We have developed a process to fabricate planar high-Tc Josephson junctions using nanolithography and a 200 keV ion implanter. Conduction occurs in the ab plane and is interface free. We can systematically tune devices to operate at temperatures between 1 K and the Tc of the undamaged superconducting material by varying the length of the weak link and by changing the amount of ion damage. All of the devices showed clear dc and ac Josephson effects. Measurement of R(T) and Ic(T) of the weak links revealed trends which were consistent with a proximity effect.

1.
D.
Dimos
,
P.
Chaudhari
, and
J.
Mannhart
,
Phys. Rev. B
41
,
4038
(
1990
).
2.
K.
Char
,
M. S.
Colclough
,
T. H.
Geballe
, and
K. E.
Myers
,
Appl. Phys. Lett.
62
,
196
(
1993
).
3.
K.
Char
,
L.
Antognazza
, and
T. H.
Geballe
,
Appl. Phys. Lett.
65
,
904
(
1994
).
4.
B. D.
Hunt
,
M. G.
Forrester
,
J.
Talvaccio
,
J. D.
McCambridge
, and
R. M.
Young
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
3805
(
1996
).
5.
J. M.
Valles
, Jr.
,
A. E.
White
,
K. T.
Short
,
R. C.
Dynes
,
J. P.
Garno
,
A. F. J.
Levi
,
M.
Anzlowar
, and
K.
Baldwin
,
Phys. Rev. B
39
,
11
599
(
1989
).
6.
G. J.
Clark
,
A. D.
Marwick
,
R. H.
Koch
, and
R. B.
Laibowitz
,
Appl. Phys. Lett.
51
,
139
(
1987
).
7.
A. E.
White
,
K. T.
Short
,
R. C.
Dynes
,
A. F. J.
Levi
,
M.
Anzlowar
,
K. W.
Baldwin
,
P. A.
Polakos
,
T. A.
Fulton
, and
L. N.
Dunkleberger
,
Appl. Phys. Lett.
53
,
1010
(
1988
).
8.
C. H.
Arrington
, III
and
B. S.
Deaver
, Jr.
,
Appl. Phys. Lett.
26
,
204
(
1975
).
9.
S. S.
Tinchev
,
Physica C
256
,
191
(
1996
).
10.
P. Seidel, F. Schmidl, F. Machalett, H. Schneidewind, A. Pfuch, and U. Hubner, in Oxide Superconductor Physics and Nano-engineering II, San Jose, CA (SPIE, Bellingham, Wa, 1996), pp. 479–486.
11.
J.
Hollkott
,
S.
Hu
,
C.
Becker
,
J.
Auge
,
B.
Spangenberg
,
H.
Kurz
,
N. D.
Zakharov
,
D.
Hesse
, and
B.
Hollander
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
7
,
3674
(
1997
).
12.
L. R. Harriott, P. A. Polakos, C. E. Rice, P. Gammel, and others, in Electron-beam, X-ray, and Ion Beam Technologies: Submicrometer Lithography IX, San Jose, CA (SPIE, Bellingham, Wa, 1990), pp. 53–61.
13.
M. J.
Zani
,
J. A.
Luine
,
R. W.
Simon
, and
R. A.
Davidheiser
,
Appl. Phys. Lett.
59
,
234
(
1991
).
14.
A. J.
Pauza
,
D. F.
Moore
,
A. M.
Campbell
,
A. N.
Broers
, and
K.
Char
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
5
,
3410
(
1995
).
15.
B. A.
Davidson
,
J. E.
Nordman
,
B. M.
Hinaus
,
M. S.
Rzchowski
,
K.
Siangchaew
, and
M.
Libera
,
Appl. Phys. Lett.
68
,
3811
(
1996
).
16.
S. K.
Tolpygo
,
S.
Shokhor
,
B.
Nadgorny
,
J.-Y.
Lin
,
M.
Gurvitch
,
A.
Bourdillon
,
S. Y.
Hou
, and
J. M.
Phillips
,
Appl. Phys. Lett.
63
,
1696
(
1993
).
17.
M. G.
Blamire
,
W. E.
Booij
,
A. J.
Pauza
,
E. J.
Tarte
, and
D. F.
Moore
,
IEEE Trans. Appl. Supercond.
7
,
2856
(
1997
).
18.
A. G.
Sun
,
L. M.
Paulius
,
D. A.
Gajewski
,
M. B.
Maple
, and
R. C.
Dynes
,
Phys. Rev. B
50
,
3266
(
1994
).
19.
R. Contreras, M.S. Thesis, University of California, San Diego, 1997.
20.
B. M.
Hinaus
,
M. S.
Rzchowski
,
B. A.
Davidson
,
J. E.
Nordman
,
K.
Siangchaew
, and
M.
Linera
,
Phys. Rev. B
56
,
10
828
(
1997
).
21.
P. A.
Rosenthal
,
M. R.
Beasley
,
K.
Char
,
M. S.
Colclough
, and
G.
Zaharchuk
,
Appl. Phys. Lett.
59
,
3482
(
1991
).
22.
L. Solymar, Superconductive Tunnelling and Applications, 1st ed. (Wiley-Interscience, New York, 1972).
23.
L.
Antognazza
,
S. J.
Berkowitz
,
T. H.
Geballe
, and
K.
Char
,
Phys. Rev. B
51
,
8560
(
1995
).
24.
P. G.
de Gennes
,
Rev. Mod. Phys.
36
,
225
(
1964
).
25.
L.
Antognazza
,
B. H.
Moeckly
,
T. H.
Geballe
, and
K.
Char
,
Phys. Rev. B
52
,
4559
(
1995
).
26.
P. N.
Guzdar
,
A. S.
Sharma
, and
S. K.
Guharay
,
Appl. Phys. Lett.
71
,
3302
(
1997
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.