随着科技水平及工农业的快速发展,人类的生产生活需求对计量基准提出了更高的要求。传统的电压实物基准受到制作工艺、使用材料和技术条件的限制,具有很多缺陷。为解决这一问题,科研界尝试将量子物理学的成就应用到计量基准领域,以建立高准确度、高复现性的量子电压基准。以约瑟夫森效应为基础的量子电压基准以高精确度、高稳定性和外界干扰小等特性迅速成为研究的热点。本文主要研究了结构为Nb/NbxSi1-x/Nb (SNS)的可编程约瑟夫森单结的制作工艺和其电流-电压特性曲线。确定具体的制作工艺条件。首先,经过调研与实验对比,在沉积薄膜环节寻找最佳的薄膜溅射功率、溅射气压和衬底温度等条件,使制作出的超导膜超导转变温度高、应力较小、常温电阻和超导转变点电阻之比大于3；其次,确定合适的光刻、刻蚀、剥离等环节的条件,使实验得到的单结结区边缘清晰整齐、周围的Si02绝缘层绝缘效果良好；最后,设计满足要求的可编程约瑟夫森结结区尺寸大小。搭建低温测试平台。为满足动态采集数据的要求,使用LabVIEW软件对测试数据进行实时采集；为提高测量准确度,测量过程中采用四端引线接法测量样品电阻,以减少引线电阻和接触电阻对测量带来的影响；为确保测试过程中外界温度与所测样品温度的一致性,低温探杆的头部采用导热性好的紫铜材料。测量约瑟夫森单结的电流-电压曲线。通过示波器观测到了清晰的超导隧穿电流和从无电压态向有电压态的跳变的电流-电压特性曲线,说明实验制备的SNS型可编程约瑟夫森结满足实验要求。