量子微结构中的Josephson效应

文章为纪念Josephson效应发现50周年而作.文章介绍了当前关于几种量子微结构中Josephson效应的理论研究,涉及Josephson效应的基本物理现象和它在某些热点材料中的独特表现,如单层石墨纳米条带中的0-π转变,二维拓扑绝缘体中的手征性边态超导电流,以及半导体微腔中激子极化激元凝聚体之间的Josephson效应和直流-交流Josephson电流的转变.     

Reveal the nematic topological superconductivity from the anisotropic unconventional Josephson effect: Theory and application to doped Bi_2Se_3

We propose a scheme to reveal the possible nematic superconducting order parameter in the doped Bi_2Se_3 by observing the anisotropic unconventional Josephson effect without an external magnetic field. We find the presence of an intrinsic π-phase in the spin-triplet channel of Andreev reflection. Its competition with the odd-parity superconducting gap phase can lead to unconventional Josephson effect in the Josephson junction, whose normal region is connected to the same side of the superconductor,called the U-shaped junction according to its geometry. For Josephson junctions with the interfaces perpendicular to the nematic direction, the competition will lead to a Josephson π-junctions. In the case where the interface is parallel to the nematic direction, it will lead to a Josephson 0-junction. Thus, this can directly reflect the nematic superconductivity. It is worth noting that Josephson coupling with the 4π period appears only in the normal injected channels. Interestingly, if the Josephson junction adopts a conventional geometry, it always exhibits a normal Josephson 0-junction regardless of the gap function taken by the doped Bi_2Se_3 and therefore cannot distinguish the pairing symmetry. We thus propose a superconducting quantum interference device containing a U-shaped Josephson junction to detect nematic superconductivity. This proposal not only can be applied to detect nematic superconductivity but also provides a feasible platform for topological quantum computation.     

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。     

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.     

全铌超导Josephson结的EWB仿真模型

通过超低温实验直接测量了制备的全铌Josephson结的电压源驱动RCSJ模型的I-V特性曲线。建立了Josephson结在电路仿真软件EWB中的模型,极大的方便了Josephson结及相关电路的仿真研究。利用这一新模型对Josephson结的基本特性进行了较为系统的研究,包括RSJ模型和RCSJ模型的直流驱动I-V特性曲线。     

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：     

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，选用四阶龙格一库塔法对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．     

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.     

直流和交流Josephson效应的研究

基于Feynman模型得到的Josephson方程,在求解过程中采取了ρ1=ρ2的假设,但这个假设在数学处理上并不严格。为了得到严格的结果,未进行上述假设,通过解微分方程得到了严格的Josephson方程,结果显示在一定条件下才能得到通常所说的Josephson方程。     

Coherence effects in S/I/N/I/FS tunnel junctions

The dc Josephson effect in superconductor / insulator / normal metal / insulator/ferromagnetic superconductor junctions has been studied. We calculate the de Josephson current based on the Bogoliubov de Gennes equation. The Josephson current is derived as a function of exchange field in ferromagnetic superconductor, normal metal thickness and insulating barrier strength. It is found that there exists an oscillation relation between the critical Josephson current and the normal metal thickness. The oscillation amplitude decreases as the thickness of the normal metal increases or the exchange field augments.[第一段]     

Matlab在PN结特性研究实验数据处理中的应用

在pn结物理特性研究实验中,为了验证流过pn结的正向电流和加在pn结两端的正向电压满足指数关系,通常的做法是通过测量数据,选择几种函数关系,把数据代入分别验证。本文主要介绍利用matlab工具箱来处理该实验中的数据,比通常的做法简单方便且更直观,能够让实验者对该实验有深一步的认识。     

物理实验教学改革探索

本文提出了目前物理实验教学中存在的问题及所采取的措施,取得了良好的效果。     

X43高超声速飞行器的飞行热走廊研究

建立飞行器的热走廊物理模型和求解方法对于设计飞行器防热结构、确定飞行轨道和优化气动外形等均有重要的工程应用价值,本文对X43高超声速飞行器的飞行热走廊的物理含义进行了分析,初步建立了飞行热走廊的物理模型,给出了该物理模型下飞行热走廊的控制方程和求解方法,通过对X43高超声速飞行器典型位置的飞行热走廊的计算,研究了高超声速飞行器的热走廊规律和特征,研究了防热材料的性能对飞行走廊的限制,明确了防热材料的关键防热参数,通过研究发现: (1)防热材料的发射系数越大,其对应的热走廊越宽阔,飞行轨道的选择余地也越大; (2)不同位置、不同流态对应的热走廊边界不同,推迟转捩发生可以增加热走廊区域,有利于防热.     

