MgB_2颗粒超导体I～V特性曲线的回滞现象

本文研究了MgB2颗粒超导体电流-电压(I～V)特性曲线上的回滞现象并用电阻分路结(RSJ)模型进行了初步解释.实验结果表明,这种材料的I～V特性及其回滞现象与超导欠阻尼结相似.在10K、扫描最大电流30mA、电流步径0.1mA的条件下所获得的I～V特性曲线表明:材料的回滞参数βc≈2.34,能隙为2.29meV,这一数值与MgB2超导体π能带上的能隙值～2meV吻合.随着测量温度的升高,I～V曲线回滞的形状及临界电流Ic0的位置会发生变化,IC0在逐渐减小.当温度高于12K时实验检测到I～V曲线上存在小突起,这一奇特现象有待于进一步的研究.     

MgB2颗粒超导体Ⅰ～Ⅴ特性曲线的回滞现象

本文研究了MgB2颗粒超导体电流-电压(Ⅰ～Ⅴ)特性曲线上的回滞现象并用电阻分路结(RSJ)模型进行了初步解释.实验结果表明,这种材料的Ⅰ～Ⅴ特性及其回滞现象与超导欠阻尼结相似.在10 K、扫描最大电流30 mA、电流步径0.1mA的条件下所获得的Ⅰ～Ⅴ特性曲线表明:材料的回滞参数βc≈2.34,能隙为2.29 meV,这一数值与MgB2超导体π能带上的能隙值～2 meV吻合.随着测量温度的升高,Ⅰ～Ⅴ曲线回滞的形状及临界电流Ⅰco的位置会发生变化,Ⅰco在逐渐减小.当温度高于12 K时实验检测到Ⅰ～Ⅴ曲线上存在小突起,这一奇特现象有待于进一步的研究.     

高临界电流密度NbN约瑟夫森结的制备和特性表征

我们开展了高临界电流密度的NbN约瑟夫森结的制备和特性研究.利用直流磁控溅射方法在单晶MgO(100)衬底上外延生长NbN/AlN/NbN三层膜,并使用微加工工艺制备了NbN约瑟夫森隧道结,在液氦温度下对NbN约瑟夫森结的电流-电压特性进行了测量,实验结果表明,NbN约瑟夫森结具有良好的隧穿特性,其临界电流密度J_c为10 kA/cm^2,质量因子大于10,能隙是5.7 mV,这些实验结果为基于NbN结的超导数字电路研究奠定了坚实的基础.     

Al/AlO_x/Al超导隧道结的制备工艺研究

研究了在高阻硅衬底上Al/AlO x/Al隧道结的制备技术,采用电子束蒸发制备Al/AlO x/Al三层材料,湿法刻蚀制备底电极和上电极以及电路连线,PECVD法生长绝缘层(SiO2)保护超导隧道结,RIE刻蚀上电极窗口。在400mK温度下测量了Al/AlO x/Al隧道结样品,得到了较好的隧道结I-V曲线,能隙电压Vg为0.325mV,超导临界电流I c为55nA,漏电流为5nA。     

非平衡超导铅膜中的非均匀能隙态

用两个重叠的铅隧道结进行实验,当注入电流很大时在铅膜中观察到了非均匀能隙态,铅膜中出现非均匀态的功率阈值比铝膜大得多。 关键词：     

强准粒子注入下非平衡超导铅膜可能的几种空间非均匀态的研究

用两个重叠的铅隧道结进行研究。在强准粒子注入下,在铅膜中观察到可能的几种形式的空间非均匀态(除‘双能隙态”外),其中有N-S混合态及能隙在空间弥散分布的态。     

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     

高温超导Tl2Ba2CaCu2O8斜切本征结特性研究

在铝酸镧(LaAlO_3)斜切衬底上制备了Tl_2Ba_2CaCu_2O_8(Tl-2212)本征约瑟夫森结微桥,对其进行了输运特性研究。测试了样品在不同测量温度下的电流电压(I-V)曲线,结合模型仿真结果对临界电流特性进行了研究分析。利用低温扫描激光显微镜(LTSLM)初步探讨了Tl-2212本征结微桥的温度空间分布特性,观察到样品中出现热域并随着偏置电流的变化而变化。     

基于电阻焦耳热调控3D纳米桥结的临界电流

近些年来, 超导三端子器件通过引入第三端可控变量可以实现单个约瑟夫森结两端临界电流的调控, 受到广泛关注. 本文介绍了一种微缩型的超导三端子器件结构, 通过电阻电流产生的焦耳热来调节3D 纳米桥结附近的局部温度, 从而实现有效调节3D 纳米桥结的临界电流. 本实验利用了两种氩(Ar) 离子表面清洗条件制备获得了两种不同电阻特性的铝(Al) 电阻条, 并且测量表征了这两种电阻条的电流焦耳功率分别与单个和两个3D 纳米桥结的临界电流之间的变化关系. 我们实现了最低使用33 μW 的电阻功率, 来达到单个3D 纳米桥结的临界电流的50% 范围内的调节, 从而验证了本超导三端子器件结构的可实用性.     

