СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ ПРИБОР ДЖОЗЕФСОНА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Сверхпроводящий прибор Джозефсона на основе многослойной тонкопленочной гетероструктуры, содержащий два слоя сверхпроводника, образующих электроды, и прослойку с металлической проводимостью между ними из легированного металлом полупроводника,
отличающийся тем, что
прослойка имеет локально неоднородную структуру и выполнена с возможностью одновременного образования в ее объеме двух независимых каналов транспорта тока, один из которых представляет собой совокупность цепочек примесных атомов металла, соединяющих оба электрода и образующих квазиодномерные каналы с металлической проводимостью для транспорта сверхпроводящего тока, а другой - состоит из отдельно расположенных примесных атомов металла, образующих локализованные состояния примесных центров и обеспечивающих транспорт нормального туннельного тока, причем упомянутые квазиодномерные каналы представляют собой внутренние шунты для туннельного тока в прослойке.
2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что проводимости каналов транспорта тока предпочтительно равны.
3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что каналы состоят из атомов металлов, образующих глубокие примесные уровни в полупроводнике.
4. Прибор по п.1, отличающийся тем, что каналы состоят из атомов тугоплавких металлов, образующих глубокие примесные уровни в полупроводнике.
5. Прибор по п.1, отличающийся тем, что каналы состоят из кластеров металлов, содержащих по меньшей мере два атома.
6. Прибор по п.1, отличающийся тем, что полупроводник представляет собой аморфный материал.
7. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в качестве полупроводника использован кремний, а в качестве легирующей примеси - материал сверхпроводника, либо тугоплавкие металлы, выбранные из группы, содержащей W, Та, Мо.
8. Прибор по п.1, отличающийся тем, что каналы состоят из атомов металлов, образующих глубокие примесные уровни в полупроводнике, и кластеров металлов, содержащих по меньшей мере два атома.
9. Прибор по п.1, отличающийся тем, что прослойка содержит по меньшей мере один слой металла или другого проводящего материала, параллельный границам раздела прослойки и электродов, толщина которого составляет по меньшей мере один атомный слой.
10. Прибор по п.9, отличающийся тем, что металл или другой проводящий материал обладает сверхпроводящими свойствами.
11. Прибор по п.9, отличающийся тем, что металл или другой проводящий материал обладает ферромагнитными или антиферромагнитными свойствами.
12. Способ изготовления сверхпроводящего прибора Джозефсона, включающий последовательное нанесение на подложку первого и второго слоев сверхпроводника, прослойки легированного металлом полупроводника между ними, формируемую путем распыления полупроводника и металла,
отличающийся тем, что
после нанесения первого слоя сверхпроводника подбирают параметры распыления полупроводника и металла из условия формирования проводящей прослойки с локально неоднородной структурой, содержащей в своем объеме соединяющие первый и второй слои сверхпроводника совокупность цепочек из случайно расположенных примесных атомов, и не связанные с упомянутыми цепочками отдельно расположенные примесные атомы или кластеры металлов, образующие локализованные примесные центры,
причем концентрацию С примесных атомов или кластеров металла внутри прослойки выбирают из условия:
2
1
1
2
C>C>C, где C - концентрация примесных атомов или кластеров, при которой среднее расстояние между ними много больше радиуса локализации; С - концентрация примесных атомов или кластеров, при которой среднее расстояние между ними меньше радиуса локализации.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что источник распыления полупроводника и металла имеет мишень из полупроводника с заданной концентрацией металлической примеси и/или мозаичную мишень из полупроводника и металла.
14. Способ по п.12, отличающийся тем, что использованы два независимых источника распыления полупроводника и металла.
15. Способ по п.12, отличающийся тем, что в качестве полупроводника использован кремний, а в качестве легирующей примеси - материал сверхпроводника, либо тугоплавкие металлы, выбранные из группы, содержащей W, Та, Мо, при этом степень легирования составляет 6-11%.
16. Способ по п.12, отличающийся тем, что температуру подложки и режимы распыления выбирают из условия образования аморфного полупроводника и исключения образования соединений кристаллических фаз полупроводника с легирующей металлической примесью.
17. Способ по п.12, отличающийся тем, что проводящую прослойку в виде слоистой структуры формируют без разрыва вакуума.