Growth and Characterization of a Kind of Nitrogen-Rich Niobium Nitride for Bolometer Applications at Terahertz Frequencies

Niobium is sputtered onto a single crystalline silicon substrate in N2：Ar=4：1 gas mixture at the total pressure of 2 Pa. The temperature coefficient of resistance of the sample is about 0.5% at 30OK, and up to 7% at 77K, indicating the possibility of using it to make room-temperature bolometers with performances better than those based on Pt, Bi, or Nb. For a 60-nm-thick sample, the rms surface roughness is 0.45nm over an area of 2 μm × 2 μm. Analyses based on x-ray diffraction and x-ray photoelectronic spectroscopy indicate that the samples are Nb5N6 thin films in which there is a combination of Nb^3＋ and Nb^5＋, or Nb^4＋.     

超导HEB的I-V特性模拟

超导热电子测热辐射仪(Superconducting Hot-electron Bolom eter,HEB)是一种检测器件,可以对1THz以上的电磁辐射进行高灵敏度的检测。该工作是利用双温模型,假设电子和声子各自处在平衡态,但具有不同的温度,根据热平衡原理,计算出电子和声子温度在HEB桥上的分布,得到桥两端的电压值,从而得出器件的I-V特性。分析了实验环境温度,转变宽度和薄膜厚度对器件I-V的要求,并与实验测量的结果相比较,为进一步研究超导HEB的混频特性打下基础。     

Pb(Zr0.6Ti0.4)O3/YBa2Cu3O7-x双层结构的制备及其特性的研究

我们通过脉冲激光淀积的方法在Ｙ－ＺｒＯ２衬底上原位生长了Ｐｂ（Ｚｒ０．６Ｔｉ０．４）Ｏ３／ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ双层薄膜,在此样品上利用电子探针分析了成分,Ｘ衍射谱证实了两层薄膜为单取向生长,对Ｐｂ（Ｚｒ０．６Ｔｉ０．４）Ｏ３薄膜的铁电性质进行了测试,得到了典型的电滞回线,并对介电常数和损耗角正切值随频率变化进行了测量。     

YBCO超导薄膜的等离子体氟化研究

本文利用ＣＦ４气体，对ＹＢＣＯ薄膜表面进行可控的ｒｆ等离子体氟化处理，ＡＦＭ与ＸＰＳ的分析结果表明：适当的氟化所起的作用主要为化学反应作用。氟化可造成Ｙ（３ｄ）与Ｏ（１ｓ）诸元素的本征峰相对强度减少，甚至消失；对Ｂａ（３ｄ），Ｂａ（４ｄ）和其它元素也有影响。本文的研究为利用等离子体氟化ＹＢＣＯ膜形成弱化势垒层提供了初步结果。     

反应离子刻蚀与离子刻蚀方法的研究与比较

在制备所有的NbN超导隧道结的过程中,为了得到良好的隧道结,刻蚀是很关键的一步,我们对反应离子刻蚀(RIE)和离子刻蚀两种不同的方法进行了研究比较.通过对多层结构用三种不同的方法刻蚀,再进行SEM观察切面图像,发现离子刻蚀出来的薄膜边缘,与离子源与基片摆放的方向有很大的关系,而RIE刻蚀的结区边缘较为平缓且结果稳定,有利于我们制备更好质量的超导隧道结.     

Si衬底上磁控溅射法生长MgO薄膜

我们用射频磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上生长MgO薄膜,借助X射线衍射(XRD)分析发现,我们获得了两种不同晶体结构的MgO薄膜,分别是常规的晶格常数为0.421nm的MgO薄膜和晶格常数为0.812nm的新结构的MgO薄膜.我们研究了溅射气压、衬底温度等工艺参数对两种晶体结构择取的影响.实验表明,高的溅射气压和高的衬底温度有利于晶格常数为0.812nm的新结构的MgO相的形成.在高的气压和温度下,我们制备出了晶格常数为0.812nm,具有很好的4次对称性的MgO外延薄膜.利用原子力显微镜(AFM)研究了这种薄膜的表面形貌.     

超导约瑟夫森结在频谱信息检测中的应用

开展了利用超导约瑟夫森效应进行频谱检测的研究。利用小型制冷机得到液氮温区环境,并使探测系统小型化、智能化。利用DSP系统进行数据采集、信号处理及对整个测量系统的控制。改进后的系统检测了约100GHz微波辐照的响应,展示了超导约瑟夫森结在频谱信息检测中的优越性。     

高Tc超导薄膜/砷化镓场效应器件混合微波振荡器的研制

研制了一种高T_c超导薄膜/砷化镓场效应器件混合的微波振荡器,整个电路采用微带电路形式,制备在一片10mm×15mm的YBa₂Cu₃O_7-δ超导薄膜上。该振荡器采用共源和栅结串联反馈电路结构,以GaAs MESFET(NE72084)为负阻元件,利用高品质因数的超导微带谐振器作为稳频元件。通过提高谐振器的品质因数和调节它与MESFET的耦合强度,降低了振荡器的相位噪声。相位噪声在偏离载频(10.6GHz)为10kHz时达到-87dBc/Hz。     

基于远红外激光源的太赫兹成像

太赫兹波可以穿透许多物质,相对于可见光和X射线具有非常强的互补特征,在成像方面的应用前景非常广阔。介绍了一种基于透射谱的连续波太赫兹成像系统,并利用该系统做了一些实验探索。     

(α, β)- 空间中的Killing 向量场

本文证明了非Riemannian (α, β)- 空间中的Killing 向量场最大维数是n(n - 1)/2 + 1. 并且给出了具有最大维数Killing 向量场的非Riemannian (α, β)- 空间的度量形式. 最后, 若进一步假定α 是一个齐性Riemannian 度量, 则可确定(α, β)- 空间的第二空隙. 最后给出几个低维流形上Killing 场空间维数的例子, 这表明在(α, β) 情形下Killing 场空间维数的空隙被压缩.