между мишенью магнетрона и подложкой) и изучения структуры методами рентгеноструктурного анализа, атомно-силовой микроскопии и профйлометрии был найден режим (скорость напыления около 23.4 А/с при токе разряда -2,5 А и давлении аргона (1... 2) Па), обеспечивающий требуемые параметры пленки ниобия (текстурированная (110) пленка ниобия столбчатой структуры с размером зерна около 30 нм и высотой неровности порядка 3 нм, характеризуемая внутренними напряжениями сжатия на уровне 0... 3 • 108 дин/см2).

Также были найдены режимы напыления пленки алюминия, окисления А1-АЮх туннельного барьера, а также выбраны временные интервалы между напылением слоев.

ЫЬ А1-АЮх ИЬ переходы, полученные из композитной пленки, изготовленной с найденными технологическими параметрами, имеют вольт-амперные характеристики (рис. 1), типичные для переходов с очень высоким качеством (очень низкое значение подщелевого тока (высокое отношение сопротивлений подщелевой и нормальной ветвей ВАХ 50), высокое

щелевое напряжение У?=2Д > 2.75 тУ, и резкий скачок в области щелевой особенности на ВАХ ДУ8< 0.1 тУ.

Необходимость сопоставления структурных параметров границ раздела в пленке ИЬ А1-АЮх. МЬ с электрическими характеристиками переходов была осознана уже давно, однако до настоящего времени не было надежного и доступного метода оценки этого структурного параметра. Такие методы исследования состава поверхности, как Оже-электронная спектроскопия и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, хотя и обладаю 1 необходимой чувствительностью, но их информационная глубина настолько мала, что для построения профилей концентрации требует применения ионного распыления. Однако возможная селективность распыления, а также стимулированные облучением изменения структуры делают сомнительной достоверность полученных результатов. Лишь просвечивающая электронная микроскопия косых шлифов в области границы М> А1 позволяла непосредственно наблюдать ее структуру. Однако очевидно, что такая методика чрезвычайна трудоемка и малодоступна, а исследуемая этим методом область чрезвычайно мала в пространственном отношении и поэтому представительность полученной таким образом информации всегда

ов

Й

15

0 10 20 30 40 50 60

Глубина, им

Рис 2 Профиль концентрации ниобия на А! ЫЬ границе раздела (пунктир) в сравнении профилем границы А1-АЮх НЬ (сплошная линия)

несколько сомнительна. В отличие от этих методик, примененная в данной работе спектроскопия энергетических потерь отраженных электронов отличается неразрушающим характером определения профилей концентрации, высокой чувствительностью и, наконец, относительной аппаратурной простотой. Выполненный анализ структуры границ раздела в ИЬ А/-АК)х Л'й пленке (рис 2), изготовленной с найденными технологическими параметрами показал, что граница А1-АЮх ЫЬ является резкой, а Ш А1 размыта в переходный слой толщиной около 3 нм.

Найденные структурные характеристики границ раздела в МЬ А1-АЮх МЬ пленке в сопоставлении с высокими характеристиками переходов, полученных из этих пленок, могут служить структурными критериями качества Nb А1-АЮх МЬ переходов. А неразрушаюший характер исследования структуры границ раздела слоев ИЬА1-АЮхК'Ь композитной пленки в сочетании с высокой чувствительностью метода и его аппаратурной совместимостью с технологическим оборудованием позволяет рекомендовать его для контроля качества туннельных переходов на ранних стадиях технологического процесса.

Третья глава посвящена разработке технологии получения субмикронных сверхпроводящих туннельных переходов (рис. 3) Субмикронный размер переходов потребовал применения электронной литографии для задания формы элементов структур. Применение электронной литографии вызвало необходимость разработки принципиально новой маски для травления области контакта. В результате предварительного анализа и с учетом технологических возможностей в качестве материала маски был выбран слой Сг 20. 30 нм толщиной С целью исключения взаимодействия по границе раздела ЫЬ Сг, а также для облегчения удаления маски мы использовали разделительный подслой из 20. . 50 пт Се. Рисунок маски формировали с помощью электронной литографии по двухслойному электронному резисту Сополимер ММА-МА ПММА. После травления

области туннельных переходов и формирования межслойной изоляции необходимо Сг'Се маску удалить. Удаление хрома выполняли с помощью жидкостного травления в буферированном растворе уксусной кислоты, который не воздействует на все остальные материалы, входящие в структуру Благодаря тому, что Се растворяется в том же, что и Сг, составе, только намного быстрее, он "взрывает" остатки хрома и, если есть, остатки межслойной изоляции. Именно поэтому Cr.Ce маску после травления области переходов не удаляется, а остается вплоть до завершения

Реактивное ионное травление

1 1 I

Жидкостное травление

Реактивное ионное травление

4 4 I

F^Sv-Y

Шшж шшщ

Электронное отверждение Реактивное ионное травление i i

t\;\ (f)

Реактивное ионное травление

I 4 I

Рис 3 Схема процесса формирования Nb Al-AlOx Nb переходов субмикронных размеров (а) Приготовление Cr Ge маски и травление через нее области туннельных переходов, (Ь) Жидкостное травление слоя А1-АЮх барьера через маску из резиста, (с) Реактивное ионное травление нижнего слоя ниобия Nb А1-АЮх Nb сэндвича через ту же маску, (d) Сформированный нижний элеюрод с гуннельными контактами (после удаления резиста), (е) Нанесение SOG и его электронное отверждение, (f) Вскрытие области туннельных переходов путем частичного травления SOG без маски и последующего удаления Cr Ge маски; (g) Формирование верхнего электрода травлением через резистную маску, (h) Готовая структура после снятия резиста

формирования слоя межслойной изоляции, и ее удаление является его заключительной операцией.

Субмикронный размер переходов обусловил также применение гшанаризации для формирования окон в межслойной изоляции. В качестве метода планаризации в диссертации было предложено нанесение жидкого планарюуюшего слоя на центрифуге, подобно тому, как это происходит при нанесении фоторезиста. В качестве жидкого планаризующего слоя была выбрана кремнийорганическая композиция (SOG Accuglass 314 производства компании Allied Signa! Honeycomb), образующая после отверждения изолирующий слой с высокими диэлектрическими свойствами.

К особенностям процесса следует отнести примененный в работе способ отверждения SOG электронным облучением. Изготовитель SOG предлагал простой процесс термического отверждения с заключительным этапом при температуре 350. . . 450 "С. Однако известно, что нагрев Nb А1-АЮх Nb сэндвича даже до температур выше 150 "С приводит к деградации характеристик туннельного перехода (снижению критического тока и напряжения щели, повышению подщелевого тока). По этой причине был найден и оказался эффективным другой способ отверждения - облучение SOG электронами.

Спланаризованный слой SOG частично удаляли изотропным травлением в смеси 10 seem Sh'a ■ 10 stem 02 с шютностью мощности 0 2 Вт/см2 при давлении 10 Па. Момент окончания травления определяли путем наблюдения за изменением коэффициента отражения света поверхностью SOG в процессе травления После удаления Cr Ge маски, как описано выше, получается структура со вскрытыми в межслойной изоляции окнами для контакта к "столбикам" туннельных переходов.

В диссертации также решили проблему удаления остатков полимерной маски после завершения травления ниобиевых электродов Пребывая в

содержащей фтористые соединения плазме, поверхность полимерной маски фторируется, то есть покрывается осажденным из плазмы тефлоноподобным полимером. В результате, растворимая в ацетоне "сердцевина" резистной маски оказывается заключена в оболочку из фторированного полимера Помимо этого, на стенки маски происходит также осаждение промежуточных продуктов травления и распыленных частиц Стандартными составами удалить остатки резиста оказалось невозможным. Для решения этой проблемы совместно с фирмой Silicon Valley Chemical Laboratories (SVC. Labs) была проведена работа по оптимизации состава смеси для удаления остатков маски. При этом изготовленные нами образцы были, затем в лаборатории SVC обработаны набором смесей различного состава и затем изучены методом сканирующей электронной микроскопии. Полученный состав был проверен на инертность по отношению к остальным материалам, присутствующим в структуре.

