高Tc双晶结rf SQUID

我们成功地在ＹＳＺ双晶衬底上制备了性能优良的高Ｔｃ 双晶结ｒｆ ＳＱＵＩＤ．在相同的测量条件下,得到与衬底台阶结ｒｆ ＳＱＵＩＤ 相同或相近的器件性能指标,磁场分辨率达到８４ｆＴ／Ｈｚ１／２ ．     

高Tc氧化物晶界结

高温超导氧化物的晶界形成超导Josephson弱连接，人工制作的晶界（例如双晶衬底上外延生长高Tc超导薄膜形成的晶界）是弯曲的小折线，即晶界小面化了，超导序参数d波对称性和晶界小面化对晶界结的性质有重要影响，文章综述了近几年来国际上在有关方面的研究动态，。     

不同邻晶面Hg1-xCdxTe外延薄膜的特性分析

在取向不同的CdTe衬底上用液相外延技术生长了Hg_1-xCd_xTe薄膜，结合金相显微镜、红外显微镜、X射线双晶衍射、红外吸收及Raman光谱等手段分析了不同邻晶面外延层的性质，结果表明，在“近平面”（衬底偏角δ＜0.1°）或“无台阶面”（δ≈1.2°）上生长的外延层的晶格质量及光学性能较好 关键词：     

高温超导YBa_2Cu_3O_(7-δ)双晶约瑟夫森结的输运特性随晶界角的变化

高温超导双晶约瑟夫森结在超导电子器件方面具有重要应用,对其输运特性的研究对理解高温超导的d波对称性也有重要意义.我们在晶界角分别为24°、30°和36°的SrTiO_3对称双晶衬底上,利用脉冲激光沉积方法生长了YBa_2Cu_3O_(7-δ)高温超导薄膜,进而利用紫外曝光和离子刻蚀制备了YBCO双晶约瑟夫森结,测量了其输运特性随晶界角的变化.在结样品的超导转变曲线中观测到由双晶晶界引起的电阻拖尾现象,按热激活相位滑移理论对其的分析表明,随着晶界角的增大,YBCO双晶结可能从S-N-S型转变为S-I-S型结.通过伏安特性曲线的测量确定了结的约瑟夫森临界电流Ic、临界电流密度Jc及正常态电阻Rn等特性参数随晶界角的变化,发现近似有标度关系I_cR_n∝J_c~(0.6).随着晶界角的增大,我们观测到Jc随温度下降从单调增加转变为非单调变化,在10K~20K和30K~40K之间出现局部极小值,分析表明这一现象很可能与由YBCO超导能隙的d波对称性所导致的结界面处隙间态的出现相关.     

高温超导YBCO双晶结毫米波谐波混频的实验研究

我们采用氧化锆双晶衬底制备了ＹＢａＣｕＯ双晶结,测量了其电流电压特性,采用液氮制冷和小型脉冲管制冷机分别实现了毫米波谐波混频实验．通过实验结果的初步讨论和比较,我们对系统的微波耦合和噪声抑制提出了改进方案     

YBCO薄膜双晶结DC SQUID的研制

在优化ＹＢＣＯ薄膜的制备工艺和研究双晶结的电流密度Ｊｃ和结的正常态电阻Ｒｎ与结宽的关系的基础上，在角度差为２８度的ＹＳＺ双晶基片上设计和制作了双晶结ＤＣ ＳＱＵＩＤ。双晶结的Ｉ－Ｖ特性基本符合ＲＳＪ模型，结宽为４μｍ的双晶结的正常态电阻Ｒｎ为２．４Ω，在２３．４ＧＨｚ微波辐射场中观察到Ｓｈａｐｒｉｏ微波感应台阶。所研制的结宽为４μｍ的双晶结的ＤＣ ＳＱＵＩＤ最大电压调制深度为１５μＶ，特征电压Ｉｃ     

高稳定性Tl2Ba2CaCu2Ox薄膜DC-SQUID

与YBCO薄膜相比,Tl2Ba2CaCu2Ox薄膜具有更高的Tc和更好的抗湿性能,所以Tl2Ba2CaCu2Ox薄膜器件不仅在液氮温度下具有更好的稳定性,而且在室温下具有更长的存放寿命.我们用磁控溅射的方法分别在24°和36.8°的STO双晶衬底上外延出Tl2Ba2CaCu2Ox薄膜并制备成晶界结DC-SQUID,比较了二者由于晶界夹角不同而产生的性能差异,并给出可工作在95K的DC-SQUID干涉曲线;对工作在77K的Tl2Ba2CaCu2Ox和YBCO薄膜双晶DC-SQUID,比较了二者在噪声特性及临界电流和结电阻随温度变化等特性,并对结果作了讨论.     

