超导体/铁磁体绝缘层-超导体隧道结的直流Josephson效应

在超导体铁磁体绝缘层超导体结(SFIS)中,运用BogoliubovdeGennes(BdG)方程和FurusakiTsukada(FT)电流公式,计算铁磁超导共存态的自洽方程和SFIS结中的直流Josephson电流.研究表明,铁磁超导态的磁交换能h对准粒子的Andreev反射有抑制作用,使得SFIS结中的直流Josephson电流随铁磁超导共存态的磁交换能h增大而减弱 关键词： S/F-I-S结 铁磁超导态 直流Josephson电流     

超导弱连接中的Josephson电流在一个磁通量子内的振荡(Ⅰ) Josephson结

本文指出如果Josephson结处在Q值足够高的谐振腔内,当Josephson频率ω=2eV_0/h与谐振腔的本征频率ω_r发生谐振时,谐振的电磁场对Josephson结自身的反馈作用将导致超流电流在一个磁通量子内随磁场的小周期振荡。     

铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体结的直流Josephson电流

由Bogoliubov-de Gennes方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，利用推广的Furusaki-Tsukada的电流公式计算了铁磁超导态/绝缘层/自旋三重态p波超导体(FS/I/p)结的直流Josephson电流随结的温度、相位差以及FS中磁交换能、结界面的势垒散射强度的变化关系.研究表明：FS中磁交换能、结界面的势垒散射均抑制FS/I/p结的直流Josephson电流.当自旋三重态超导体具有p_x波配对势时，自旋三重态超导体结的直流Josephson电流随结两侧相位差的振荡周期是π. 关键词： 铁磁超导态 自旋三重态超导体 p波超导体 直流Josephson电流     

双层结构铁磁-超导隧道结的直流Josephson电流

通过求解Bogoliubov_de Gennes(BdG)方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，在考虑结 界面的粗糙情形下，由推广的Furusaki_Tsukada(FT)的电流公式计算了铁磁超导态/ 绝缘层 / 铁磁超导态(FS/I/FS)结的直流Josephson电流，讨论了FS/I/FS结的直流Josephson临界 电流随磁交换能、温度的变化情况.研究表明：当结界面势垒散射强度和粗糙势垒散射强度 比较弱时磁交换能总是抑制FS/I/FS结的直流Josephson临界电流，而当结左右两边FS中铁 关键词： FS/I/FS超导隧道结 铁磁超导共存态 直流Josephson电流 粗糙势垒散射     

超导弱连接中的Josephson电流在一个磁通量子内的振荡(Ⅰ)——Josephson结

本文指出如果Josephson结处在Q值足够高的谐振腔内,当Josephson频率ω=(2eV₀)/h与谐振腔的本征频率ω_r发生谐振时,谐振的电磁场对Josephson结自身的反馈作用将导致超流电流在一个磁通量子内随磁场的小周期振荡。 关键词：     

自旋三重态超导体结的直流Josephson电流

在s波超导体/绝缘层/自旋三重态超导体结中,计算了直流Josephson电流随结的温度、相位差以及绝缘层势垒强度的变化关系.当自旋三重态超导体具有px波配对势时,自旋三重态超导体结的直流Josephson电流随结两侧相位差的振荡周期是π,与结的相位差的关系为sin(2).结界面的绝缘层势垒散射均抑制结的直流Josephson电流.     

小电容Josephson隧道特性——二次量子宏观效应

本文对小电容的Josephson结,在流过结的电流小于临界电流I_c时。从“二次”量子化哈密顿出发,用Feynman路径积分方法,对I_c随温度的变化关系进行了计算。对于小的静电能,I_c随温度的降低而增加。对于大的静电能,I_c随温度的变化出现峰值。     

超导Josephson结直流I-V特性的数值计算

为了研究超导Josephson结的性质,选用四阶龙格-库塔法对RSJ模型下单个Josephson结及其阵列以及微波辐照下Josephson结的直流I-V特性进行了数值计算,并将模拟结果与实验结果进行了比较.     

高温超导本征结的制备工艺和特性

自从本征Josephson效应发现以来,由于其涉及到高温超导材料和结构、Josephson结动力学、高频应用等多个领域,本征结的研究一直是国际上研究的热点之一.我们采用低能离子刻蚀,实现了每分钟和单结本征结厚度相当的刻蚀速率,由BSCCO单晶成功的实现了含有单个或少数几个结的本征Josephson结的制备,并用四端子方法测量其低温下的I-V,Ic-T特性.通过反复实验研究,提高本征结制备的成功率及可重复性,完善制备工艺,并进一步探讨本征结的特性.     

超导Josephson结直流Ⅰ-Ⅴ特性的数值计算

为了研究超导Josephson结的性质,选用四阶龙格-库塔法对RSJ模型下单个Josephson结及其阵列以及微波辐照下Josephson结的直流Ⅰ-Ⅴ特性进行了数值计算,并将模拟结果与实验结果进行了比较.     

线性延时反馈Josephson结的Hopf分岔和混沌化

考虑线性延时反馈控制下电阻-电容分路的Josephson结,运用非线性动力学理论分析了受控系统平凡解的稳定性.理论分析表明,随着控制参数的改变,系统的稳定平凡解将会通过Hopf分岔失稳,并推导了发生Hopf分岔的临界参数条件.对不同参数条件下受控系统的动力学进行了数值分析.结果显示,系统由Hopf分岔产生的稳定周期解,将进一步通过对称破缺分岔和倍周期分岔通向混沌. 关键词： 约瑟夫森结 线性延时反馈 Hopf分岔 混沌     

自旋与轨道耦合效应影响下的p波超导体的直流Josephson电流

在Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程的基础上,研究了考虑自旋与轨道耦合效应下s波超导体/绝缘层/p波超导体结的直流Josephson效应.研究表明:p波超导体结的直流Josephson电流与温度、结的相位差的关系强烈地依赖于p波超导体的配对势形式,结界面的自旋与轨道耦合散射对s/I/p波的结直流Josephson电流有抑制作用也有增强作用.     