Электрофизические измерения (измерения вольтамперных характеристик при температурах 4 К (рис 4) и '50 мК, зависимости тока от сверхпроводящей фазы, наблюдение модуляции тока через одноэлектронный транзистор), выполненные на изготовленных субмикронных Nb Al-AlOx Nb

200 100

< х

V 0

о h-

• 100 200

-1000 -500 0 500 1000

Hanprereme, mV

Рис 4 Сравнение вольтамперных характеристик цепи из 100 одиночных переходов размер перехода ~0 2 мкм и 200 соединенных последовательно СКВИДов

Образец АР176. чип 34

----------,-!-•--! Т- 4.2 К -г—' ' 'I ' 1-

— 100 Ol***?«}«* переезд» \ Р„ ^ 3 65 МО)

200 о®«в песлеаовбпе»**э ( R * 3 78 МЙ)

/

/

г'

/ )

1 1 1 \ 1

переходах и структурах, показали высокое качество и отсутствие деградации свойств сверхпроводящих электродов и туннельного барьера, сопряженной с процессом изготовления.

Четвертая глава направлена на изучение датчика температуры в диапазоне ниже 1 К, выполненного на основе цепи последовательно соединенных Nb AI-AlOx Nb переходов субмикронных размеров. Дифференциальная проводимость такой системы имеет вблизи нулевого смещения колоколообразную особенность, полуширина Уцг и обратная глубина (AG G?/' которой, в приближении е2 2С квТ линейно связаны с температурой Г [1,2].

где N — количество туннельных переходов в цепочке, кв - постоянная Больцмана, е - заряд электрона, С - емкость одиночного перехода в цепочке, Gj - асимптотическая проводимость цепи переходов при смещении V - - Р) 2.

Очевидно, что такой датчик может использоваться, в качестве первичного, не нуждающегося в калибровке, эталона температуры (при измерении зависимости V1r2=j(T) ), так и как вторичный датчик (при измерении зависимости (AG GT)'l-- ffr) ).

Измерение зависимостей Vt 2 f(T) и (AG Gj)'l=J(T) было выполнено на цепочке из N -б последовательно соединенных Nb А1-АЮх Nb переходов размером 0.5x0 5мкм2 каждый, изготовленных по разработанной в диссертации технологии. Магнитное поле величиной В=3 Т обеспечивало подавление сверхпроводимости, и, таким образом, измерения выполнялись с цепочкой туннельных переходов в нормальном состоянии. Реперные значения температуры были получены с помощью резистивного датчика температуры из оксида рутения RX-I02A фирмы Lake Shore Cryotronics. Int .

Vt 2«5A39N-kBT/e ,

приведенного в тепловой контакт с пластиной, несущей образец Температурная зависимость полуширины V/ 2 пика на уровне половины максимума и глубины пика (АО Ст)'! -)СП представлены на (рис 5 а и Ь.

1 5 )(Г

Теория с учетом поправки . V, =5 43аЫк Т/б * <1+0.39г11Л<эЮ ■

ш

с«

1 1<Г

51(Г

- 0.5

-> £ Л

к ч

1 оз а.>, - а

5 I о- 5

- 0.2 X

I5

0 1

И

г

г?

О 2 0,3 0.4 Температура, К

0.5

(по датчику КХ-102А из ВиОг)

и)

0

0.6

о

3

<

15 -

10

5 !

А

Теория"

ЛвЛЗ =Щ1ег/2С1Цк Г)]1ЛМ1/М+^

о 0,1 о: оз 0 4 о,б об Температура, К (по датчику В!Х-1С|2А из ЯиО^ )

Ь)

Рис 5. Температурная зависимость полуширины Г/: пика на уровне половины максимума (а) и глубины пика J^/ О'г (Ь)

соответственно). Для случая, когда е2'2С:"квТ зависимость К, 2 приобретает "низкотемпературную" поправку. Экспериментальные значения !■) /7) статистически проверили (по критерию '//) на соответствие теоретическим описаниям: без поправки (для условия е2/2С< < квТ) и с "низкотемпературной" поправкой (для условия е2 2С-"к$Т). В результате, статистический анализ показал, что адекватное описание экспериментальных данных обеспечивается выражением, учитывающим "низкотемпературную" поправки.

Далее проанализированы метрологические характеристики изготовленного датчика температуры для диапазона -0.5 К.

Погрешность измерения температуры, составляющая 0.003 К в диапазоне ниже 0.5 К, примерно в полтора раза ниже погрешности лучших существующих датчиков.

В отличие от всех существующих датчиков в данном диапазоне температур, созданный в диссертации датчик допускает работу практически в любых технически достижимых магнитных полях. Это объясняется тем, что условие работоспособности датчика температуры во внешнем магнитном поле имеет вид ьр ■ цвВ , где £>-- уровень Ферми, ив'- Ь 2оте—9.3-10"21 Дж/Тл (или 5.8-10° эВ/Тл) - магнетон Бора, В - магнитный поток; что для формирующих структуру датчика ниобия и алюминия дает следующее ограничение на допустимое магнитное поле. В' ' (5.. . 10)-¡О4 7л .

Изготовленные датчики на основе субмикронных МЬ Л1-АЮх N1) переходов отличаются высокой помехоустойчивостью.

Так, при измерении зависимости (.Жт С//' -/(7) внешняя электрическая помеха в схеме задания рабочей точки не вызывает систематической ошибки измерения температуры, поскольку данное измерение выполняется при нулевом смещении, а вольтамперная характеристика туннельных переходов

обладает свойством нечетности, и, вследствие этого, детектирования помехи не происходит.

В случае же измерения температуры путем измерения .зависимости У/ /7) помеха в системе задания рабочей точки может вызывать систематическую ошибку. Величину этой ошибки оценивали аналитически, используя полученное теоретически выражение для вольтамперной характеристики цепи туннельных переходов [2]. В случае, если на величину смещения Ид. в схеме задания рабочей точки наложена помеха синусоидальной формы Уаситр, то вольтамперная характеристика может быть получена вычислением среднего значения за интервал, кратный периоду сигнала помехи:

Чтобы найти значение У¡.2 , необходимо решить уравнение

1 дЩ'л.Уж)

От

\

от ак

являющееся, фактически, определением У; 2 - расстояние между точками, являющимися решениями данного уравнения, в которых отклонение проводимости от своего асимптотического значения составляет половину максимального отклонения, достигаемого при нулевом смещении

Решая уравнение для Уас~0 и для ряда ненулевых значений Уа< получаем набор значений

представляющих собой значения систематических ошибок измерения У/:. вызванных детектированием помехи с амплитудой У„с. Систематическая ошибка измерения У\ 2 вызывает систематическую ошибку при измерении температуры:

о 0.1 0,; 0 3 0,4 0,5

V , нВ

»

Рис 6 Зависимость систематической ошибки измерения температуры, вызванной детектированием помехи, от амплитуды помехи

¡П е

У с/У., 12 5 439- N -ки "

Зависимость систематической ошибки измерения температуры вследствие детектирования помехи в зависимости от ее уровня показана на рис 6 Отметим, что даже при наличии в системе задания рабочей точки помехи на уровне 0.5 мВ (что исключительно много, принимая во внимание характерное значение полуширины - 0.5 мВ) ошибка измерения температуоы, вызванная этой помехой, составит менее 40 мК.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

В результате проведенных в диссертационной работе исследований

получены следующие основные результаты:

1. На основе анализа проблем, связанных с разработкой технологии сверхпроводящих Nb Al-AlOx Nb туннельных переходов субмикронных размеров установлено, что требованиям технологии отвечают методы с in situ формированием композиционной пленки Nb AI-AIOx Nb и планаризацией слоя межслойной изоляции.

2. Теоретически и экспериментально показана эффективность метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов для исследования границ раздела в структуре Nb Al-AlOx.Nb. Установлено, что граница Al-AlOxNb является резкой, а граница Nb AI - размыта в переходный слой толщиной не более 3 нм.

