We combine electron beam lithography and masked anodization of epitaxial aluminum to define tunnel junctions via selective oxidation, alleviating the need for wet-etch processing or direct deposition of dielectric materials. Applying this technique to define Josephson junctions in proximity-induced superconducting Al-InAs heterostructures, we observe multiple Andreev reflections in transport experiments, indicative of a high quality junction. We further compare the mobility and density of Hall-bars defined via wet etching and anodization. These results may find utility in uncovering better fabrication approaches to junction-based qubit platforms.

1.
A. Y.
Kitaev
,
Phys.-Usp.
44
,
131
(
2001
).
2.
C.
Nayak
,
S. H.
Simon
,
A.
Stern
,
M.
Freedman
, and
S. D.
Sarma
,
Rev. Mod. Phys.
80
,
1083
(
2008
).
3.
R. M.
Lutchyn
,
J. D.
Sau
, and
S. D.
Sarma
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
077001
(
2010
).
4.
Y.
Oreg
,
G.
Refael
, and
F.
von Oppen
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
177002
(
2010
).
5.
V.
Mourik
,
K.
Zuo
,
S. M.
Frolov
,
S. R.
Plissard
,
E. P. A. M.
Bakkers
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Science
336
,
1003
(
2012
).
6.
M.
Kjaergaard
,
F.
Nichele
,
H. J.
Suominen
,
M. P.
Nowak
,
M.
Wimmer
,
A. R.
Akhmerov
,
J. A.
Folk
,
K.
Flensberg
,
J.
Shabani
,
C. J.
Palmstrøm
, and
C. M.
Marcus
,
Nat. Commun.
7
,
12841
(
2016
).
7.
A.
Hatke
,
T.
Wang
,
C.
Thomas
,
G.
Gardner
, and
M.
Manfra
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
142106
(
2017
).
8.
H.
Kroger
,
L.
Smith
, and
D.
Jillie
,
Appl. Phys. Lett.
39
,
280
(
1981
).
9.
A.
Richter
,
P.
Baars
, and
U.
Merkt
,
Physica E
12
,
911
(
2002
).
10.
J.
Heida
,
B.
Van Wees
,
T.
Klapwijk
, and
G.
Borghs
,
Phys. Rev. B
57
,
R5618
(
1998
).
11.
L.
Mur
,
C.
Harmans
,
J.
Mooij
,
J.
Carlin
,
A.
Rudra
, and
M.
Ilegems
,
Phys. Rev. B
54
,
R2327
(
1996
).
12.
A.
Fornieri
,
A. M.
Whiticar
,
F.
Setiawan
,
E.
Portolés
,
A. C. C.
Drachmann
,
A.
Keselman
,
S.
Gronin
,
C.
Thomas
,
T.
Wang
,
R.
Kallaher
,
G. C.
Gardner
,
E.
Berg
,
M. J.
Manfra
,
A.
Stern
,
C. M.
Marcus
, and
F.
Nichele
,
Nature
569
,
89
(
2019
).
13.
S.
Pauka
,
J.
Witt
,
C.
Allen
,
B.
Harlech-Jones
,
A.
Jouan
,
G.
Gardner
,
S.
Gronin
,
T.
Wang
,
C.
Thomas
,
M.
Manfra
 et al,
J. Appl. Phys.
128
,
114301
(
2020
).
14.
Y.
Peng
,
F.
Pientka
,
E.
Berg
,
Y.
Oreg
, and
F.
von Oppen
,
Phys. Rev. B
94
,
085409
(
2016
).
15.
J. W.
Diggle
,
T. C.
Downie
, and
C. W.
Goulding
,
Chem. Rev.
69
,
365
(
1969
).
16.
N.
Mott
,
Trans. Faraday Soc.
43
,
429
(
1947
).
17.
M. S.
Hunter
and
P.
Fowle
,
JTES
101
,
481
(
1954
).
18.
T.
Tschirky
,
S.
Mueller
,
C. A.
Lehner
,
S.
Fält
,
T.
Ihn
,
K.
Ensslin
, and
W.
Wegscheider
,
Phys. Rev. B
95
,
115304
(
2017
).
19.
V.
Umansky
,
R.
de Picciotto
, and
M.
Heiblum
,
Appl. Phys. Lett.
71
,
683
(
1997
).
20.
A. C. C.
Drachmann
,
R. E.
Diaz
,
C.
Thomas
,
H. J.
Suominen
,
A. M.
Whiticar
,
A.
Fornieri
,
S.
Gronin
,
T.
Wang
,
G. C.
Gardner
,
A. R.
Hamilton
 et al,
Phys. Rev. Mater.
5
,
013805
(
2021
).
21.
A.
Feshchenko
,
L.
Casparis
,
I.
Khaymovich
,
D.
Maradan
,
O.-P.
Saira
,
M.
Palma
,
M.
Meschke
,
J.
Pekola
, and
D.
Zumbühl
,
Phys. Rev. Appl.
4
,
034001
(
2015
).
22.
H.
Suominen
,
J.
Danon
,
M.
Kjaergaard
,
K.
Flensberg
,
J.
Shabani
,
C.
Palmstrøm
,
F.
Nichele
, and
C.
Marcus
,
Phys. Rev. B
95
,
035307
(
2017
).
23.
W.
Mayer
,
J.
Yuan
,
K. S.
Wickramasinghe
,
T.
Nguyen
,
M. C.
Dartiailh
, and
J.
Shabani
,
Appl. Phys. Lett.
114
,
103104
(
2019
).
24.
M.
Kjærgaard
,
H. J.
Suominen
,
M.
Nowak
,
A.
Akhmerov
,
J.
Shabani
,
C.
Palmstrøm
,
F.
Nichele
, and
C. M.
Marcus
,
Phys. Rev. Appl.
7
,
034029
(
2017
).
25.
G. E.
Blonder
,
M.
Tinkham
, and
T. M.
Klapwijk
,
Phys. Rev. B
25
,
4515
(
1982
).
26.
M.
Tinkham
,
Introduction to Superconductivity
(
Courier Corporation
,
2004
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.