高温超导双晶约瑟夫森结阵列毫米波相干辐射

研究了嵌入Fabry-Perot谐振腔的高温超导双晶约瑟夫森结阵列毫米波相干辐射的实验结果.相干辐射是通过约瑟夫森结阵列与基片(作为一个介质谐振器)和Fabry-Perot(FP)谐振器的共同作用实现的.由166个高温超导双晶约瑟夫森结串联阵列在77 K温度下产生的相干辐射,辐射峰的中心频率为75.84 GHz,功率大约为10 pW. 关键词： 高温超导薄膜 Fabry-Perot谐振腔 约瑟夫森结 毫米波辐射     

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     

基于高温超导双晶结的约瑟夫森效应观测实验

基于YBa2Cu3O7-δ高温超导双晶结,组建了约瑟夫森效应测试装置.利用此装置观察了直流和交流约瑟夫森效应,并测量了约瑟夫森结的临界电流和夏皮罗台阶.     

高温超导约瑟夫森结阵列的相位锁定

根据交流约瑟夫森效应,研究了嵌入Fabry-Perot谐振腔里的约瑟夫森结阵列在微波辐照下的相位锁定问题。结阵列是由生长在双晶钇稳定氧化锆(YSZ)基片上的YB2Cu3O7(YBCO)超导薄膜光刻成微桥得到的。通过优化设计,在温度为79.2K辐照频率为77.465GHz的条件下,包含620个串联约瑟夫森双晶结的结阵列在外加微波辐照下实现了相位锁定,得到了陡峭的夏皮罗台阶。其第一级夏皮罗台阶的电压约为0.1V,台阶高度约为0.17mA。试验结果表明,这种结阵列结构在电压基准的应用上有极大的优势,而且这种准光学耦合方法在太赫兹信号发生和检测方面有很好的应用前景。     

第二讲 高温超导约瑟夫森结技术及其应用

高温超导约瑟夫森结技术近年来发展很快，特别是台阶结、双晶结、双外延结、边缘结和邻近效应结等性能已达到实用水平，并应用于超导量子干涉器件、数字信号处理和高频有源器件中。文章介绍了这些结的技术和有关的应用。     

纳米金属掩膜和离子辐照技术制备高温超导约瑟夫森结

研究了一种利用纳米金属掩膜和离子辐照技术在高温超导YBCO薄膜上制备Josephson结的方法.首先用在YBCO薄膜甩上一层800nm左右的光刻胶(PMMA),继而在光刻胶上用直流磁控溅射的方法镀上一层大约300nm左右的Cr膜,利用紫外曝光和离子刻蚀的方法在YBCO薄膜上形成覆盖有Cr膜的微桥,然后,利用聚焦离子束系统(FIB)在微桥上刻出一个50nm左右的狭缝,最后利用120keV的H2 对狭缝内的材料进行辐照,从而使狭缝部分的材料超导电性减弱,形成类似SNS型的Josephson结.     

高温超导约瑟夫森结技术及其应用

高温超导约瑟夫森结技术近年来发展很快,特别是台阶结、双晶结、双外延结、边缘结和邻近效应结等性能已达到实用水平,并应用于超导量子干涉器件、数字信号处理和高频有源器件中。文章介绍了这些结的技术和有关的应用。     

高温超导约瑟夫森结太赫兹混频系统

在小型脉冲管制冷机（工作温度约60 K）上搭建了高温超导约瑟夫森结太赫兹谐波混频系统,并采取了一系列措施增强结与太赫兹波的耦合。所采取的措施主要有:研究不同基片对结的影响并最终选择MgO做为双晶结基片,设计平面周期对数天线,同时使用一个超半球硅透镜和两个离轴抛物面反射镜组成准光学系统。最终成功在小型脉冲管制冷机中获得结对623 GHz太赫兹波的响应,并且成功进行24次谐波混频实验。     

高温超导约瑟夫森结太赫兹混频系统

在小型脉冲管制冷机（工作温度约60 K）上搭建了高温超导约瑟夫森结太赫兹谐波混频系统,并采取了一系列措施增强结与太赫兹波的耦合。所采取的措施主要有：研究不同基片对结的影响并最终选择MgO做为双晶结基片,设计平面周期对数天线,同时使用一个超半球硅透镜和两个离轴抛物面反射镜组成准光学系统。最终成功在小型脉冲管制冷机中获得结对623 GHz太赫兹波的响应,并且成功进行24次谐波混频实验。     

高温超导Tl2Ba2CaCu2O8斜切本征结特性研究

在铝酸镧(LaAlO3)斜切衬底上制备了 Tl2Ba2CaCu2O8(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,...     

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     

Characteristics of millimeter wave detection in a Fabry-Perot resonator using a YBCO-BiO composite superconductor

A quasioptical technique with a hemispherical-type Fabry-Perot resonator for measuring characteristics of millimeter wave detection using a YBCO-BiO composite superconductor has been successfully developed. This Fabry-Perot resonator consists of a spherical mirror and a plane mirror mounted on the cold head of the refrigerator, under a controlled temperature of 40 to 300 K. The method offers the advantages of estimating irradiation power, easily controlling the sample temperature, analyzing the mode of the irradiated millimeter waves and easily extending to higher frequencies. The superconducting millimeter wave detector has been measured with this technique, with measured sensitivities of 46.5 V/W (70 K) to 160 V/W (35 K) at 50 GHz. These results are close to the theoretical values calculated numerically from the characteristics of the detector. It was confirmed that the millimeter wave detection system using the Fabry-Perot resonator is suitable for estimating the sensitivity of the high-Tc superconducting millimeter wave detector.     

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。