超导弱连接中的Josephson电流在一个磁通量子内的振荡(Ⅰ)——Josephson结

本文指出如果Josephson结处在Q值足够高的谐振腔内,当Josephson频率ω=(2eV₀)/h与谐振腔的本征频率ω_r发生谐振时,谐振的电磁场对Josephson结自身的反馈作用将导致超流电流在一个磁通量子内随磁场的小周期振荡。 关键词：     

在一个磁通量子内dc Josephson电流的阶梯效应(Ⅰ)——双结SQUID

如果将由两个相同的Josephson结组成的双结SQUID放置于Q值足够高的谐振腔内,当其Josephson频率ω=2eV₀/h与谐振腔的本征频率ω_r发生谐振时,腔内就被激起一个驻波电磁场,这个场对两个结的反馈作用,将导致双结SQUID的dc Josephson电流在一个磁通量子内随磁场产生多次阶梯效应。理论给出两个结的Josephson电流产生一系列新的干涉作用:如果两个结分别位于反馈场的波峰,则阶跃电流加强;如果其中一个位于波谷,则使SQUID的干涉图形改变π/2位相,且两个结电流产生相干性减小;如果一个在波峰一个在波节,则SQUID退化到单结;如果两个结都在波节,则不出现n≠0的阶梯。 关键词：     

在一个磁通量子内dc Josephson电流的阶梯效应(Ⅰ) 双结SQUID

如果将由两个相同的Josephson结组成的双结SQUID放置于Q值足够高的谐振腔内,当其Josephson频率ω=2eV_0/h与谐振腔的本征频率ω_r发生谐振时,腔内就被激起一个驻波电磁场,这个场对两个结的反馈作用,将导致双结SQUID的dc Josephson电流在一个磁通量子内随磁场产生多次阶梯效应。 理论给出两个结的Josephson电流产生一系列新的干涉作用:如果两个结分别位于反馈场的波峰,则阶跃电流加强;如果其中一个位于波谷,则使SQUID的干涉图形改变π/2位相,且两个结电流产生相干性减小;如果一个在波峰一个在波节,则SQUID退化到单结;如果两个结都在波节,则不出现n≠0的阶梯。     

在一个磁通量子内dc Josephson电流的阶梯效应(Ⅱ) 大尺寸Josephson结

大尺寸的Josephson结放置于Q值足够高的谐振腔中,当其Josephson频率ω=2cV_c/h激励起腔的第r个本征模谐振时,这个振荡将反馈辐照结,必须考虑反馈场本征模的空间部分在结上是不同的。理论上得到了和文献[2]不同的结果,给出了阶跃电流随磁场的变化,分析了腔的反馈场本征模和Josephson结的辐射电磁波空间匹配的条件,解释了为什么大尺寸的Josephson结不存在周期小于φ_0的阶梯效应的物理原因。     

在一个磁通量子内dc Josephson电流的阶梯效应(Ⅱ)——大尺寸Josephson结

大尺寸的Josephson结放置于Q值足够高的谐振腔中,当其Josephson频率ω=2cV₀/h激励起腔的第r个本征模谐振时,这个振荡将反馈辐照结,必须考虑反馈场本征模的空间部分在结上是不同的。理论上得到了和文献[2]不同的结果,给出了阶跃电流随磁场的变化,分析了腔的反馈场本征模和Josephson结的辐射电磁波空间匹配的条件,解释了为什么大尺寸的Josephson结不存在周期小于φ₀的阶梯效应的物理原因。 关键词：     

在一个磁通量子内dc Josephson电流阶梯或振荡效应的物理本质

本文分析了放置于高Q谐振腔中的Josephson结、双结SQUID和单结超导环,当其Josephson频率ω=2eV₀/h和腔的本征频率相等时,Josephson电流在一个磁通量子内可以产生多次阶梯或振荡的物理本质。指出对于Josephson结或双结SQUID,当ω=ω_r时,被激发起的腔的本征振荡将反馈辐照结或SQUID,反馈场的频率作用使Josephson电流产生一般地感应台阶;而反馈场的振幅是受到外磁场调制的,当这种调制作用使反馈场振幅的空间部分与辐射场的空间部分匹配时,则引起电流在一个磁通量子内产生一系列的新的阶跃。对单结超导环,当nω=ω_r时,被激发起的腔的振荡反馈辐照作用将迫使其超流电流产生周期小于φ₀的振荡。 关键词：     

超导弱连接中的Josephson电流在一个磁通量子内的振荡(Ⅱ) 单结超导环

本文指出处在高Q值谐振腔中的单结超导环,当Josephson电流的n次倍频与外腔发生谐振时,由于在腔内形成的驻波电磁场对单结超导环自身的反馈作用,将导致在原来的以φ_0为周期的超流电流锯齿波振荡上迭加一个周期为φ_(0/n),振幅为锯齿波振幅的2/nπ的正弦形小振荡。     

超导弱连接中的Josephson电流在一个磁通量子内的振荡(Ⅱ)——单结超导环

本文指出处在高Q值谐振腔中的单结超导环,当Josephson电流的n次倍频与外腔发生谐振时,由于在腔内形成的驻波电磁场对单结超导环自身的反馈作用,将导致在原来的以φ₀为周期的超流电流锯齿波振荡上迭加一个周期为φ_0/n,振幅为锯齿波振幅的2/nπ的正弦形小振荡。 关键词：     

一种直接和微带传输线耦合的谐振型Josephson隧道结

找们设计制作了一种简化的直接和微带线耦合的谐振型Josephson隧道结.低温实验的结果表明它具有良好的耦合性能.运用20mW以下的微波功率能使单结输出最大结电压达到9mV左右.耦合效率达到3％左右.而且具有输出稳定,抗干扰能力强的优点.这种器件适用于我国建立Josephson电压基准的工作.     