一种直接和微带传输线耦合的谐振型Josephson隧道结

找们设计制作了一种简化的直接和微带线耦合的谐振型Josephson隧道结.低温实验的结果表明它具有良好的耦合性能.运用20mW以下的微波功率能使单结输出最大结电压达到9mV左右.耦合效率达到3％左右.而且具有输出稳定,抗干扰能力强的优点.这种器件适用于我国建立Josephson电压基准的工作.     

s波超导体绝缘层dx2-y2波超导体结的直流Josephson电流

在s波超导体绝缘层dx2-y2波超导体结(sId)中,考虑到结界面粗糙散射,运用BogoliubovdeGennes(BdG)方程和FurusakiTsukada(FT)电流公式,计算超导结中的准粒子传输系数和直流Josephson电流.结果表明:sId超导结的直流Josephson电流随温度以及结两侧的相位差变化的关系曲线强烈地依赖于d波超导体的晶轴方位;结界面的粗糙散射对Josephson电流有抑制作用 关键词： s/I/d超导结 dx2-y2波超导体 直流Josephson电流     

在一个磁通量子内dc Josephson电流的阶梯效应(Ⅰ)——双结SQUID

如果将由两个相同的Josephson结组成的双结SQUID放置于Q值足够高的谐振腔内,当其Josephson频率ω=2eV₀/h与谐振腔的本征频率ω_r发生谐振时,腔内就被激起一个驻波电磁场,这个场对两个结的反馈作用,将导致双结SQUID的dc Josephson电流在一个磁通量子内随磁场产生多次阶梯效应。理论给出两个结的Josephson电流产生一系列新的干涉作用:如果两个结分别位于反馈场的波峰,则阶跃电流加强;如果其中一个位于波谷,则使SQUID的干涉图形改变π/2位相,且两个结电流产生相干性减小;如果一个在波峰一个在波节,则SQUID退化到单结;如果两个结都在波节,则不出现n≠0的阶梯。 关键词：     

Josephson结开关电流分布的测量方案探讨

Josephson结的开关电流存在着一定的分布.利用开关电流的分布,我们可以推算出Josephson结的逸出率.进一步结合合适的微波辐照,还可以获得结的诸如能级、拉比振荡等许多相关的量子特性.Josephson结的开关电流分布的获得,对于研究超导量子比特,包括相位量子比特、电荷量子比特、磁通量子比特和涡流量子比特以及他们的组合量子比特都有着重要意义.我们提出了三种测量方案,对这三种方案进行了比较,并初步的对自制的NbN/AlNx/NbN Josephson结的开关电流进行了多次(104次)测量,得到一定温度下的开关电流分布的直方图.针对三种方案各自的优缺点及已有的结果,我们提出了需要进一步改进的措施,对于下一步开展在极低温下(mK)Josephson结的开关电流分布的测量有着重要的意义.     

具有铁磁绝缘层的双层f波超导体结的直流Josephson电流

通过计算具有铁磁绝缘层的双层f波超导体结中铁磁绝缘层的磁散射对直流Josephson电流的影响,研究了f波超导体(fS)/铁磁绝缘层(FI)/f波超导体(fS)结的直流Josephson电流与温度和结两侧相位差((?))之间的关系.研究表明:fS/FI/fS结界面的粗糙散射和磁散射总是抑制结中准粒子的Andreev反射,降低流过fS/FI/fS结的直流Josephson电流,且结的直流Josephson电流随相位差的变化曲线强烈依赖于f波超导体的晶轴方位角(α).     

铁磁-超导隧道结中粗糙界面散射对直流Josephson电流的影响

通过求解Bogoliubov—de Gennes(BdG)方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，在考虑结界面的粗糙情形下，由推广的Furusaki—Tsukada(FT)的电流公式计算了铁磁超导态／绝缘层／s波超导体(FS／I／S)结的直流Josephson电流，讨论了FS/I／S结的直流Josephson临界电流随磁交换能、温度的变化情况．研究表明：铁磁超导态中磁交换能和结界面的粗糙势垒散射均对FS／I／S结的直流Josephson电流有抑制作用．     

Josephson隧道结的临界厚度

实验上我们测得对某些特定绝缘层厚度的Pb-I-Pb隧道结,在温度高于2.90K是典型的单电子隧道的I—V曲线;而在低于2.78K的温度下,这个结过渡到典型的Josephson结的I-V特性. 我们从理论上得到对于Josephson结存在一个临界厚度d_c,这个d_c随温度降低而增加,从而解释了上述实验现象.     

耐熔微掩膜法制备高温超导Josephson结

在超导Josephson结的制备过程中，传统的成结方式为对超导薄膜进行化学刻蚀或离子刻蚀，以形成特定图形的结．而刻蚀这一步常常会给结的性能带来负面影响，从而直接导致超导器件性能的下降．本介绍了一种利用耐融微掩模制备高温超导Josephson结的方法．本方法的特点是：一次成结无需后期刻蚀，利用此方法可以避免刻蚀工艺对超导器件性能的影响，制备高质量的高温超导Josephson结．本给出利用此方法制备高温超导YBCO／YSZ双晶结的有关工艺，以及初步的实验结果．