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。     

超导滤波器专用设计软件

开发了一套适用于高温超导滤波器设计的专用软件。利用该软件可快速得出高达20阶的任意结构的任意类型滤波器的传输方程、原型电路,并提取出其耦合系数矩阵。该软件可分析寄生耦合、基片厚度,介电常数误差等对滤波器的性能影响,并能由蒙特卡罗(Monte Carlo)法预测超导滤波器的产品合格率。此外,该软件提供了一个基于神经网络模型的计算机辅助调谐工具包。因而可解决超导滤波器设计、调谐的几乎所有问题,大大降低了其研制的难度和产业化的门槛。     

T1—2212超导薄膜的制备

以铝酸镧晶体为基片，采用两步法制备T1-2212超导薄膜，包括在低温(150℃)下利用激光脉冲沉积(PLD)工艺沉淀Ba2CaCu2Ox非晶前驱体薄膜和在高温(740～830℃)下前驱体薄膜的铊化结晶、取向生长过程，实验结果表明所制得的膜的相组成为T1-2212，表面存在大量均匀分布的成分为T12Ba2CaCu2Ox的亚微米颗粒，其零电阻温度为101K，薄膜与基片之间界面清晰，没有过渡层，薄膜具有良好的c取向外延条纹。     

High temperature superconducting thin films for microwave filters

YBa₂Cu₃O_7-δ and Tl₂Ba₂CaCu₂O₈ thin films for microwave filters were synthesized by pulsed laser deposition and the two-step thalliation process. Substrate quality requirements and the relation of thin film morphology, microstructure with microwave surface resistance were discussed.     

Influences of Thalliation on the Morphology and Critical Temperature of Tl2Ba2CaCu2O8 Thin Films

Tl2Ba2CaCu2Ox(Tl-2212) thin films were prepared by the two-step technique.A precursor film was first prepared by the pulsed laser deposition method,and then experienced the incorporation of thalliation in a one-step or two-step annealing process.The experimental results show that the two-step annealing process produces dense and smooth films,and that the one-step annealing process produces a high critical temperature film of 101K,but the transition width is wide.Precursor films with homogeneous Ba2Ca1.3Cu2.1Ox composition are essential for producing high-quality Tl-2212 films.     

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     

Tl系超导薄膜金属涂层的生长与特性研究

我们研究了Tl-2212超导薄膜在带有YSZ/CeO2缓冲层和带有CeO2/YSZ/CeO2缓冲层的Ni金属RABiTS基带上的生长情况.基带上的缓冲层是采用PLD方法制备的,Tl-2212薄膜的制备采用了磁控溅射和后热处理两步方法.XRD 实验结果表明,Tl-2212薄膜都具有很好的C轴垂直于膜面的织构,并具有双向外延生长特性.在CeO2/YSZ/CeO2/Ni基带上制作的Tl-2212薄膜的Tc达到102.8 K,Jc(77 K,0 T)达到2.6 MA/cm2;在YSZ/CeO2/Ni基带上薄膜Tc可达97.7 K,Jc(77 K,0 T)也可以达到0.45 MA/cm2.     

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(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