3. Теоретически и экспериментально обосновано применение метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов в качестве метода неразрушающего контроля качества сверхпроводящих туннельных переходов на основе Nb-Al-AlOx/Nb на ранних стадиях технологического процесса их получения.

4 Разработаны метод и технология получения NbAI-AlüT Nb сверхпроводящих туннельных переходов размером до 0.2>0.2 мкм* и характеризующихся высокими показателями качества - отношение сопротивлений подщелевой и нормальной ветвей ВАХ R/R„ - 50, величина щелевого напряжения Vg - 2А> 2.75 мВ, размытие щелевой особенности на ВАХ АКк<0.15 мВ).

5. Экспериментально показана возможность создания сложных интегральных структур с помощью разработанной в диссертации технологии. Изготовлены опытные сверхпроводящие туннельные

структуры субмикронных размеров с количеством переходов до 400 (одноэлектронные транзисторы, датчики температур, одноконтактые СКВИДы) для применения в физических исследованиях и в низкотемпературных информационно-измерительных приборах.

6. Теоретически и экспериментально установлено, что туннельные датчики температуры в диапазоне ниже 0.5 К характеризуются погрешностью измерения <± 0.003 К, что существенно ниже погрешности существующих датчиков.

7. Теоретически доказана возможность работы датчиков температуры на базе Nb Al-AlOx Nb туннельных переходов в высоких магнитных полях и их высокая помехоустойчивость.

Цитируемая литература:

[1] J.P. Pekola, К.Р Hiryi, J.P. Kauppinen, М.А. Paalanen Thermometiy by arrays of tunnel junctions. — Physical Review Letters, vol. 73, November 1994, p. 2903 - 2906.

[2] Sh Farhangfar, K.P Hirvi, J.P. Kauppinen, J.P. Pekola, J J. Toppari, D.V. Averm, and A.N. Korotkov. One dimension arrays and solitary tunnel junctions in the Weak Coulomb blockade regime- CBT Thermometry. — Journal of Low Temperature Physics, vol 108, July 1997, p. 191 - 215.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В. А. Крупенин, А. Б. Паволоцкий, И. Г. Прохорова, О. В Снигирев Технология изготовления и характеристики диэлектрических слоев тонкопленочных RC фильтров для Джозефсоновских и одноэлектронных устройств - Письма в ЖТФ, том 22, вып 2, 26 января 1996 г., с. 19 - 27

D Е. Kirichenko, А. В. Pavolotsky, I G. Prokhorova, О. V. Snigirev, R. Mezzena, S. Vitale, A. V. Beljaev. Two stage dc SQUID-based amplifier with double transformer coupling scheme — Inst. Phys. Conf. Ser. No 158, (Paper presented at EuCAS-97 30 June-3 July, 1997) p.727 - 730.

R. Dolata, A. B. Pavolotsky, Th. Weimann, H. Scherer, J. Niemeyer. Herstellung von sub mm Nb/Al203/Nb Josephson-Kontakten. — Tagung "Kryoelektronische Bauelemente 1998", Braunschweig, Oktober, 11-13, 1998

H. Scherer, Th. Weimann, S. V. Lotkhov, A. B. Pavolotsky, R. Dolata, P. Hinze, В. W. Samwer, A. B. Zorin, J. Niemeyer. Technologievananten zur lithographischen Herstellung vom metallischen

Einzelelektronentunnelschaltungen an der PTB. — Tagung 6. "Statusseminar Supraleitung und Tieftemperaturtechnik" Gelsenkirchen, Oktober 19-20. 1998.

B. Pavolotsky, Th. Weimann, H. Scherer, V. A. Krupenin, J. Niemeyei, A. B. Zorin. Multilayer technique for fabricating Nb junction circuits exhibiting charging effects — Journal of Vacuum Science and Technology В 17(1), Jan/Feb 1999, p.230-232.

E. ll'ichev, V. Zakosarenko, L Fritzsch, R. Stolz, H. E. Hoenig, H.-G. Meyer. A B. Zorin, A. B. Pavolotsky, and J. Niemeyer. Messung kleiner Suprastrome in LTS Josephson Schaltungen. — Tagung "Kryoelektronische Bauelemente 1999", Köln, 3.-5. Oktober 1999, Impressum Herausgeber, Redaktion, Satz und Druck, S. 98

24 I

7 Д E. Кириченко, А. Б Паволоцкий, И. Г. Прохорова, О В. Снигирев j Характеристики тонкопленочного датчика сканирующего магнитного микроскопа на основе сквида — Журнал технической физики, 1999, гом

69, вып 7, с. 112- 117.

<

!

8 В Pavolotsky, Th. Weimann, Н. Scherer, J. Niemeyer, А В Zorin and

V A. Krupemn Novel Method for Fabricating Deep submicron Nb AlOx Nb I

Tunnel junctions based on Spin-on glass planarization — IEEE Transactions j

On Applied Superconductivity, vol .9, No 2, June 1999, 3251 - 3254. j

9 D. E. Kirichenko, А. В Pavolotsky, 1. G. Prokhorova, О V. Snigirev, ^ R. Mezzena, S. Vitale, Yu. V. Maslennikov and A. V. Beljaev Advanced i Version of two-stage dc SQUID-based Amplifier — IEEE Transactions On j Applied Superconductivity, vol.9, No.2, June 1999, p. 2906 - 2908. j

10 K. Yu. Arutyunov, S. V. Lotkhov, A. B. Pavolotski, D. A. Presnov and J L. Rinderer. Resistive transition anomaly in superconducting nanostructures. -

- Physical Review B, March 1, 1999, vol 59(9), p.6487 - 6498.

11 D. E Kirichenko, A. B. Pavolotsky, I. G. Prokhorova, О. V Snigirev, R. Mezzena, S. Vitale, Yu. V. Maslennikov and V. Y. Slobodchikov Noise Characteristics of a dc SQUID-based Amplifier — Inst. Phys Conf. Ser. No 167, 2000 (Paper presented at Applied Superconductivity, Spam, 14-17 September 1999), p 537 - 540.

12. K. Yu Arutyunov, Т. V. Ryynanen, J. P. Pekola and А В Pavolotski. Superconducting transition of single-crystal tin microstructures — Physical Review B, vol 63. 092506 (8 Feb 2001), paper 092506.

13. E Il'ichev. V Zakosaienko, L. Fritzsch, R. Stolz, H. E Hoetug, H.-G. Meyer, M. Gotz, A. B. Zorm, V. V Klianm, А. В Pavolotsky, and J. Niemeyer Radio-frequency based monitoring of small supercurrents. — Review of Scientific Instruments, March 2001 vol. 72(3), p 1882 - 1887

14 E Il'ichev, V. Zakosarenko, L. Fritzsch, R. Stolz, H..E. Hoenig, H.-G. Meyer, А В Zorin, V. Khanin, M. Götz, A. B. Pavolotsky, and J. Niemeyer. Measuring of Small Supercunents in Niobium SQUID Circuits - International Symposium on Mesoscopic Superconductivity (MS2000), March 8-10, 2000, NTT Basic Res., Japan — Physica C: Superconductivity, vol. 352 (1-4), 2001, pp. 141-143.

15. Паволоцкий А. Б., БорисовА. M., Куприянов M. Ю. Межслойная изоляция для тонкопленочных сверхпроводящих туннельных устройств, выполненная методом планаризации // Всероссийская научно-техническая конференция "Быстрозакаленные материалы и покрытия" 29 ноября 2002г. - М.: «МАТИ» - РГТУ им. К. Э. Циолковского, 2002, с.126-130.

16. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, С. Д. Федорович, А. Б. Паволоцкий, А. В, Солабуто. Диагностика послойного состава конструкционных материалов на основе спектра отраженных электронов. — Контроль Диагностика, 2002, вып. 7, с. 41 - 44.

17. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, С. Д. Федорович, А. Б. Паволоцкий Отражение электронов килоэлектронвольтных энергий от многослойных поверхностей. — Журнал технической физики, 2002, т. 72, вып. 11, с 100- 108.