一种外延生长高质量GaN薄膜的新方法

采用化学方法腐蚀c-面蓝宝石衬底，以形成一定的图案；利用LP-MOCVD在经过表面处理的蓝宝石衬底上以及常规c-面蓝宝石衬底上外延生长GaN薄膜.采用高分辨率双晶X射线衍射(DCXRD)、三维视频光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行分析，结果表明，在经过表面处理形成一定图案的蓝宝石衬底上外延生长的GaN薄膜明显优于在常规蓝宝石衬底上外延生长的GaN薄膜，其(0002)面上的XRD FWHM为208.80弧秒，(1012)面上的为320.76弧秒.同时，此方法也克服了传统 关键词： 表面处理 MOCVD 横向外延生长 GaN薄膜     

蓝宝石表面处理对氮化镓薄膜的影响

采用化学方法腐蚀c-面蓝宝石衬底，以形成一定的图案；利用LP-MOCVD在经过不同腐蚀时间的蓝宝石衬底上外延生长GaN薄膜。采用高分辨率双晶X射线衍射（DCXRD）、三维视频光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）进行分析。结果表明，对蓝宝石衬底腐蚀50min情况下，外延生长的GaN薄膜晶体质量最优，其（0002）面上的XRD 半峰全宽为202.68arcsec，（10-12）面上的XRD 半峰全宽为300.24arcsec；其均方根粗糙度（RMS）为0.184nm。     

HTS台阶边缘结特性和制作的实验研究

本文用原子力显微镜（ＡＦＭ）对有不同伏安特性的台阶边缘结之台阶形貌进行了仔细测量．结果表明：台阶边缘晶界结特性受非平面衬底离子束刻蚀剖面细节的影响．文中对刻蚀剖面形貌的细节对结性能的影响进行了分析，并讨论了台阶结制作工艺重复性差，成品率低的原因     

硅基低位错密度厚锗外延层的UHV/CVD法生长

利用超高真空化学气相淀积系统, 基于低温缓冲层和插入应变超晶格的方法, 在Si(100)衬底上外延出厚度约为880 nm的纯Ge层. 采用X射线双晶衍射、高分辨透射电镜、原子力显微镜和光致发光谱分别表征了其结构及光学性质. 测试结果显示外延Ge的X射线双晶衍射曲线半高宽为273", 表面均方根粗糙度为0.24 nm, 位错密度约为1.5×10⁶ cm². 在室温下观测到外延Ge的直接带跃迁光致发光, 发光峰值位于1540 nm. 表明生长的Si基Ge材料具有良好的结晶质量, 可望在Si基光电子器件中得到应用.     

外延在蓝宝石衬底上的非掺杂GaN研究

采用改变生长条件的方法制备GaN薄膜,在(0001)面蓝宝石衬底上利用金属有机物化学气相沉积技术制备了不同样品,并借助X射线双晶衍射仪(XRD)、PL谱测试仪和光学显微镜对材料进行了分析。XRD(0002)面和(1012)面测试均表明TMGa流量为70 cm3/min时样品位错密度最低。利用该TMGa流量进一步制备了改变生长温度的样品。XRD和PL谱测试结果表明,提高生长温度有利于提高GaN样品的晶体质量和光学性能。最后,利用光学显微镜对样品的表面形貌进行了分析。     

GaSb衬底上外延InAsxSb1-x材料的LP-MOCVD研究

采用自制的低压金属有机化学汽相淀积LP-MOCVD设备, 在(100)面GaSb单晶衬底上外延生长了InAsSb材料.用X射线双晶衍射、光学显微镜和扫描电镜、电子探针能谱仪等对材料特性进行了表征，分析研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、过渡层等对外延层的影响.并且获得了与GaSb衬底晶格失配度较低的表面光亮的晶体质量较好的InAsSb外延层.     

高温超导Josephson结混频器的分析研究

利用高温超导Josephson结已经实现了毫米波、亚毫米波波段的谐波混频.我们通过对高温超导颗粒晶界结、双晶结、内禀结的制备和混频实验对比研究,分析比较了其I-V曲线特性及其在液氮制冷下的混频结果.     

