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王熠華課題組運用自主發展的飛秒激光三維納米直寫技術在nano-SQUID芯片頭部打印了針尖（圖1），蒸鍍上超導材料后通過聚焦離子束刻蝕在超導針尖上進一步加工出了百納米級的小孔和細縫。超導體的麥斯那屏蔽效應將阻礙磁感線穿過超導殼層，因此只有小孔下方的磁信號能被nano-SQUID檢測線圈收集從而實現空間分辨率的提高。并且，超導針尖能聚焦場線圈所產生的磁場以進行更加局域的磁化率測量。針尖的集成也使得nano-SQUID在磁成像的同時還能進行原子力顯微得到形貌圖像。這一結果建立了在平面電路上構建三維超導結構的方法，突破了片上器件的幾何局限，為基于磁通的納米超導量子器件在介觀尺度更廣泛的應用打下了基礎。

該工作近日以“Flux focusing with a superconducting nano-needle for scanning SQUID susceptometry”為題在線發表于Microsystems & Nanoengineering.

該工作得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金委、上海市科委等基金項目的支持。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41378-023-00553-9

圖1：(a)-(e) 在nano-SQUID芯片上利用超快激光三維納米打印和制備超導針尖流程圖。(f)-(g) 成品器件電子顯微鏡照片。(h) 加工后器件噪聲譜，磁靈敏度無退化。