用Re/Al2O3/Al隧道结的电子隧道测定重掺杂Re膜的超导能隙

用Re/Al₂O₃/Al隧道结的电子隧道测定了重掺杂Re膜的超导能隙,△₀=(1.04±0.02)meV,2△₀/kT_c=3.31±0.04。△₀值是用电导极大值法确定的。结果表明,杂质使Re膜的T_c与能隙△₀增加了许多倍,但是Re仍然属于弱耦合超导体。 关键词：     

Bi2Te3拓扑绝缘体表面颗粒化铅膜诱导的超导邻近效应

拓扑绝缘体的出现为寻找拓扑超导体和Majorana费米子提供了一种可能的途径. 在拓扑绝缘体Bi₂Te₃表面沉积极薄的不连续铅膜, 试图通过邻近效应感应出大片的超导区, 为下一步研究拓扑超导电性创造条件.借助四引线电输运测量实验, 在0.25 K的低温下看到了超流现象, 表明沉积在Bi₂Te₃表面的厚度小于20 nm的颗粒化铅膜能够诱导邻近效应, 并且使大片Bi₂Te₃超导. 关键词： 超导邻近效应 S-N-S结 拓扑绝缘体     

正常金属/自旋三重态p波超导体结隧道谱的奇异性

利用Blonder，Tinkham和Klapwijk理论计算了正常金属/绝缘层/正常金属/自旋三重态的p波超导体结的隧道谱和平均电流.计算结果表明：在自旋三重态p波超导结的隧道谱中存在零偏压电导峰、零偏压电导凹陷和双凹陷结构，并有微分电导随偏压震荡的现象出现，在I-V曲线上出现电流台阶.这些结果在理论上支持Sr₂RuO₄的超导态是自旋三重态p波超导态. 关键词： 自旋三重态超导体 p波超导体 隧道谱     

超导隧道结中的电流相位关系

计算了等自旋配对超导隧道结中的直流Josephson电流.结果表明,当两侧超导体中配对势的轨道对称性分别属于磁点群D₄的A不可约表示和 ²E不可约表示的情况下,电流相位关系是I∝sin4φ. 关键词： 超导隧道结 Josephson电流     

La2/3Ca1/3MnO3/Eu2CuO4/La2/3Ca1/3MnO3磁性隧道结的制备与表征

采用磁控溅射，紫外线光刻和离子束刻蚀制备了La_2/3Ca_1/3MnO₃/Eu₂CuO₄/La_2/3Ca_1/3MnO₃磁性隧道结.通过对获得的磁性隧道结的I-V特性测量，发现非线性的I-V特性，显示结样品的隧穿特性.有趣的是发现在电极材料La_2/3Ca_1/3MnO₃的金属-绝缘体转变温度(Tp)以下，I-V曲线出现一个跳变.随着温度降低，开始出现跳变的临界电流增大，但是跳变都发生在同样的电压下～209mV.当电流增大或减小在跳变点附近出现回滞.这一跳变只发生在铁磁金属态，表明这是一个磁性相关联的效应，可能对应一种新的磁性开关过程.虽然，目前对这一现象背后的物理机理还不清楚，但是，这一现象有可能在未来自旋电子学器件方面具有潜在的应用价值. 关键词： 庞磁电阻 磁性隧道结 开关效应     

第二类拓扑外尔半金属WP2高压超导相的常压截获

第二类拓扑外尔半金属WP₂高压下发生超导转变,然而,高压超导相能否在常压截获还没有相关报道.本文对密封于金刚石对顶砧中的WP₂高压超导相在室温条件下快速卸压至不同压强,原位测量电阻-温度曲线,验证能否在常压截获高压超导相.研究表明：WP₂的高压超导相可以在常压截获,从而提供了一个通过角分辨光电子能谱和扫描隧道谱探寻马约拉纳零能模的拓扑超导体材料平台.     

基于拓扑绝缘体纳米线约瑟夫森结的反常临界超流增强和半整数夏皮洛台阶

基于拓扑绝缘体材料的约瑟夫森结是寻找马约拉纳零能模的候选器件,因而受到拓扑量子计算研究领域的关注.这方面实验的关键之一,是制备具有优质结区的约瑟夫森器件.本工作在三维拓扑绝缘体Bi₂Te₃和Bi₂(Se_xTe_1-x)₃纳米线上制作了约瑟夫森结器件,研究了其结区的超导邻近效应、多重安德列夫反射和超流-相位关系,观测到了约瑟夫森结的临界超流随磁场增大而反常地增大、其交流约瑟夫森效应出现半整数的夏皮洛台阶的实验结果.本文还讨论了这些反常现象的可能来源,特别是与结区界面处超导电极的Ti缓冲层和拓扑绝缘体纳米线中的Te元素形成TiTe铁磁性合金层的关系.     