超导铅膜非平衡相变中准粒子数的变化

本文测量了Pb-I-Pb-I-Pb双隧道结检测结准粒子电流I_t随注入电流I_i的变化。双能隙出现前I_t与I_i近似有抛物线关系,双能隙出现后I_t很快增加。出现双能隙时的l_t与平衡态的I_t⁰之差△I_t在我们的测量温度区间随温度降低而减小。 关键词：     

量子态统计测量电路探讨

本文讨论了超导隧道结(SIS)从零电压态跃迁到正常态过程的量子特征.对SIS结的临界电流的统计分布测量的可行性作了探讨.由于SIS结的临界电流是温度敏感的量,并且,其量子跃迁的电流变化很小, 因此,对温度的稳定性和测量的精度均要求很高.我们提出了一种改进的以测量时间间隔的方法取代直接测量临界电流的方法的测量方案,去测量SIS结从零电压态跃迁到正常态过程临界电流变化的统计分布.电路的计算机模拟表明,这种方法较直接法有更好的精度. 实验上的测量在准备中.     

利用超导结的直流约瑟夫逊效应探测β粒子的初步实验结果

利用超导结的直流约瑟夫逊效应探测粒子,具有能量分辨率高和时间响应快的优点。我们首次进行了用Sr⁹⁰-Y⁹⁰β源辐照Nb-NbO_x-Pb超导结的实验。结果表明:在β粒子的辐照下,不仅超导结的临界电流和能隙电压都变小,而且在超导结的两端产生电压脉冲讯号。本文报道了利用直流约瑟夫逊效应探测β粒子所观察到的一些现象。 关键词：     

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．     

电子束曝光制备YBa_2Cu_3O_(7-δ)纳米级桥宽双晶结

传统的紫外线曝光难以制备微桥宽度不超过1微米的双晶约瑟夫森结.我们利用电子束曝光技术制备了纳米级别(几百纳米)桥宽YBa_2Cu_3O_(7-δ)双晶结,具有优良的电流-电压特性和微波响应特性.并分析60K温度下100纳米膜厚的双晶结微桥宽度的变化对结正常态电阻R_N、超导临界电流I_c、特征电压I_cR_N的影响规律.通过考虑结与外部微波电路的阻抗匹配、结检测太赫兹波灵敏度、超导电流大小对高次微波响应台阶影响以及结的特征电压四个因素,得到最佳的太赫兹波检测器中双晶结的微桥宽度为1微米左右.     

磁性d波超导/铁磁/磁性d波超导结中的约瑟夫森效应

通过求解磁性d波超导中的能隙和磁交换能的自洽方程, 研究磁性d波超导/铁磁/磁性d波超导结中的约瑟夫森电流. 计算结果表明: 1)临界电流随中间的铁磁层厚度呈现出两种不同周期的振荡混合, 通过增强铁磁层中的磁交换能q₀和铁磁/磁性d波超导界面处的势垒强度z₀, 短周期分量可从长周期中分离出来, 反之, 通过降低q₀和z₀, 长周期分量可从短周期中分离出来; 2)在两边磁性d波超导的磁化方向取平行时, 在取一些特定的铁磁层厚度下, 磁性d波超导中的磁交换能可增强系统的临界电流. 关键词： 磁性d波超导体 铁磁体 约瑟夫森电流     

硅衬底MgB_2-B-MgB_2超导SNS约瑟夫森结的制备与特性

利用两步原位电子束蒸发技术,在Si(111)衬底上制备了MgB2-B-MgB2超导SNS约瑟夫森夹心结.夹心硼(B)层厚度从10nm到80nm范围内MgB2-B-MgB2/Si(111)薄膜表现出明显的SNS约瑟夫森结特性,而在5nm和100nm处薄膜分别是整体超导和正常金属特性.在同一温度下,随着硼层厚度的增加,临界结电流减小,对同一厚度下,临界结电流随着温度的增加而减小.同时,实验指出,夹心硼SNS超导MgB2约瑟夫森结的电流-电压(I-V)曲线具有回滞现象,符合SM模型.     

超导铅膜远离平衡态的特性

我们利用隧道注入准粒子的方法,使超导铅膜远离平衡态。在不同温度下,测量了泡在液氦池里的和在真空室内的铅膜的直流电阻随注入电流的变化。本文报道我们已经取得的一些实验结果,除了得到与Iguchi相类似的结果外,并在T相似文献   

关于超导材料LaNiC_2和CsNi_2Se_2上临界磁场的两带理论研究

本文根据两带Ginzburg-Landau理论对两能隙超导体的上临界磁场进行了研究,得到了上临界磁场随温度变化关系的精确解.并将所得的理论结果与中心对称超导材料CsNi_2Se_2及非中心对称超导材料LaNiC_2的实验数据进行对比,两者符合得极好,充分说明了这两种镍基材料CsNi_Se_2和LaNiC_2的两能隙超导特征.同时理论分析结果也说明两带Ginzburg-Landau理论对描述中心对称和非中心对称的两能隙超导体均适用.     

TlBaCaCuO双晶结太赫兹混频检测器特性研究

铊钡钙铜氧(TlBaCaCuO)材料相比钇钡铜氧(YBaCuO)来讲,具有基本不与水气发生反应,稳定性高的优点.我们制备了TlBaCaCuO双晶结,用其代替YBaCuO双晶结进行了太赫兹信号的混频检测.对TlBaCaCuO与YBaCuO双晶结的R~T特性、超导临界电流、正常态电阻、特征电压等参数进行了比较,给出了两种双晶结在空气中的退化程度随时间的关系.TlBaCaCuO双晶结显著提高了高温超导太赫兹检测器的稳定性和使用寿命.     

Al/AlO_x/Al隧道结简化制备技术

研究了一种在高阻硅衬底上Al/Al Ox/Al超导隧道结简化制备技术。通过一次光刻镀膜完成隧道结结区的确定和上引线的制备,工艺流程简单重复。在0.3K温度下测量了隧道结样品的I-V特性,能隙电压Vg为0.37m V,超导临界电流密度约为12A/cm2。