Pb-In-Au合金薄膜隧道结的制作

本文报导了用国产普通真空镀膜机制作Pb—In—Au合金薄膜隧道结的三种比较简单的工艺.这种Pb合金隧道结能经受4—5次室温和4.2K之间的热循环,在室温下贮放40—100天,结的直流I-V特性没有明显变化,有的样品可以经受15次热循环.文中还分析和讨论了制作Pb-In-Au合金隧道结需要注意的几个问题.     

用电子束蒸发制作Nb超导薄膜和Nb隧道结

本文报道了在10~(-5)—10~(-6)托的高真空下用电子束蒸发制作高质量的Nb超导薄膜的实验结果,Nb膜的临界温度T_c可以达到9.2K,接近大块纯Nb的T_c值(～9.3K)。研究了薄膜厚度、蒸发速率、衬底温度和真空度等淀积条件对Nb膜T_c的影响。用X射线衍射、电子显微和表面分析等方法分析了Nb膜的成分和结构。 用热氧化、直流辉光放电氧化和射频氧化等方法制成了Nb-NbO_x-Pb隧道结,通过表面分析研究了氧化位垒层的成分。对Nb隧道结的稳定性作了初步考察,40个串联结经过61次室温-4.2K之间的热循环和在室温下保存200天以上,结的I-V特性没有显著变化。     

Pb和Pb合金薄膜隧道结的表面观察及其损坏机理的探讨

对Pb和Pb合金薄膜隧道结的电极薄膜表面进行了观察,并把观察结果同结在低温下的直流I-V特性作了比较,从而进一步肯定了结区电极上的小丘、晶须和微晶粒等显徽结构引起位垒层短路是结热循环损坏的主要原因.     

用高纯氧热氧化制作铅薄膜隧道结工艺的研究

本文主要介绍用高纯氧热氧化制作铅约瑟夫逊隧道结的方法以及一些实验结果.用这种方法可以制作高质量的隧道结,结的成品率较高,临界电流的一致性和重复性较好.本文还介绍了某些检验隧道结氧化层质量的方法.     

纳米隧道结的制备和特性研究

结合对向靶直流磁控溅射技术、微电子光刻方法和原子力显微镜阳极氧化加工方法制备了实用的纳米钛-钛氧化线-钛隧道结，钛膜的厚度为3.02nm.钛氧化线的宽度为60.5nm，在室温下此隧道结的I-V曲线表现出明显的库仑阻塞效应. 关键词： 原子力显微镜阳极氧化 钛氧化线 隧道结 库仑阻塞效应     

隧道结的发光效应

一、基本原理根据量子力学原理,如果被真空或绝缘物分开的二电极间间隙足够窄,窄到仅有几个原子直径的距离,这时即使电子没有足够的能量“越过”由这个间隙形成的势垒,由于电子的波动性它们也能经“隧道”穿过势垒．这种现象称作电子隧道效应．观察电子隧道效应的实验模型是隧道结：一层约２０Ａ厚的绝缘物夹在两层金属薄膜之间．当在这两层金属膜之间加上小的偏压Ｖ时,便有电子隧道穿过绝缘层形成隧道电流,此时电子获得?...     

超导隧道结的唯象理论

对SIS系统,在超导部分使用TDGL方程,在势垒两侧使用唯象边界条件,在V→0时,SIS系统的解完全可以基于微扰方法来求得.这样获得的cosθ项前面的系数,其符号和大小与实验结果相一致,但是应伴随条件:电流源必须是与时间有关的.PFL实验正是在上述条件下进行的.在恒流源情形下,我们的计算表明,与随时间变化的电流源情况相比,cosθ项前面的系数不但符号相反而且其大小和电容成正比.因此,如果忽略隧道结的电容,在恒流源情形下,cosθ项是不出现的.     

发光隧道结表面粗糙度的隧道显微镜研究

本文报道用扫描隧道显微镜(STM)在空气中观测淀积在100nm厚的CaF_2薄膜上的Al-Al_2O_3-Au发光隧道结表面的研究成果.在观测中首次发现结表面呈现出横向相关长度分别为30～70nm和3～5nm的两种粗糙度;横向相关长度小的粗糙度被横向相关长度大的所调制.这种横向相关长度为3～5nm的表面粗糙度的存在与Laks和Mills预期的表面随机粗糙隧道结发光理论值一致.     

全铌隧道结 dc SQUID的制备和研究

本文用磁控溅射方法研究了全铌隧道结 dc SQUID 的制备.根据铌结的Stewart-McCumber参量βc选择确定结的并联电阻,消除了结的回滞,并联电阻后的I-V曲线很好的符合RSJ模型.为了获得大的磁通电压调制幅度,设计了较小的SQUID环孔, 环孔电感为L～25pH.由此制备的SQUID 具有传输函数((e)v/(e)φe)Ib,其本征能量分辨率达～24h.     

结电阻对微波和约瑟夫逊隧道结耦合的影响

关键词：     

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.     