Подписано в печать 20.! 1.2003. Формат 60x84 L 16. Печать наризофафе Объем 1.0 п. к Тираж 100. Заказ №244

Издательский центр «MAI И» - Российского государственного технологического университета им. К Э. Циолковского 109240. Москва. Берниковская паб . 14

Типография ИЦ «МАГИ» -- Российскою юсударс!венного TexHo.ioi инеского универсиюта им К.Э. Цио жовского 109240. Москва Берниковская наб. 14

I

*

* 2 О 7 б 3

Введение

1. Состояние вопроса о технологии сверхпроводящих туннельных переходов субмикронных размеров.

1.1. Системы материалов для электродов и барьера сверхпроводящих туннельных переходов.

1.1.1. "Свинцовый проект" IBM и другие "ранние" попытки создания сверхпроводящих туннельных структур

1.1.2. Технологии на основе композиционной пленки Nb/Al - AlOx/Nb.

1.2. Анализ современных методов изготовления Nb/Al — AlOx/Nb туннельных переходов субмикронных размеров

1.2.1. Методы формирования туннельного барьера с разрывом вакуума (ex situ).

1.2.2. Методы формирования туннельного барьера в едином вакуумном цикле (in situ).

1.3. Выводы и постановка задачи исследования.

2. Экспериментальное исследование структуры границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb 72 2.1. Технологические аспекты формирования композиционной пленки Nb/Al — AlOx/Nb.

2.1.1. Напыление ниобия.

2.1.2. Напыление алюминия.

2.1.3. "Сборка" Nb/Al - AlOx/Nb многослойной структуры.

2.1.4. Вольт-амперные характеристики полученных туннельных переходов.

2.2. Выбор метода исследования структуры границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb

2.3. Физические основы метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов

2.4. Результаты исследования границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb.

2.5. Выводы.

3. Разработка технологии получения сверхпроводящих туннельных переходов субмикронных размеров

3.1. Формирование области туннельного перехода

3.1.1. Маска для травления туннельных переходов

3.1.2. Режим травления туннельных переходов

3.2. Создание верхнего и нижнего электродов Nb/Al — AlOx/Nb переходов.

3.3. Формирование межслойной изоляции.

3.4. Удаление резистной маски по окончании процесса травления.

3.5. Этапы технологического процесса.

3.6. Электрические характеристики сверхпроводящих туннельных переходов субмикронных размеров

3.6.1. Вольт-амперные характеристики при температуре жидкого гелия (4 К).

3.6.2. Результаты измерений при температурах <100 мК.

3.6.3. Зависимость тока от сверхпроводящей фазы и измерение величин малых критических токов

3.7. Выводы.

4. Исследование применения субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов в качестве датчика температуры в диапазоне ниже 1К

4.1. Современная температурная шкала и датчики температур

4.1.1. Принципы международной температурной шкалы МТШ

4.1.2. Датчики температур ниже 77 К.

4.2. Физические основы измерения температуры с помощью металлических туннельных переходов.

4.3. Опыт применения датчика температуры в субкель-винном диапазоне

4.4. Оценка метрологических характеристики датчика температуры в субкельвинном диапазоне.

4.4.1. Точность измерения.

4.4.2. Работа в условиях магнитного поля.

4.4.3. Помехоустойчивость.

4.5. Выводы.

В последние годы интенсивное развитие получила физика и технология туннельных сверхпроводниковых структур, прогресс в которой неразрывно связан с последними достижениями в области высоких технологий.

Важными результатом этого стало создание таких информационно-измерительных приборов и их элементов, как:

Джозефсоновский эталон напряжения, характеризующийся относительной погрешностью на уровне Ю-9 [1-4]; СКВИДы (от англ. Superconductive QUantum Interference Device, SQUID) - датчики магнитного поля, самые чувствительные из существующих, а также системы на их основе для измерения тока и напряжения, датчики смещения, магнитной восприимчивости [5-7]; Детекторы частиц и излучений [8];

Датчики температуры в диапазоне от нескольких десятков Кельвин до нескольких десятков миллиКельвин [9-11] - прототипы первичного и вторичного эталонов температуры в указанном диапазоне;

Одноэлектронные устройства [12-14] - транзисторы [15], ловушки [16] и другие, манипулирующие одиночными зарядами, устройства [17,18]. На сегодняшний день, одноэлектронные транзисторы - наиболее чувствительные датчики заряда (чувствительность « 10~bef\jHz [19-21]). Логические элементы - работающие на рекордно высоких частотах и обладающие при этом рекордно низким тепловыделением (до 770 ГГц и 1.5мкВт). Сравнимые полупроводниковые устройства обладают по крайней мере на порядок более низким быстродействием и рассеивают примерно в 105 раз большую мощность [22-27];

Практически для всех перечисленных выше типов приборов и устройств весьма актуальный интерес представляют структуры с использованием сверхпроводящих (ниобиевых) туннельных переходов размером не более сотен нанометров.

Так, снижение размеров переходов приводит к повышению собственной энергетической чувствительности е СКВИДов [28], которая повышается вместе с уменьшением линейного размера (корня квадратного из площади) перехода. Попутно, применение методов формирования элементов структур субмикронных размеров, с необходимостью сопровождающее изготовление субмикронных переходов, позволяет добиться еще ряда существенных преимуществ. Переход на субмикронной ширины линии при изготовлении входных катушек позволяет существенно снизить внешний размер кольца СКВИДа, что существенно упрощает работу последнего во внешнем магнитном поле. С другой стороны, общее уменьшение размеров элементов снижает их паразитную емкость и, вследствие этого, снижает уровень шума устройств, построенных на основе СКВИДов.

Широкополосность детекторов излучений возрастает с уменьшением емкости туннельного перехода. Однако, для согласования импедансов детектора и микроволновых трактов сопротивление первого должно находиться в определенных пределах (несколько десятков Ом). Поэтому одновременно с уменьшением размеров перехода требуется пропорционально повышать прозрачность туннельного барьера. При этом, необходимо сохранить высоким качество туннельного барьера, определяющее уровень шума, а значит, чувствительность детекторов излучений.

Субмикроскопический размер туннельных переходов для задачи измерения температуры является необходимым условием [9-11]. Применение ниобиевых субмикронных туннельных переходов позволит сделать туннельные термометры практическими приборами, обеспечив им долговечность и стабильность свойств.

Быстродействие сверхпроводниковых логических элементов также напрямую связано с размером переходов [23,29-31]. В первом приближении, максимально достижимая тактовая частота /с таких устройств обратно пропорциональна размеру перехода а [30] /с ~ • Как и в случае СКВИДов, но в еще большей степени, важен сопутствующий переход всего технологического процесса на субмикронные размеры. Уменьшение размеров резисторов (а в некоторых случаях и возможность избежать их использования [31,32]) и индуктивностей само по себе повышает характерные частоты цифровых устройств.

Кроме того, по-прежнему, существует ряд фундаментальных научных задач, для решения которых необходимы сверхпроводящие (ниобиевые) туннельные переходы размером не более сотен нанометров. Примерами таких задач может быть изучение процессов резонансного туннелирования, включающие одновременно и одиночные Куперовские пары, и одиночные электроны - так называемые "джозефсоновские квазичастичные циклы" [33], а также изучение зависимости между током и сверхпроводящей фазой в сверхпроводниковых структурах [37,38,41].

К сожалению, до настоящего времени не было возможности реализовать все преимущества, которые обещает использование сверхпроводящих туннельных переходов субмикронного размера в устройствах низкотемпературной электроники. Причиной этого является недостаточный уровень разработки технологии изготовления таких переходов. Существующие технологические процессы либо не обеспечивают требуемого качества туннельных переходов, либо очень сложны и недоступны для большинства лабораторий.