氮化铌表面氧化物的XPS研究

本文用X射线光电子能谱(XPS)对室温下自然氧化和射频氧化的氮化铌薄膜表面进行了成分分析。指出:与在类似条件下纯铌膜的氧化不同,NbN膜的表面氧化物中不存在NbO和NbO₂,而是以Nb₂O₃作为从NbN到Nb₂O_5-y的过渡相。氮化铌在氧化过程中表现出一种抑制Nb₂O,NbO等低价传导性氧化物生成的能力,这对于用氧化物作势垒的超导隧道结的研制具有实际参考价值。 关键词：     

单层FeSe薄膜/氧化物界面高温超导

单层FeSe/SrTiO₃界面增强超导的发现为理解高温超导机理提供了一个新的途径,也为实现新的高温超导体开拓了新思路.本文通过在SrTiO₃（001）表面高温沉积Mg进而沉积单层FeSe薄膜,制备出了FeSe/MgO双层/SrTiO₃异质结.利用扫描隧道显微镜研究了异质结的电学及超导特性,观测到约14–15 meV的超导能隙,比体相FeSe超导能隙值增大了5–6倍,与K掺杂双层FeSe/SrTiO₃的超导能隙值相当.这一结果可理解为能带弯曲造成的界面电荷转移和界面处电声耦合共同作用导致的超导增强.FeSe/MgO界面是继FeSe/TiO₂之后的一个新界面超导体系,为研究界面高温超导机理提供了新载体.     

热涨落作用下准静态单结SQUID磁通响应关系

本文讨论了单结 SQUID 的磁通响应时间,得到了平衡态时全磁通的分布,并由此得到了热涨落使准静态磁通响应曲线不同于无噪声时的情形.热涨落可以使无迴滞单结 SQUID 的临界电流下降,电流-位相关系畸变,也可以使有迥滞单结 SQUID 的迴滞消失.最后我们讨论了相应的 RF-SQUID 的特性曲线.     

金属-绝缘体-半导体(Au-SiO2-Si)隧道结的负阻现象与发光特性

制备了Au-SiO_{2-Si结构MIS隧道发光结.测试并分析了该结的发光特性及电流-电压(I-V)特性.指出结的发光是由各膜层界面激发的表面等离极化激元(Surface Plasmon Polariton.SPP)与膜层表面粗糙度相互耦合的结果.观察到MIS结I-V特性中存在的负阻现象,采用SPP对电子的束缚模型对这一现象进行了初步分析.利用原子力显微镜(AFM)对结的表面形貌进行了观测,由此讨论了MIS隧道结的发光与电子在结内的隧穿输运特性之间的内在关系. 关键词：}     

The effect of superconducting fluctuations on the resistance of tunneling junction: The existence of ultrathin surface layer in NbN films

The effect of superconducting fluctuations on quasi-particle current of tunneling junction is discussed. The anomalous contribution in tunneling current from interacting across the barrier fluctuations is found. It gives rise to pseudogap minimum in R_d(V). Similar dependence is observed experimentally in NbN-I-Pb junctions. Reasons are given to suggest that there is some ultrathin layer on the surface of NbN films whose properties drastically differ from the bulk one.     

Current-voltage characteristics of SIS structures with localized states in the material of the barrier layer

Elastic resonant tunneling through a single localized state in an insulating layer (I-layer) situated in the constriction zone between two thick superconducting electrodes is investigated theoretically, and the current-voltage characteristic (IVC) of the structure is calculated. The accompanying analysis leads to the prediction that an appreciable current can flow through the structure, not at |eV|=2Δ (Δ is the modulus of the order parameter of the superconducting electrodes) as in the case of an ordinary SIS junction, but at |eV|⩾Δ, and also that the IVC can acquire segments of negative differential resistance in the case of tunneling through a single localized state. Averaging of the IVC over an ensemble of localized states distributed uniformly throughout the volume of the I-layer and with respect to the energy near the chemical potential min the limit Γ₀/Δ≫1 (Γ₀ is the half-width of the resonance line of the localized state) produces a smaller excess current than in a junction of the SNS type. It is shown that the IVC’s exhibit a transition from an excess current to a deficit current as Γ₀ decreases in the high-voltage range. Zh. éksp. Teor. Fiz. 114, 687–699 (August 1998)     

