5d过渡金属原子掺杂氮化铝纳米管电子结构、磁性性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法, 研究了5d过渡金属原子(Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg)取代AlN纳米管(AlNNTs)中的铝原子或氮原子时体系的几何结构、电子结构和磁性性质; 并且以理想AlN纳米管(AlNNTs)、Al缺陷体系(VAl)和N缺陷体系(VN)的结果作为对比. 研究发现: 5d 原子取代Al(Al5d)时体系的局域对称性接近于C3v, 但是取代N(N5d)时体系的局域对称性偏离C3v对称性较大; 当掺杂的5d元素相同时, Al5d的成键能比N5d的成键能大; 当掺杂体系相同时(Al5d或N5d), 其成键能基本上随着5d原子的原子序数的增大而降低; 掺杂体系中出现了明显的杂质能级, 给出了态密度等结果; 不同掺杂情况的磁矩不同, 总磁矩呈现出较强的规律性. 利用C3v对称性和分子轨道理论解释了过渡金属原子取代Al时杂质能级的产生和体系磁性的变化规律.     

5d过渡金属原子掺杂氮化铝纳米管电子结构、磁性性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法, 研究了5d过渡金属原子(Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg)取代AlN纳米管(AlNNTs)中的铝原子或氮原子时体系的几何结构、电子结构和磁性性质; 并且以理想AlN纳米管(AlNNTs)、Al缺陷体系(VAl)和N缺陷体系(VN)的结果作为对比. 研究发现: 5d 原子取代Al(Al5d)时体系的局域对称性接近于C3v, 但是取代N(N5d)时体系的局域对称性偏离C3v对称性较大; 当掺杂的5d元素相同时, Al5d的成键能比N5d的成键能大; 当掺杂体系相同时(Al5d或N5d), 其成键能基本上随着5d原子的原子序数的增大而降低; 掺杂体系中出现了明显的杂质能级, 给出了态密度等结果; 不同掺杂情况的磁矩不同, 总磁矩呈现出较强的规律性. 利用C3v对称性和分子轨道理论解释了过渡金属原子取代Al时杂质能级的产生和体系磁性的变化规律.     

热噪声对约瑟夫森结I-V特性及微波感应台阶的影响研究

采用数值仿真的方法研究了热噪声对约瑟夫森结I-V特性及微波感应台阶的影响。研究表明,热噪声导致约瑟夫森结的I-V特性曲线呈现"圆拱化",也使得微波感应台阶高度减小。得出了取不同约瑟夫森结临界电流和结电阻时,热噪声对台阶的影响规律     

约瑟夫森结(阵列)与谐振器的耦合效应研究

利用一种新的电路模型系统研究了约瑟夫森结(阵列)与谐振器的耦合效应.以结的电压自锁定台阶幅度ΔI为目标值,得到了谐振电路的电阻R、谐振频率fr对耦合的影响规律,并给出了合理解释;以结阵列的相位互锁定强度IL为目标,研究了IL对锁定电压VL的依赖关系,同时,通过相关计算将其与通常电路模型下得到的结果进行了比较.     

嵌入到Fabry-Perot谐振腔的双晶约瑟夫森结阵列的阻抗匹配和相位锁定研究

在He等人所做的嵌入到Fabry-Perot谐振腔中约瑟夫森结阵列的微波辐照研究基础上,提出了同时实现约瑟夫森结阵列阻抗匹配和相位锁定的方法,进行了相关的电磁仿真和数值计算.双晶约瑟夫森结阵列被制作在YSZ双晶基片上,同时被嵌入到Fabry-Perot谐振腔内.通过在基片上制作与结阵列集成的串联馈电半波偶极天线阵,并对其结构进行优化实现了结与天线的匹配,数值计算表明结的辐射效率达到94%;利用天线阵辐射场的特征和对模型合理的设计,使Fabry-Perot谐振腔和基片同时谐振在合适的模式下,从而使结阵列与谐 关键词： 约瑟夫森结阵列 阻抗匹配 相位锁定 Fabry-Perot谐振腔     

高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO缓冲层以及Tl-2212超导薄膜长的影响

研究了蓝宝石(1102)基片在不同温度和时间下退火时表面形貌和表面相结构的变化,以及它对CeO2缓冲层和T1-2212超导薄膜生长的影响.原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1000℃温度下退火,蓝宝石(1102)的表面首先局部区域形成台阶结构,然后表面形成叠层台阶结构,随着退火时间的延长.表面发生了台阶合并现象,表面形貌最终演化为稳定的具有光滑平台的宽台阶结构.XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高蓝宝石基片表面结构的完整性.在1000℃温度下热处理20 h的蓝宝石(1102)基片上可以生长出具有面内取向的CeO2(001)缓冲层.在具有缓冲层的蓝宝石基片上可以制作出高质量c轴织构的外延11-2212超导薄膜,其临界转变温度(Tc)为104.7 K,液氮温度下临界电流密度(Jc)达到3.5 MA/cm2,微波表面电阻R(77 K,10 GHz)约为390μΩ.     

约瑟夫森结的混沌行为及其在保密通信中的应用(英文)

约瑟夫森结的混沌行为在研究和应用方面都具有重要的价值。电阻-电容-电感并联约瑟夫森结在直流电流的驱动下会出现混沌行为,采用数值计算的方法,对混沌行为进行了研究。通过电压波形、频谱、对初始条件的敏感依赖以及奇怪吸引子,证实了混沌的存在,在此基础上首次提出了基于约瑟夫森结混沌行为的保密通信方案。     

Phase Locking and Chaos in a Josephson Junction Array Shunted by a Common Resistance

The dynamics of a Josephson junction array shunted by a common resistance are investigated by using numerical methods. Coexistence of phase locking and chaos is observed in the system when the resistively and capacitively shunted junction model is adopted. The corresponding parameter ranges for phase locking and chaos are presented. When there are three resistively shunted junctions in the array, chaos is found for the first time and the parameter range for chaos is also presented. According to the theory of Chernikov and Schmidt, when there are four or more junctions in the array, the system exhibits chaotic behavior. Our results indicate that the theory of Chernikov and Schmidt is not exactly appropriate.     

微波场中Josephson结的微波发射与吸收研究

采用数值仿真方法,研究微波场中约瑟夫森结微波感应台阶处的功率特性。发现微波场中约瑟夫森结不止吸收辐射,也发射辐射的情况。得到微波辐照和结电阻对功率吸收和发射的影响规律。结果表明,处于发射功率的状态对应的偏置电流范围占整个台阶总电流范围的比例可以趋于50%。这一发现对约瑟夫森结理论和应用研究具有重要的意义。     

基于高温超导本征约瑟夫森效应的新型两端恒流器件

我们利用高温超导本征约瑟夫森效应,研制了一种超导薄膜两端恒流器件.恒流器件是将生长在斜切20度LaAlO3基片上的Tl-2212超导薄膜光刻成微桥得到的.对于6μm×8μm的微桥器件,其最高工作电压可达15V以上,当两端电压在1V～11V之间变化时,电流基本稳定在4.3mA,误差不超过±5%,动态内阻大于104 Ω,在最佳工作位置(3V～8V)动态内阻可以达到105 Ω.通过数字模拟,对实际应用中两端恒流器件的rf调制进行了较详细的分析,并可使恒定电流上rf调制小于1%.