Целью диссертационной работы является поиск и разработка метода и технологии получения сверхпроводящих туннельных переходов субмикронного размера и опробование ее путем создания датчика температуры на основе субмикронных туннельных переходов для работы в субкельвинном диапазоне.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

1) Выполнен анализ состояния технологии сверхпроводящих туннельных переходов и определено направление разработки основ технологии субмикронных переходов;

2) Изучена взаимосвязь структуры границ раздела в композиционной пленке Nb/Al — AlOx/Nb и качества сверхпроводящих туннельных переходов, получаемых на ее основе;

3) Найден метод исследования границ раздела в Nb/Al — AlOx/Nb структуре и выполнено измерение профилей концентрации Nb/Al и Al — AlOx/Nb границ раздела в Nb/Al — AlOx/Nb пленке, из которой получены переходы, характеризующиеся высоким качеством туннельного барьера и сверхпроводящих берегов;

4) Сформулированы и реализованы метод и технология получения субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов; разработаны все его составные части: маска для травления области туннельных переходов, параметры напыления и травления слоев, параметры процесса формирования межслойной изоляции и, наконец, способ удаления масок после травления;

5) Опробована разработанная технология: изготовлен на основе цепи субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов датчик температуры в субкельвинном диапазоне и изучены его метрологические характеристики.

Структура и содержание диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы.

4.5. Выводы

Таким образом, можно сделать следующие выводы по применению цепочек Nb/Al — AlOx/Nb переходов в качестве датчиков температуры:

1) Изготовлен и опробован датчик температуры в диапазоне ниже 1 К на основе субмикронных Nb/Al — AlOx/Nb переходов.

2) Показано, что такой датчик может использоваться, и как первичный, не нуждающийся в калибровке, эталон температуры, и как вторичный практический датчик. Дополнительным достоинством такого вторичного термометра является более простая, по сравнению с существующими практическими датчиками, процедура калибровки. Для калибровки такого термометра ие требуется другой (поверочный) датчик, поскольку его роль может исполнять сам калибруемый туннельный термометр, только измеряемый другим (V\j2) способом. Это снимает проблему установления теплового равновесия между калибруемым и поверочным датчиками и, тем самым, упрощает и повышает достижимую точность калибровки.

3) Достигнутая точность измерения температуры < ±0.003 К в диапазоне ниже 0.5 К примерно в полтора раза превышает точность лучших существующих практических датчиков.

4) Показана высокая помехоустойчивость таких датчиков температуры, также возможность их работы в высоких магнитных полях, что не позволяют существующие практические датчики температуры в данном температурном диапазоне.

Заключение

В результате проведенных в диссертационной работе исследований получены следующие основные результаты:

1) На основе анализа проблем, связанных с разработкой технологии сверхпроводящих Nb/Al — AlOx/Nb туннельных переходов субмикронных размеров установлено, что требованиям технологии отвечают методы с in situ формированием композиционной пленки Nb/Al — AlOx/Nb и планаризацией слоя межслойной изоляции.

2) Теоретически и экспериментально показана эффективность метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов для исследования границ раздела в структуре Nb/Al — AlOx/Nb. Установлено, что граница Al — AlOx/Nb является резкой, а граница Nb/Al - размыта в переходный слой толщиной не более 3 нм.

3) Теоретически и экспериментально обосновано применение метода спектроскопии энергетических потерь отраженных электронов в качестве метода неразрушающего контроля качества сверхпроводящих туннельных переходов на основе Nb/Al — AlOx/Nb на ранних стадиях технологического процесса их получения.

4) Разработаны метод и технология получения Nb/Al — AlOx/Nb сверхпроводящих туннельных переходов размером до 0.2х0.2мкм2 и характеризующих высокими показателями качества - отношение сопротивлений подще-левой и нормальной ветвей ВАХ Rj/Rn « 50), величина щелевого напряжения Vg = 2Д > 2.75 mV, размытие щелевой особенности на ВАХ AV^, < 0.15 mV.

5) Экспериментально показана возможность создаиия сложных интегральных структур с помощью разработанной в диссертации технологии. Изготовлены опытные сверхпроводящие туннельные структуры субмикронных размеров с количеством переходов до 400 (одноэлектронные транзисторы, датчики температур, одноконтактые СКВИДы) для применения в физических исследованиях и в низкотемпературных информационно-измерительных приборах.

6) Теоретически и экспериментально установлено, что туннельные датчики температуры в диапазоне ниже 0.5 К характеризуются погрешностью измерения < ±0.003 К, что существенно ниже погрешности существующих датчиков.

7) Теоретически доказана возможность работы датчиков температуры на базе Nb/Al — AlOx/Nb туннельных переходов в высоких магнитных полях и их высокая помехоустойчивость.

В заключение, я хотел бы поблагодарить своего научного руководителя к.ф.-м.н Борисова A.M., заведующего кафедрой "Технологии обработки материалов потоками высоких энергий" «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского профессора Суминова И. В. и к.т.н. Крита Б.Л., заведующего кафедрой "Технологии производства приборов и систем управления летательными аппаратами" «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского профессора Суминова В.М., заведующего лабораторией физики наноструктур НИИ ядерной физики МГУ д.ф.-м.н Куприянова М. Ю., заведующего лабораторией Криоэлектроники физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова профессора Снигирева О. В. и сотрудников лаборатории к.ф.-м.н Преснова Д. Е., к.ф.-м.н Трифонова А. С., Савватеева М.Н., Прохорову И. Г., Лопатину Е. Е., к.ф.-м.н Лотхова С. В., к.ф.-м.н Крупенина В. А. и к.ф.-м.н Богословского С. А., сотрудников кафедры Общей физики и ядерного синтеза Московского энергетического института д.ф.-м.н Афанасьева В. П., к.ф.-м.н Лубенченко А. В. и к.т.н. Федоровича С. Д., научного сотрудника Института прикладной физики, г. Нижний Новгород, Лапкина И. В., сотрудников Федерального физико-технического института, г. Брауншвайг, ФРГ профессора Ю. Ни-майера, доктора А. Б. Зорина и доктора Т. Вайманна, а также руководителя группы Технического Университета Чалмерса профессора В. Ю. Белицкого — и многих других — всех, кто в разное время оказывал помощь и поддержку в моей работе и мне лично.

Огромное спасибо.

1. J. Nicmeyer, J. H. Hinken, R. L. Kautz. Microwave induced constant-voltage steps at one volt from a series array of Joseph-son junctions. — Applied Physics Letters, 1984, v. 45, No. 4, p. 478 - 480.

2. J. Nicmeyer, L. Grimm, W. Meier, J. H. Hinken, and E. Vollmer. Stable Joscphson reference voltages between 0.1 and 1.3 V for high precision voltage standards. — Applied Physics Letters, 1985, v. 47, No. 11, p. 1222 1223.

3. C.A. Hamilton, R. L. Kautz, R. L. Steiner and F.L. Lloyd. A practical Josephson voltage standard at IV. — IEEE Electron Device Letters, 1985, v. 6, p. 623 625.

4. C.A. Hamilton. Josephson voltage standards. — Review of Scientific Instruments, 2000, v. 71, No. 10, p. 3611 3623.

5. В. В. Шмидт. Введение в физику сверхпроводников. Изд. второе, исправленное и дополненное В. В. Рязановым и М. В. Фейгельмапом. — М.:МЦНМО, 2000, 398 с.

6. Кларке Дж. Сверхпроводящие квантовые интерференционные приборы для низкочастотных измерений. //В сб.: Слабая сверхпроводимость. Квантовые интерферометры и их применения. Под ред. Б. Б. Шварца и С. Фонера. — М.: Мир, 1980, с. 7 65.

7. R. H. Koch, D. J. van Harlingcn and J. Clarke. Quantum noise theory for the dc SQUIDs. — Applied Physics Letters, 1981, v. 38, p. 380- 382.

8. J. R. Tucker and M.J. Feldman. Quantum detection at millimeter wavelength. — Reviews of Modern Physics, 1985, v. 57, No. 4, p. 1055 1113.

9. J.P. Pekola, K.P. Hirvi, J.P. Kauppinen, M.A. Paalanen. Thermometry by arrays of tunnel junctions. — Physical Review Letters, vol. 73, November 1994, p. 2903 2906.