Experimental evidence for Coulomb charging effects in submicron Bi-2212 stacks

Focused ion beam (FIB) and ion milling techniques are developed for the fabrication of Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+1d (Bi-2212) stacked junctions with in-plane size L ab ranging from several microns down to the submicron scale without degradation of superconducting transition temperature T _c. It is found that the behavior of submicron junctions (L _ab<1 μm) is quite different from that of larger ones. The critical current density is considerably suppressed, the hysteresis and multibranched structure of the current-voltage (I-V) characteristics are eliminated, and a periodic structure of current peaks appears reproducibly on the I-V curves at low temperatures. The period ΔV of the structure is consistent with the Coulomb charging energy of a single pair, ΔV=e/C, where C is the effective capacitance of the stack. It is considered that this behavior originates from the Coulomb blockade of the intrinsic Josephson tunneling in submicron Bi-2212 stacks. Pis’ma Zh. éksp. Teor. Fiz. 69, No. 1, 75–80 (10 January 1999) Published in English in the original Russian journal. Edited by Steve Torstveit.     

双势垒结构Cu-Al2O3-MgF2-Au隧道结中的电子共振隧穿与发光特性研究

制备了Cu-Al₂O₃-MgF₂-Au双势垒隧道发光结,分析了结加上一定偏压后的电子隧穿过程.指出由于构成隧道结的绝缘栅薄膜的厚度及禁带宽度的不同而导致双势垒中能级产生分裂,使电子通过栅区时产生共振隧穿现象.根据这一现象,并结合结的I-V特性,对结的发光性能进行了讨论.这种结构的结与普通单势垒MIM结相比,其发光效率(10^-6—10^-5)提高了近一个数量级,且发光光谱的波长范围及谱峰均向短波长方向 关键词：     

纵向磁场中超导金属玻璃Zr78Co22的载流电阻态

在低于T_c较远的温度下,发现金属玻璃Zr₇₈Co₂₂带在纵向磁场中的I-V和H-V特性曲线上存在着两类电压跃变阶梯。与以往在准一维或准二维均匀超导体中发现的I-V曲线上出现阶梯结构的条件和特点作了系统的比较,综合应用超导相分离模型和由热涨落诱发的相位滑移中心的概念解释了所观察到的现象。 关键词：     

本征约瑟夫森结跳变电流分布的量子修正

在约瑟夫森结跳变电流统计分布的理论拟合过程中,通常考虑的是宏观量子隧穿与热激活这两种过程. 对Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ表面本征约瑟夫森结的结果分析表明,在宏观量子隧穿与热激活的交界区域内,若考虑量子修正能使实验曲线与理论曲线符合得更好. 这种较为完整的拟合方法,对研究本征约瑟夫森器件中的宏观量子现象及其在超导量子比特中的应用具有积极的意义. 关键词： 约瑟夫森结 跳变电流分布 量子修正     

金属-绝缘体-金属隧道发光结的电子隧穿和负阻现象

薄膜Au-Al₂O₃-Al隧道结(MIMTJ)在产生可见光发射的同时表现出了明显的负阻现象.这种负阻现象的物理机制是由于结中产生了作为发光中介作用的表面等离极化激元(SPP)对隧穿电子的阻挡作用.通过MIMTJ的电子输运的电路模拟和I-V特性的数值计算，揭示了SPP在I-V特性曲线中的负阻、隧道结发光中所起的关键作用. 关键词：     

The effect of the superconducting–normal proximity on the Josephson tunneling of high-Tc superconductors

The Josephson coupling between two identical high-temperature superconductors was studied theoretically based on a superconducting–normal (SN) bilayer model with s+id-wave pairing in the S layer. It is indicated that due to the proximity effect between S and N layers as the interlayer hopping t_⊥ decreases, the product of the tunneling current through the junction and the normal-state resistance of the junction can be substantially reduced from the value described by the Ambegaokar–Baratoff (AB) theory. Our theoretical result is in good agreement with the experiments.