Influence of the niobium base electrode on the temperature dependence of the effective niobium energy gap and the critical Josephson current in NbNbOxPb tunnel junctions

Abstract

NbNbOxPb tunnel junctions of cross-line type with tunnel areas of 10 × 10 μm2 are investigated. The niobium base electrodes are annealed differently. The temperature dependence of the effective niobium energy gap and the critical Josephson current are calculated and compared with the BCS curves. The deviation of the experimentally determined values is caused by a proximity layer. With a proximity-effect model good agreement between the calculated and the experimentally determined values is realized. The parameters of the proximity layer are in qualitative agreement with AES investigations of the niobium base electrodes. Es werden gekreuzte NbNbOxPb-Tunnelelemente mit Abmessungen von 10 × 10 μm2 untersucht, deren Niob-Basisschichten thermisch vorbehandelt wurden. Die Temperaturabhänigkeiten der effektiven Niob-Energielücken und der kritischen Josephsonströme werden ermittelt und mit dem Verlauf nach der BCS-Theorie verglichen. Die auftretenden Abweichungen der experimentell ermittelten Werte werden durch die Existenz einer Proximity-Schicht erklärt. Durch Anwendung eines Proximity-Effekt Modells kann eine gute Anpassung der berechneten Werte an die experimentell erhaltenen Werte erreicht werden. Die ermittelten Parameter dieser Proximity-Schichten sind qualitativ in Übereinstimmung mit AES-Untersuchungen an den Niobschichten.