10. K.P.Hirvi, J.P.Kauppinen, A.N. Korotkov, M.A.Paalanen and J.P. Pekola. Arrays of normal metal tunnel junctions in weak Coulomb blockade regime. — Applied Physics Letters, vol. 67, No. 14, 1995, p. 2096 2098.

11. Д. В. Аверин, К. К. Лихарев. Когерентные колебания в туннельных переходах малых размеров. — Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики, ЖЭТФ, 1986, т. 90, номер 2, с.733 738.

12. Т.A. Fulton and G.J. Dolan. Observation of single-electron charging effects in small tunnel junctions. — Physical Review Letters, 1987, v. 59, No.l, p. 109- 112.

13. JI.C. Кузьмин, К. К. Лихарев. Непосредственное экспериментальное наблюдение дискретного коррелированного од-ноэлектронного туниелирования. — Журнал Эксперимеитальной и Теоретической Физики, ЖЭТФ, 1987, т. 45, номере, с.289 298.

14. P. Delsing, К. К. Likharev, L. S. Kuzmin, and Т. Claeson. Time correlated single-electron tunneling in one-dimensional arrays of ultrasmall tunnel junctions. — Physical Review Letters, 1989, v. 63, No. 17, p. 1861 -1866.

15. M.W. Keller, J.M. Martinis, N.M. Zimmerman, and A. H. Steinbach. Accucracy of electron counting using a 7-junction electron pump. — Applied Physics Letters, 1996, v. 69, No. 12, p. 1804 1809.

16. P. Lafarge, H. Pothier, E.R. Williams, D. Esteve, C. Urbina, and M.H. Devoret. Direct observation of macroscopic charge quantization. — Zeitschrift fur Physik, 1991, В 85, p. 327.

17. V. A. Krupenin, D. E. Presnov, M.N. Savvateev, H. Scherer, A. B. Zorin and J. Niemeyer. Noise in Al single electron transistors of stacked design. — Journal of Applied Physics, 1998, v. 84, No. 6, p. 32 35 (1998).

18. V. A. Krupenin, D. E. Presnov, A.B. Zorin and J. Niemeyer. Aluminum single electron transistors with islands isolated from a substrate. — Journal of Low Temperature Physics, 2000, v. 118, No. 5/6, p. 287 290.

19. V. A. Krupenin, D.E. Presnov, А. В. Zorin and J. Niemeyer. A very low noise single electron electrometer of stacked-junction geometry. Physica B, 2000, v. 284-288, p. 1800 - 1803.

20. O.A. Муханов, В. К. Семенов. Новый способ способ цифровой обработки информации устройствами с Джозефсонов-скими переходами. — МГУ им. М.В. Ломоносова, Физический факультет, препринт 9/1985.

21. К. К. Likharev and V. К. Semenov. RSFQ logic/memory family: A new Josephson-junction technology for sub-terahertz clock frequency digital systems. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1991, v. 1, No. 1, p. 3 23.

22. V.K. Kaplunenko, M.I. Khabipov, V.P. Koshelets, K.K. Likharev, O. A. Mukhanov, V. K. Semenov, I. L. Serpuchenko and A. N. Vystavkin. Experimental study of the RSFQ logic elements. — IEEE Transactions, on Magnetics, v. 25, p. 861 864.

23. P.I. Bunyk, A. Oliva, V.K. Semenov, M. Bhushan, K.K. Likharev, J.E. Lukens, M.B. Ketchen, W.H. Mallison. — Applied Physics Letters, 1995, v. 66, No. 5, p. 646 648.

24. W. Chen, A. V. Rylyakov, V. Patel, J. E. Lukens and К. K. Likharev. Superconductor digital frequency divider operating up to 750 GHz. Applied Physics Letters, 1998, v. 73, No. 19, p. 2817- 2819.

25. W. Chen, A. V. Rylyakov, V. Patel, J. E. Lukens and К. K. Likharev. Rapid single flux quantum T-flip flop operating up to 770 GHz. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3212 3215.

26. М. В. Ketchen. Deep sub-цт low-Tc josephson technology: the opportunities and the challenges. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1993, v.3, No. 1, p. 2586 2593.

27. A. W. Kleinsasser. High performance Nb josephson devices for petaflop computing. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 1043 1049.

28. A.M. Kadin, C.A. Mancini, M.J. Feldman and D.K. Brock. Can RSFQ logic curcuits be scaled to deep submicron junction? — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 1050 1055.

29. Y. Naveh, D.A. Averin, K.K. Likharcv. Physics of high-jc Nb/AlOx/Nb Josephson junctions and prospects of their applications. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 1056 1060.

30. V. Patel and J. E. Lukens. Self-shunted Nb/Al AlOx/Nb josephson junctions. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3247 - 3250.

31. T.A. Fulton, P.L. Gammel, D.J. Bishop, L.N. Dunkleberger, and G. J. Dolan. Observation of combined Josephson and charging effects in small tunnel junction circuits — Physical Review Letters, 1989, v. 63, p. 1307 1310.

32. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, С. Д. Федорович, А. Б. Паволоцкий. Отражение электронов килоэлектронвольтных эиергий от многослойных поверхностей. — Журнал технической физики, 2002, т. 72, вып. 11, с. 100 108.

33. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, С. Д. Федорович, А. Б. Паволоцкий, А. В, Солабуто. Диагностика послойного состава конструкционных материалов на основе спектра отраженных электронов. — Контроль. Диагностика, 2002, вып. 7, с. 41 44.

34. K.Yu. Arutyunov, T.V. Ryynanen, J.P. Pekola and A.B. Pavolotski. Superconducting transition of single-crystal tin mi-crostructures — Physical Review B, vol. 63, 092506 (8 Feb. 2001), paper 092506.

35. K.Yu. Arutyunov, S.V. Lotkhov, A.B. Pavolotski, D.A. Presnov and L. Rinderer. Resistive transition anomaly in superconducting nanostructurcs. — Physical Review B, March 1, 1999, vol.59(9), p.6487 6498.

36. A. B. Pavolotsky, Th. Weimann, H. Scherer, V. A. Krupenin, J. Niemeyer, A.B. Zorin. Multilayer tcchniquc for fabricating Nb junction circuits exhibiting charging effects — Journal of Vacuum Science and Technology В 17(1), Jan/Feb 1999, p.230- 232.

37. H. Scherer, Th. Weimann, S.V. Lotkhov, A.B. Pavolotsky, R. Dolata, P. Hinze, B.W. Samwer, A.B. Zorin, J. Niemeyer. Technologievarianten zur lithographischen Herstellung vom metallischen Einzelelektronentunnelschaltungen an dcr PTB.

38. Tagung 6. "Statusseminar Supraleitung und Tieftemper-aturtechnik"Gelsenkirchen, Oktober 19-20, 1998.

39. R. Dolata, A. B. Pavolotsky, Th. Weimann, H. Scherer, J. Niemeyer. Herstellung von sub firn Nb/A^O^/Nb Josephson-Kontakten. — Tagung "Kryoelektronische Bauelemente 1998", Braunschweig, Oktober, 11-13, 1998.

40. B.D. Josephson. Physics Letters, 1962, v. 1, p. 251.

41. I. Giaever and K. Megerle. — Physical Review, 1961, v. 122, p. 1101 1104.

42. И.К. Янсон, B.M. Свистунов, И.М. Дмитренко. Журнал экспериментальной и телретической физики, 1965, т. 48, с. 976.

43. I. Giaever. Detection of the ac-Josephson effect. — Physical Review Letters, 1965, v. 14, No. 22, p. 904 906.

44. A. A. Bright, J. H. Greiner, S. P. Klepner, R. H. Wang, A. J. War-necke. Thin film fabrication for the Josephson technology cross-sectional model — Journal of Vacuum Science and Technology B, 1983, v. 1, No. 1, p. 77- 90.

45. S.I. Raider. IEEE Transactions on Magnetics MAG-21, 1985, p. 110.

46. D.W. Face and D.E. Prober. Fabrication and dc characteristics of small-area tantalum and niobium superconducting tunnel junctions. — Journal of Applied Physics, 1987, v. 62 No. 8, p. 3257 3266.