解决新旧CAI开发软件的衔接问题的方法

本文介绍了在大学物理实验ＣＡＩ软件开发中利用ＶｉｓｕａｌＦｏｘＰｒｏ环境开发应用程序，在事件驱动方式下，实现ＦｏｘＰｒｏ２５过程驱动方式下参数和运行结果的动态显示和子程序的调用的方法，并给出了应用实例。     

精密扭摆研究

本研究旨在提高扭摆精度。扭摆采用大理石——这取自地球的天然材料作摆盘;通过试验,挑选了Q值高、内耗小、剪切模量温度系数接近于零的恒弹性合金丝作为吊丝。特别是,我们把Saxl类型的每周期吸合一次的间断振荡摆回复到小阻尼情况下的自由振荡摆,减少对摆振动的人为干预;增加真空条件,以减少周围环境干扰,延长了阻尼时间;同时在摆盘中央安放多面反射镜环,增加测量点,变一周期仅测一次时间为同一周期测四次以上。这就提供了用计算机求阻尼振荡方程θi=Ae^-t_i/τsin(ωt_i+φ)数值解的条件,不但可直接测得周期T的变化,而且可望计算得振幅A、阻尼时间τ、初相角φ的变化。另外,在光电接收方面也作了一些改进。通过这些措施,我室的精密扭摆对周期的探测精度已比美国Saxl 1964年发表第一篇文章时的扭摆精度提高100倍;比其运转17年,经一再改进的扭摆精度提高10倍。测量有效数字6位至7位,周期相对误差一般达2×10^-6,最佳状况可达8×10^-7,基本达到预期设计要求,为将来探测引力异常,“区分长期间与短期间内频率起伏”提供了可能性。 关键词：     

非均匀弦的驻波实验

用自制的线密度为ρ（ｘ）＝ａｘ形式的非均匀弦进行驻波实验，取得较好效果，它可以作为对原有的均匀弦驻波实验的改进或开放性实验安排到普物实验中去。     

混沌的解析与e-measure混沌摆实验

阐述了混沌的建模;利用旋转移动传感器对物理摆的相空间轨迹进行了实时测量,记录了混沌产生过程中相空间的角位移和角速度的变化。证实了混沌对初始条件的敏感性,以及混沌中3周期点的存在。     

电子直线加速器磁控管工作频率的稳定

 介绍一种利用谐振腔输出能量-输入频率关系作为鉴频方法的稳频系统，由于将谐振腔输出信号进行积分保持，降低了高压脉冲对系统的干扰，也提高了频率稳定度。系统中采用了高频率步进电机伺服子系统，使功耗大为减少系统工作频率为2856MHz，不稳定度不大于± 7×10^-6。     

用统计力学方法讨论平衡稳定条件

一.引言 1876年吉布斯(J.W.Gibbs)首先论述了物体系的平衡稳定条件,普朗克(M.Planck)也曾用孤立系熵增加原理讨论了单元系与二元系的稳定条件,1948年王竹溪先生用吉布斯的能量最小判据法系统地全面地研究了物体系的平衡稳定条件问题,其结果为对于任一具有l种分子的均匀系统,平衡稳定条件为l 1个独立的不等式:     

石榴石外延膜色散关系的确定和膜厚的测量

本文提出了确定石榴石外延膜的色散关系和测量膜厚的一种方法。充分利用分光光度计获得的透射光谱,在波长大于2μm,因而膜和衬底的吸收及色散近于可忽略时,由透过率的极值计算得到相应波长下膜的折射率。按干涉条件计算并推定出所有干涉极值的干涉级数,进而算出各干涉极值波长下膜的折射率。最后用最小二乘法求得科希色散公式的系数,从而得到该膜的色散关系。利用此色散关系就可计算膜厚。 关键词：