王熠华课题组运用自主发展的飞秒激光三维纳米直写技术在nano-SQUID芯片头部打印了针尖（图1），蒸镀上超导材料后通过聚焦离子束刻蚀在超导针尖上进一步加工出了百纳米级的小孔和细缝。超导体的麦斯那屏蔽效应将阻碍磁感线穿过超导壳层，因此只有小孔下方的磁信号能被nano-SQUID检测线圈收集从而实现空间分辨率的提高。并且，超导针尖能聚焦场线圈所产生的磁场以进行更加局域的磁化率测量。针尖的集成也使得nano-SQUID在磁成像的同时还能进行原子力显微得到形貌图像。这一结果建立了在平面电路上构建三维超导结构的方法，突破了片上器件的几何局限，为基于磁通的纳米超导量子器件在介观尺度更广泛的应用打下了基础。

该工作近日以“Flux focusing with a superconducting nano-needle for scanning SQUID susceptometry”为题在线发表于Microsystems & Nanoengineering.

该工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、上海市科委等基金项目的支持。

论文链接：

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

图1：(a)-(e) 在nano-SQUID芯片上利用超快激光三维纳米打印和制备超导针尖流程图。(f)-(g) 成品器件电子显微镜照片。(h) 加工后器件噪声谱，磁灵敏度无退化。