47. R. F. Broom, S. I. Raider, A. Oosenbrug, R. E. Drake and W. Walter. IEEE Transaction on Electron Devices ED-27, 1980, p. 1998.

48. Физико-химические свойства окислов. 2-е издание. Под ред. Г. В. Самсонова. — М.: Металлургия, 1980, 463 с. G.V. Sam-sonov, Ed., The Oxide Handbook — Plenum, New York, 1982.

49. С. С. Koch, J. О. Scarbrough, D. M. Kroeger. Effect of interstitial oxygen on the superconductivity of niobium. — Physical Review B, 1974, vol. 9, No. 3, p. 888 897.

50. H. Kroger, L.N. Smith, and D. W. Jillie. Selective niobium an-odization process for fabricating Josephson tunnel junctions. — Applied Physics Letters, 1981, vol.39, No.3, p. 280 282.

51. J. M. Rowell, M. Gurvitch, J. Geerk. Modification of tunneling barriers on Nb by a few monolayers of Al. — Physical Review B, 1981, v. 24, No. 4, p. 2278 2281.

52. M. Gurvitch, J. M. Rowell, H. A. Huggins, M. A. Washington and T.A. Fulton. Nb Josephson junctions with thin layers of Al near barrier. — Proceedings of the International Device Meeting, IEDM-81, 1981, Technical Digest, p. 115 117.

53. M. Gurvitch M. A. Washington and H.A. Huggins. High quality refractory Josephson tunnel junctions utilizing thin aluminium layers. — Applied Physics Letters, 1983, v. 42, No. 5, p. 472 -474.

54. H. A. Huggins and M. Gurvitch. Preparation and characteristics of Nb/Al-oxide-Nb tunnel junctions. — Journal of Applied Physics, 1985, v. 57, No. 6, p. 2103 2109.

55. H.A. Huggins and M.Gurvitch. Magnetron sputtering system equipped with a versatile substrate table. — Journal of Vacuum Science and Technology A, 1983, vol. 1, No. 1, p. 77 80.

56. M. Gurvitch and J. Kwo. Advances in cryogenic engineering, v. 30, edited by A. F. Clark and R.P. Reed Plenum, New York, 1984, p. 509.

57. J. Kwo, G.K. Wertheim, M.Gurvitch and D.N.E. Buchanan. X-ray photoemission spectroscopy study of surface oxidation ofr

58. Nb/Al overlay structures — Applied Physics Letters, 1982, v. 40, No. 8, p. 675 677.

59. A. R. Miedema and F. J. A den Brooder, Zcitschrift fiir Metal-lkunde, 1979, v. 70, p. 14.

60. A.F. G. Wyatt. Anomalous densities of states in normal tan-tallum and niobium. — Physical Review Letters, 1964, vol. 13, No. 13, p. 401 404.

61. J. A. Appelbaum and L. Y. L. Shen. Zero-bias-conductance-peak anomaly of Ta-I-Al Tunnel junctions at 0.3 К and 90 G. — Physical Review B, 1972, vol.5, No.2, p. 544 553.

62. T.T. Foxe, B.D. Hunt, C. Rogers, A.W. Klcinsasser and R. A. Buhrman. Reactive ion etching of niobium. — Journal of Vacuum Science and Technology, 1981, v. 19, No. 4, p. 1394 1397.

63. Dependence of critical current density on oxygen exposure in Nb/AlOx/Nb tunnel junctions. A. W. Klcinsasser, R. E. Miller, W. H. Mallison — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, v. 5, No. 1, p. 26 30.

64. Effect of growth conditions on the electrical properties of Nb/Al Oxide/Nb tunnel junctions. W. H. Mallison, R. E. Miller, A. W. Kleinsasser — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, v. 5, No. 2, p. 2330 - 2333.

65. J.A. Thornton, J. Tabock, D.W. Hoffman. Internal stresses in metallic films deposited by cylindrical magnetron sputtering. — Thin Solid Films, 1979, v. 64, p. Ill 119.

66. T. Imamura T. Shiota and S. Hasuo. Fabrication of high quality Nb/Al — AlOx/Nb josephson junctions: I Sputtered Nb films for junction electrodes. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1992, v. 2, No. 1, p. 1 - 14.

67. T. Imamura and S. Hasuo. Cross-sectional ТЕМ observation of Nb/Al — AlOx/Nb junction structures. — IEEE Transactions on Magnetics, 1991, v. 27, No. 2, p. 3172 3175.

68. T. Imamura and S. Hasuo. Cross-sectional transmission electron microscopy observation of Nb/Al — AlOx/Nb josephson junction. — AppKcd Physics Letters, 1991, v. 58, No. 6, p. 645 647.

69. T. Imamura and S. Hasuo. Characterization of Nb/Al — AlOx/Nb junction structures by anodization spectroscopy. — IEEE Transactions on Magnetics, 1989, v. 25, No. 2, p. 1131 -1134.

70. M.M.TM. Dierichs, R.A. Panhuyzen, C.E. Honingh, M.J. de Boer and Т. M. Klapwijk. Submicron niobium junctions for submillimeter-wave mixers using optical lithography. — Applied Physics Letters, 1993, v. 62, No. 7, p. 774 776.

71. T. Imamura and S. Hasuo. A submicrometer Nb/AlOx/Nb josephson junction. — Journal of Appled Physics, 1988, v. 64, No. 3, p. 1586 1588.

72. T. Imamura and S. Hasuo. Effect of intrinsic stress on submicrometer Nb/AlOx/Nb josephson junction. — IEEE Transactions on Magnetics, 1989, v. 25, No. 2, p. 1119 1122.

73. M. Bhushan and E. M. Macedo. Nb/Al AlOx/Nb trilayer process for the fabrication of submicron Josephson junctions and low-noise dc SQUIDs. — Applied Physics Letters, 1991, v. 58, No. 12, p. 1323 - 1325.

74. H.H. Huang, J.Z. Zhang, A.W. Lichtenberger, R.E. Miller. Unexpected geometrical anodization effect in the fabrication of Nb/Al — AlOx/Nb junctions. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3244 3246.

75. J. M. Martinis and R. H. Ono. Fabrication of ultrasmall Nb — AlOx — Nb Josephson tunnel junctions. — Applied Physics Letters, 1990, v. 57, No. 6, p. 629 631.

76. M. Gotz, K. Bluthner, W. Krech, A. Nowack, H.-J. Fuchs, E.-B. Kley, P. Thieme, Th. Wagner, G. Eska, К. Hecker, H. Hegger. Self-aligned in-line tunnel junctions for single-charge electronics. Physica B, 1996, v. 218, p. 272 - 275.

77. M. Gotz, K. Bluthner, W. Krech, A. Nowack, H.-J. Fuchs, E.-B. Kley, P. Thieme, Th. Wagner, G. Eska, K. Hecker, H. Hegger.

78. Preparation of self-aligned in-line tunnel junctions for single-charge electronics. — Journal of Applied Physics, 1995, v. 78, No. 9, p. 5499 5502.

79. J. Niemeyer. Eine einfache Methode zur Herstellung kleinster Josephson-Elemente. — PTB-Mittelungen, 1974, v. 84, p. 281 -284.

80. G. J. Dolan. Offset masks for lift-off photoprocessing. — Appled Physics Letters, 1977, v. 31, p. 337 339.

81. Y. Harada, D.B. Haviland, P. Delsing, C.D. Chen and T. Clae-son. Fabrication and measurement of a Nb based superconducting single electron transistor. — Applied Physics Letter, 1994, v. 65, No. 5, p. 636 638.

82. R. Dolata, H. Scherer, A. B. Zorin, J. Niemeyer. Single electron transistors with high-quality superconducting niobium islands. Applied Physics Letters, 2002, v. 80, No. 15, p. 2776 - 2778.

83. P. Dubos, P. Charlat, Th. Crozes, P. Paniez, B. Pannetier. Thermostable trilayer resist for niobium lift-off. — Jornal of Vacuum Science and Technology B, 2000, v. 18, No. 1, p. 122 126.