高Tc超导GdBa_2Cu_3O_(7-δ)薄膜双晶晶界结及双晶结光探测器

在晶界夹角分别为 2 4°,3 2°的 YSZ双晶基片上 ,制备了高 Tc Gd Ba2 Cu3O7-δ双晶超导薄膜 ,采用光刻技术在晶界上刻出了两种不同尺寸的双晶晶界结 ,在液氮温度下观测了结的直流 I-V特性 ,用 1 0 GHz微波辐照双晶结结区 ,观察到了结临界电流的压缩和 Shapiro台阶 ,表明双晶结具有约瑟夫逊弱连接行为。用上述双晶结进行光探测 ,用波长为 0 .63 2 8μm的 He-Ne激光器辐照结区 ,系统的观测了其光响应特性 ,结果如下 :噪声等效功率 NEP =1 .9× 1 0 - 1 3W,归一化探测率 D*=5.3× 1 0 9cm Hz12 W- 1 ,响应率 Rv =4 .2× 1 0 7V/W,响应时间 τ<6.3 5× 1 0 - 7s     

MOCVD生长的GaN单晶膜透射光谱研究

采用MOCVD技术在Al2O3(0001)衬底上生长了GaN薄膜，使用透射光谱、光致发光光谱和X射线双晶衍射三种技术测试了五类GaN薄膜样品，实验结果表明：GaN薄膜透射谱反映出的GaN质量与X射线双晶衍射测量的结果一致，即透射率越大，半高宽越小，结晶质量越好；而X射线双晶衍射峰半高宽最小的样品，其PL谱的带边峰却很弱，这说明PL谱反映样品的光学性能与X射线双晶衍射获得的结晶质量不存在简单的对应关系，同时还报导了一种特殊工艺生长的高阻GaN样品的RBS／沟道结果。     

高温超导GdBa2Cu3O7-δ薄膜双晶晶界结特性研究

在晶界夹角为24°的YSZ人工双晶基片上,采用原位直流磁控溅射法制备了高温超导双晶GdBa₂Cu₃O_7-δ超导薄膜。采用光刻技术在晶界上刻出了尺寸5×5μm²的双晶晶界结。在77K下观测了结的直流I-V特性和在10GHz微波辐射下结的Shapiro台阶。这表明我们的人工双晶晶界结具有约瑟夫森弱连接行为。对结的特性进行了初步的理论分析和在实验基础上的数值模拟,模拟结果与RSJ理论符合较好,表明我们的双晶晶界结基本符合RSJ模型。     

用YAG激光制备类金刚石薄膜及其光学折射率研究

用高功率的Ｎｄ＾３＋：ＹＡＧ脉冲激光轰击真空室内的石墨靶，形成激光等离子体雾状物质，在硅衬底上沉积形成类金刚石薄膜，用椭圆偏振光谱法测量不同衬底温度下制备的系列样品的厚度和折射率，发现随着衬底温度的升高，薄膜的厚度减小而的折射率增大，这种可以控制折射率米化的薄膜，可能为光学增透增反膜的制备提供一种新方法。     

三甲基镓流量对GaN外延层和GaN缓冲层生长的影响

采用金属有机物气相外延法在蓝宝石衬底上生长了以GaN为缓冲层的GaN薄膜.研究了不同三甲基镓流量下所生长缓冲层对GaN外延层质量的影响.对样品采用X线双晶衍射法测试其结晶质量,光致发光法测试其光学特性.实验结果显示高三甲基镓流量下生长的缓冲层可以提高GaN外延层的质量.对缓冲层进行的原子力显微镜测试分析表明不同三甲基镓流量会显著地影响缓冲层的生长模式.根据试验结果构造了一个GaN缓冲层的生长模型.     

低压MOCVD生长参量对Ⅱ型InAs/GaSb超晶格材料表面形貌的影响

采用自制低压金属有机源化学气相沉积设备,在（100）面GaSb单晶衬底上生长了Ⅱ型InAs/GaSb超晶格材料.利用双晶X射线衍射、光学显微镜、原子力显微镜和光致发光谱等分析手段对材料特性进行了表征,获得了表面光亮的晶体质量较好的Ⅱ型InAs/GaSb超晶格材料,在77 K下得到光致发光谱峰值波长为3.25 μm.研究了生长温度、过渡层、界面层对其表面形貌的影响,得出生长温度在500 ℃~520 ℃,无过渡层,使用InAsSb界面层有利于改善材料的表面形貌.