本发明实施例提供了一种共面波导结构的制备方法、装置、设备及超导器件。方法包括：获取待刻蚀结构,待刻蚀结构包括位于衬底结构上的铝薄膜和位于铝薄膜上端、用于覆盖铝薄膜的部分区域的光刻胶结构；利用酸性溶液对位于衬底结构上的铝薄膜进行第一次刻蚀操作,获得第一刻蚀后结构；对第一刻蚀后结构进行冲洗,获得中间结构；利用碱性溶液对中间结构进行第二次刻蚀操作,获得第二刻蚀后结构；对第二刻蚀后结构进行冲洗,获得目标结构,目标结构包括位于衬底结构上的铝薄膜和位于铝薄膜上端的光刻胶结构,光刻胶结构覆盖铝薄膜的所有区域。本实施例提供的技术方案,提高了铝基微波波导器件的边缘平整度,保证了超导量子器件生成的质量和效果。

本发明实施例提供了一种约瑟夫森结、约瑟夫森结的制备方法、装置及超导电路。约瑟夫森结包括：第一电极层,用于实现信号传输；第二电极层,用于实现信号传输；绝缘层,设置于第一电极层和第二电极层之间,以形成约瑟夫森结；第一电极层和第二电极层由预设材料构成,绝缘层由与预设材料相对应的化合物构成,预设材料包括非铝的超导材料,以延长超导量子比特的相干时间。本实施例有效地实现了通过非铝的超导材料来制备约瑟夫森结,由于上述材料具有晶格结构稳定的特征,有效地避免了因晶格结构存在缺陷而消耗能量,并且上述材料能够延长超导量子比特的相干时间,有利于提高超导量子比特计算的准确性,同时提高了所制备的约瑟夫森结的质量和效率。

公开了使用磁性约瑟夫森结(MJJ)器件作为π反相器的超导电路和存储器。MJJ器件包括被配置为允许超电流流过MJJ器件的超导层。MJJ器件还包括布置在超导层之间的磁性层,其中磁性层具有相关联的磁化方向,并且其中MJJ器件的第一状态对应于流过MJJ器件的超电流的零相位,并且MJJ器件的第二状态对应于流过MJJ器件的超电流的π相位。响应于磁场的施加,在磁性层的磁化方向没有任何改变的情况下,MJJ器件被配置为响应于超电流的相位的变化而从第一状态切换到第二状态。

本发明提供一种亚微米堆栈结构约瑟夫森结器件及其制备方法。制备方法包括步骤：提供衬底,于衬底上形成约瑟夫森结堆栈结构；形成初始绝缘层覆盖衬底及约瑟夫森结堆栈结构；对位于约瑟夫森结堆栈结构正上方的初始绝缘层进行第一次光刻刻蚀,以形成第一绝缘环；对剩余的绝缘层进行第二次光刻刻蚀,以形成第二绝缘环；进行化学机械抛光；于剩余的绝缘层中形成接触孔；形成顶电极引出层和底电极引出层。本发明可以有效降低寄生电感以及避免在结区正上方开孔带来的漏电流和对结区尺寸的限制,为制备亚微米尺寸堆栈SNS约瑟夫森结器件提供了技术支持,还能够减小结电容,避免外部磁场噪声带来的影响,有助于提高制备良率和降低制备成本。

本发明公开了基于拓扑半金属纳米结构的拓扑量子比特装置及实现方法。本发明在拓扑半金属单晶纳米结构和超导层的异质结中形成拓扑超导体,通过顶栅和背栅的双栅电压调控载流子迁移率,从而调控量子限制效应,使纳米结构的电子能带结构的拓扑性质发生变化,在拓扑能带区间的两端各形成一个马约拉纳量子态,并通过栅压调控拓扑相变对马约拉纳量子态进行编织操作,以物理构筑拓扑量子比特；本发明基于拓扑半金属纳米结构的拓扑相变,构建马约拉纳量子态,保证马约拉纳量子态不会因波函数重叠而退相干,提高了拓扑量子比特器件的鲁棒性；马约拉纳量子态的编织操作只需纯电学调制,无需外加磁场,操作简单,有利于拓扑量子比特的集成和应用。