84. T. Hoss, C. Strunk, and C. Schonenberger. Nonorganic evaporation mask for superconducting nanodevices. — Microelectronics Engineering, 1999, v. 46, p. 149 152.

85. D. Born, T. Wagner, W. Krech, U. Hiibner and L. Fritzsch. Fabrication of ultrasmall tunnel junctions by electron beam direct-writing. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2001, v. 11, No. 1, p. 373 376.

86. N. Kim, K. Hansen, J. Toppari, T. Suppula and J. Pekola. Fabrication of mesoscopic superconducting Nb wires using conventional electron-bcam lithographic techniques. — Journal of Vacuum Science and Technology B, 2002, v. 20, No. 1, p. 386 388.

87. R. E. Howard. A refractory lift-off process with applications to high-Tc superconducting circuits. — Applied Physics Letters, 1978, v. 33, No. 12, p. 1034 1035.

88. R. Dolata, T. Weimann, H. Scherer, J. Niemeyer. Sub цт Nb/Al — AlOx/Nb Josephson junctions fabricated by Anodiza-tion Techniques. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999, v. 9, No. 2, p. 3255 3258.

89. S. Nagasawa, H. Tsuge and Y. Wada. Planarization Technology for Josephson integrated circuits. — IEEE Electron Device Letters, 1988, v. 9, No. 8, p. 414 416.

90. H. Akakike, A. Fujimaki, Y. Takai and H. Hayakawa. Fabrication of Nb/Al — AlOx/Nb tunnel junctions using focused ion beam implanted Nb patterning (FINP) technique. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1993, v. 3, No. 1, p. 2187 -2190.

91. Z. Bao, M. Bhushan, Siyuan Han and J. E. Lukens. Fabrication of high quality, deep-submicron Nb/Al — AlOx/Nb Josephson junctions using chemical mechanical polishing. — IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1995, v. 5, No. 2, p. 2731- 2734.

92. R. Dolata, M. Neuhaus, W. Jutzi. Tunnel barrier growth dynamics of Nb/AlOx Al/Nb and Nb/AINX - Al/Nb Josephson junctions. - Physica C, v. 241, 1995, p. 25 - 29.

93. A.J. van Roosmalen, J.A.G. Baggerman, S.J.H. Brader. Dry etching for VLSI. Plenum Press, New York, 1991, 237 c.

94. Accuglass T-14 Series Spin-On Glass (SOG ). Product bulletin

95. AlliedSignal Inc., Advanced Microelectronics Materials, January 1994.

96. AlliedSignal Spin-on Products. Comparison of Film Properties — AlliedSignal Inc., Advanced Microelectronics Materials, November 1996.

97. M.Cleves, K.Ramkumar, R.Gettle. IEEE 1994 Symposium on VLSI Technology. Digest of Technical Papers, 1994, p. 61.111. U.S. Patent No. 5,003,178

98. Electron Beam Processing of AlliedSignal Accuglass 211 SOG . Electron Vision Technical Bulletin — Electron Vision Corporation, 1994.

99. W. R. Livcsay. Large-area electron-beam source. — Journal of Vacuum Science and Technology B, 1993, v. 11, No. 6, p. 2304 -2308.

100. R. Dolata, Th. Weimann, H.-J. Scherer, J. Niemeyer. Sub цт Nb — AlOx — Nb Josephson junctions fabricated by anodizationtechniques. — IEEE Transactions On Applied Superconductivity, vol.9, No.2, June 1999, p. 3255 3258.

101. D.V.Averin and K.K. Likharev, in Mesoscopic Phenomena in Solids, edited by B.L. Altshuler, P.A. Lee, and R.A. Webb. — Elsevier, Amsterdam, 1991, p. 176.

102. В. П. Афанасьев, С. Д. Федорович, А. В. Лубенченко. Измерение послойных профилей азота имплантированного в ниобий на основе спектроскопии отраженных электронов. — Письма в ЖТФ, 1995, Т.21, номер 10, с. 85 88.

103. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, Стрижов А.В. О количественной интерпретации результатов спектроскопии характеристических потерь энергии электронов. — Поверхность, Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 1999, номер 8, с. 16 23.

104. V. P. Afanas'ev, D. Naujoks. Energy spectra of electrons reflected from layered targets. — Zeitschrift fur Physik B, 1991, v. 84, p. 397- 402.

105. В. П. Афанасьев, А. В. Лубенченко, А. А. Рыжов. Потери энергии киловольтными электронами при простреле слоев твердого тела. — Поверхность. Рентгеновские, синхротрон-ные и нейтронные исследования, 1996, номер 1, с. 6 12.

106. V. P. Afanas'ev, S.D. Fedorovich, A.V. Lubenchenko, A. A. Ryjov, M.S. Esimov. Kilovolt electron backscattering. — Zeitschrift fur Physik, 1994, v. 96, p. 253-259.

107. В. П. Афанасьев. "Распределения электронов и легких ионов по длинам пробегов в плоскопараллельных мишенях". — Труды конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью", 1999, Звенигород, изд. МАИ, т. 2, с. 86 88.

108. В. П. Афанасьев, С. Я. Явор. Электростатические энергоанализаторы для пучков заряженных частиц. М.: «Наука. Главная редакция физико-математической литературы», 1978, 224 с.

109. JI. Фелдман, Д. Майер. Основы анализа поверхности и тонких пленок: Пер. с англ. — М.: Мир, 1989, 344 с.

110. Р.А.А. Booi and S.P. Benz. Design of high-frequency, high-power oscilators using Josephson-junction arrays. — Inst. Phys. Conf. Ser. No 148, July 1995, p. 1479 1482.

111. M. Maezawa, M.Aoyagi, H.Nakagawa, I.Kurosawa and S. Takada. Specific capacitance of Nb/AlOx/Nb Josephson junctions with critical current densities in the range of 0.1 18b4/cm2. - Applied Physics Letters, vol.66, No. 16, 17 April 1995, p. 2134 - 2136.

112. Preston-Thomas H. The International Temperature Scale of 1990 (ITS-90). Metrologia, vol. 27(1), 1990, p. 3 - 10.

113. Comptes Rendus des Sdances de la Treizifeme Confdrence Generale des Poids es Mesures (1967-1968), Resolution 3, 4, p. 104.

114. J.K. Krause, B.C. Dodrill. Measurement system induced errors in diode thermometry. — Review of Scientific Instruments, v. 57, No. 4, 1986, p. 661 665.

115. Д. Худсон. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятностей и элементарной статистике. /Пер. с англ. — М.: "Мир", 1967, 243 с.

116. Ч. Киттель. Введение в физику твердого тела. /Пер. с англ. — М.: "Наука"Главная редакция физико-математической литературы, 1978, 792 с.

117. N. W. Ashcroft, N. D. Mermin. Solid State Physics. New York, Holt-Sanders, Reinhart&Winston, 1976, p. 826.

118. T.Eliott, A. Jaisle, D.Latypov, P.McIntyre, W.Shen, R.Soika, R. M. Gaedke. 16 Tesla Nb^Sn Dipole development at Texas A&M University. — IEEE Transactions On Applied Superconductivity, 1997, vol. 7, No. 2, 555 557.

119. Ф.В. Комиссинский, Г. А. Овсянников, E. Ильичев и 3. Иванов. Наблюдение второй гармоники в фазовой зависимости сверхпроводящего тока в Nb/Au/YВСО гетеропереходах. — Письма в ЖЭТФ, 2001, т. 73, No. 7, с. 405-409.

120. V. A. Khlus and L.O. Kulik. Soviet Technical Physics, 1975, v. 20, p. 283.

121. R.Rifkin and B.S. Deaver. Physical Review B, 1976, v. 13, p. 3894.

122. J.E. Mooij, T.P. Orlando, L. Lcvitov, Lin Tian, C.H. van der Wal, S. Lloyd. Josephson persistent-current qubit. — Science, 1999, v. 285, p. 1036 1039.