Abstract
本論文是在大氣中利用接觸式原子力顯微儀（AFM）之導電探針，在具有圖樣的鈮（Nb）薄膜微橋上製作奈米級氧化線結構，欲取代傳統半導體製程的方法，來製作出超導體元件中的平面型約瑟芬接面（Josephson junction）。我們分別改變施加在針尖與鈮薄膜之間的直流偏壓大小、探針掃描速度、探針接觸力及空氣濕度，以求得最佳的氧化條件。同時也利用施加有負偏壓的交流方波偏壓取代直流偏壓模式，中和蓄積在氧化物表面的空間電荷，來提高氧化效率，增加奈米氧化物的高度和深度，發現當交流偏壓頻率在400∼800Hz之間，所製做出的氧化物高度最高。我們將製成的鈮約瑟芬接面放置於液態氦溫度，測量其電壓與電流之特性曲線，發現特性曲線符合RSJ model（resistively shunted junction），屬於SNS（superconductor－normal metal－superconductor）約瑟芬接面，表示氧化物並未割斷鈮薄膜。而製作出的奈米氧化物高度（深度）與臨界電流是成直線衰減的關係，且通常由交流方波偏壓所製做的鈮約瑟芬接面，因為氧化物深度較深，會得到較小值的臨界電流。我們並且測量約瑟芬臨界電流與溫度及與磁場的關係，發現鈮約瑟芬接面屬於long-junctuon性質，同時在量測溫度為2.5K左右，臨界電流值在100~200µA之間時，所得到臨界電流與磁場的關係曲線有明顯類似超導量子繞射圖形的週期性振盪產生。至於臨界電流與溫度則是成直線衰減的關係。