自旋三重态超导体结的直流Josephson电流

在s波超导体/绝缘层/自旋三重态超导体结中,计算了直流Josephson电流随结的温度、相位差以及绝缘层势垒强度的变化关系.当自旋三重态超导体具有px波配对势时,自旋三重态超导体结的直流Josephson电流随结两侧相位差的振荡周期是π,与结的相位差的关系为sin(2).结界面的绝缘层势垒散射均抑制结的直流Josephson电流.     

高温超导Josephson结混频器的分析研究

利用高温超导Josephson结已经实现了毫米波、亚毫米波波段的谐波混频.我们通过对高温超导颗粒晶界结、双晶结、内禀结的制备和混频实验对比研究,分析比较了其I-V曲线特性及其在液氮制冷下的混频结果.     

Josephson隧道结的临界厚度

实验上我们测得对某些特定绝缘层厚度的Pb-I-Pb隧道结,在温度高于2.90K是典型的单电子隧道的I—V曲线;而在低于2.78K的温度下,这个结过渡到典型的Josephson结的I-V特性. 我们从理论上得到对于Josephson结存在一个临界厚度d_c,这个d_c随温度降低而增加,从而解释了上述实验现象.     

超导Josephson结直流I-V特性的数值计算

为了研究超导Josephson结的性质,选用四阶龙格-库塔法对RSJ模型下单个Josephson结及其阵列以及微波辐照下Josephson结的直流I-V特性进行了数值计算,并将模拟结果与实验结果进行了比较.     

全铌超导Josephson结的EWB仿真模型

通过超低温实验直接测量了制备的全铌Josephson结的电压源驱动RCSJ模型的I-V特性曲线。建立了Josephson结在电路仿真软件EWB中的模型,极大的方便了Josephson结及相关电路的仿真研究。利用这一新模型对Josephson结的基本特性进行了较为系统的研究,包括RSJ模型和RCSJ模型的直流驱动I-V特性曲线。     

谐振型Josephson隧道结与外加微波的磁耦合(Ⅱ)

本文报道了在微带线上进行的一种对比实验。实验结果证明了把谐振型Josephson隧道结安排在微带线上磁场较强处能获得较好的耦合。从而进一步支持了磁耦合的观点。 关键词：     

谐振型Josephson隧道结与外加微波的磁耦合(Ⅰ)

谐振型Josephson隧道结在建立Josephson电压基准的工作中受到广泛的应用。本文从受迫振动的模型出发,运用磁耦合的边条件,对波导中的结作了处理,得到了和实验相符的结果。在实验中我们对波导系统的短路装置作了适当改进,减少了微波漏损并改善了短路条件。低温实验的结果表明这种改进是有效的。 关键词：     

超导Josephson结直流Ⅰ-Ⅴ特性的数值计算

为了研究超导Josephson结的性质,选用四阶龙格-库塔法对RSJ模型下单个Josephson结及其阵列以及微波辐照下Josephson结的直流Ⅰ-Ⅴ特性进行了数值计算,并将模拟结果与实验结果进行了比较.     

超导Josephson结直流I—V特性的数值计算

为了研究超导Josephson结的性质，选用四阶龙格一库塔法对RSJ模型下单个Josephson结及其阵列以及微波辐照下Josephson结的直流I-V特性进行了数值计算，并将模拟结果与实验结果进行了比较．     

Josephson结开关电流分布的测量方案探讨

Josephson结的开关电流存在着一定的分布.利用开关电流的分布,我们可以推算出Josephson结的逸出率.进一步结合合适的微波辐照,还可以获得结的诸如能级、拉比振荡等许多相关的量子特性.Josephson结的开关电流分布的获得,对于研究超导量子比特,包括相位量子比特、电荷量子比特、磁通量子比特和涡流量子比特以及他们的组合量子比特都有着重要意义.我们提出了三种测量方案,对这三种方案进行了比较,并初步的对自制的NbN/AlNx/NbN Josephson结的开关电流进行了多次(104次)测量,得到一定温度下的开关电流分布的直方图.针对三种方案各自的优缺点及已有的结果,我们提出了需要进一步改进的措施,对于下一步开展在极低温下(mK)Josephson结的开关电流分布的测量有着重要的意义.     

Josephson结的I-V曲线的子台阶

本文在文献[1]基础上进一步分析Josephson结的I-V曲线的子台阶现象。首先把数学方法作了发展,然后用所得的方法分析了产生子台阶的条件,从而完善了对Josephson结的I-V曲线的分析。 关键词：