超导非平衡隧道结隧道特性的理论研究

本文利用动力学方程研究了超导非平衡隧道结的I(V)特性,理论计算结果与双隧道结实验的测量结果能够很好符合。通过理论与实验的比较,我们得到了Al膜中电声子相互作用下的准粒子特征时间和声子俘获因子,同时表明,对于Al膜,电子-电子直接相互作用对于准粒子的弛豫起重要作用,而声子的逃逸时间是随着声子能量增大而减小的。     

约瑟夫森隧道结微波感应效应的实验和理论研究

在实验中观察到半波长约瑟夫森隧道结微波感应阶梯高度随微波电压振幅近似地按贝塞耳函数的二次方变化,并且奇数号码阶梯有时不出现,对于上述现象本文做了理论解释。     

纳米隧道结的量子电容现象

利用STM针尖和二维Au纳米团簇构造的双隧道结，通过对单电子隧穿谱的测量，研究了纳米隧道结的电容随隧道结宽度的变化，发现电容随结宽度的变化偏离了经典电容的行为，为纳米隧道结的量子电容效应提供了实验证据。     

反向驱动的异质结有机薄膜电致发光

成功制备了结构为ITO／PDDOPV／PPQ／Al的异质结聚合物发光二极管。该器件在正反向偏压下均可发光。在正向偏压下的光发射主要来自PDDOPV，但在反向偏压下的光发射则包括来自PPQ的蓝光发射和PDDOPV的黄光发射。蓝光强度与黄光强度的比值随着反向偏压的增加而增加，当反向直流电压分别为22V、24V、26V、28V时，其电致发光光谱中PPQ与PDDOPV的峰高比IPPQ／IPDDOPV分别为1．092、1．329、1．605、2．046。换句话说，该器件的发光颜色是压控可调的，这对实现彩色显示是极为有利的。分析了在反向偏压下的发光机理以及IPPQ／IPDDOPV受电压控制的原因。     

YBCO薄膜双晶结DC SQUID的研制

在优化ＹＢＣＯ薄膜的制备工艺和研究双晶结的电流密度Ｊｃ和结的正常态电阻Ｒｎ与结宽的关系的基础上，在角度差为２８度的ＹＳＺ双晶基片上设计和制作了双晶结ＤＣ ＳＱＵＩＤ。双晶结的Ｉ－Ｖ特性基本符合ＲＳＪ模型，结宽为４μｍ的双晶结的正常态电阻Ｒｎ为２．４Ω，在２３．４ＧＨｚ微波辐射场中观察到Ｓｈａｐｒｉｏ微波感应台阶。所研制的结宽为４μｍ的双晶结的ＤＣ ＳＱＵＩＤ最大电压调制深度为１５μＶ，特征电压Ｉｃ     

超导Josephson隧道结性能和超导量子比特电路的设计方案

超导Josephson隧道结是实现超导量子比特的基本元件。利用悬空掩膜和电子束斜蒸发相结合的工艺方法制备Al/Al2O3/Al超导Josephson隧道结,并且系统研究了底电极、上电极薄膜的厚度及氧化参数等工艺条件与隧道结超导电流密度Jc和面积归一化电阻Rc的关系。设计测量了三种方案的超导量子比特电路,通过对参数和结构的优化测出了较理想的量子比特(qubit)信号。     

楔形金薄膜系统中的反常跳跃电导和隧道效应

采用真空蒸镀方法，利用液体衬底在沉积过程中的线性扩散过程，在玻璃表面制备出斜率仅为10^-5的楔形金薄膜逾渗系统，并用四引线方法测量了从该薄膜系统中得到的均匀无序金薄膜的导电特性.实验结果表明：和通常的平整薄膜逾渗系统相比，该薄膜系统呈现更为强烈的跳跃电导和隧道效应. 关键词： 带状薄膜 跳跃电导 隧道效应     

GaAs-绝缘薄膜界面和金属-绝缘薄膜-半导体(MIS)结的特性

对Si-SiO2系统广泛而深入的研究和器件的平面技术的发展,导致了Si金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSPET)及其集成电路(IC)的辉煌成就.GaAs的电子迁移率比Si高五倍多,预期GaAs金属-绝缘薄膜-半导体场效应晶体管(MISFET)可工作于更高频率,其IC可应用于更高速度.以往十多年,对GaAs-绝缘薄膜界面和MIS结的特性进行了研究(见文献[1]),取得了一定成果,但因研究对象相当复杂,还未能在FET及其IC方面取得突破.与此同时,对GaAs的金属-半导体(M-S)界面和结的特性也进行了研究,目前已在一系列GaAs微波器件包括金属-半导体接触场效应…     

Pb-In合金超导隧道结的制作工艺和热循环稳定性的研究

研究了不同条件下制作的Pb-In合金膜的热循环稳定性,以及用不同氧化方法制作的Pb-In合金隧道结的热循环稳定性。用直流辉光放电氧化制作的隧道结可以在室温下保存几个月和经受6—7次室温与4.2K之间的热循环,结的特性没有显著变化。