采用平面天线改善高Tc超导Josephson结与信号源之间的耦合

为了加强微波信号与Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结的耦合，我们设计制作了平面对数周期和等角螺旋天线，在Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结上接有天线和不接天一时，分别测量零电压超流被微波功能压缩的情况，结果表明，该天线有效地提高了信号源与Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结的耦合程度，这一方法可以应用到毫米波与亚毫米波段的谐波混频器上。     

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     

高温超导内禀结在毫米波的谐波混频

本文报道了Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏ８＋ｘ内禀结在毫主波段的谐波混频,给出了谐波混频中直流偏置和本征功率与中频输出功率的关系曲线,并对实验结果作了初步讨论。     

多个Josephson结性能测试系统与实验验证

在器件制备过程中,超导量子干涉器件(SQUID)和Josephson结的性能测试是非常重要是一个环节.设计一个合理高效的测试方法对于提高测试效率及可靠性非常必要.本文采用多路复用技术,设计了8通道测试电路,减小了电路面积及所需测试箱体积,降低了液氦使用成本并极大提高了测试一致性.本文对测试箱、器件放置及测试杆连接等进行了设计,成功搭建了一套多个Josephson结测试的系统,并根据常温验证的测试结果对电路进行了优化处理.最后,对多个结进行低温测试验证了该测试系统的可行性与优越性.     

利用一种改进模型研究谐振器耦合时的约瑟夫森结的响应

提出了一种改进的谐振器耦合时的约瑟夫森结模型,模型考虑了结与谐振器之间的耦合强度。利用这种模型,研究了谐振器耦合时的约瑟夫森结的响应,包括单结的电压自锁定和结阵列的相位互锁定现象。研究了耦合强度、谐振器的品质因数和谐振频率对电压自锁定的影响,并给出了合理的解释。此外,还对结阵列的相位互锁定强度对锁定电压和结数量的依赖关系进行了研究,并与理论值进行了比较。所得结果对谐振器耦合下的约瑟夫森结的应用具有指导意义。     

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.     

硅衬底MgB_2-B-MgB_2超导SNS约瑟夫森结的制备与特性

利用两步原位电子束蒸发技术,在Si(111)衬底上制备了MgB2-B-MgB2超导SNS约瑟夫森夹心结.夹心硼(B)层厚度从10nm到80nm范围内MgB2-B-MgB2/Si(111)薄膜表现出明显的SNS约瑟夫森结特性,而在5nm和100nm处薄膜分别是整体超导和正常金属特性.在同一温度下,随着硼层厚度的增加,临界结电流减小,对同一厚度下,临界结电流随着温度的增加而减小.同时,实验指出,夹心硼SNS超导MgB2约瑟夫森结的电流-电压(I-V)曲线具有回滞现象,符合SM模型.     

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.     

嵌入Fabry-Perot谐振腔的高温超导双晶约瑟夫森结的毫米波辐照特性研究

采用嵌入Fabry-Perot谐振腔的方式,研究了Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)高温超导薄膜双晶约瑟夫森结的毫米波辐照特性.重点研究了双晶约瑟夫森结与Fabry-Perot谐振腔的耦合特性,发现放置在谐振腔中的结的位置、角度、结的图形以及Fabry-Perot谐振腔中两镜面间的距离等对耦合都有很大的影响.通过精细调节这些参数,可使双晶约瑟夫森结与外加毫米波达到最佳耦合.在最佳耦合情况下,能观察到9级明显的夏皮罗台阶.利用Fabry-Perot谐振腔技术,解决了约瑟夫森结与毫米波的耦合问题,为高温超导约瑟夫森结的毫米波及太赫兹波的辐射和检测研究奠定了基础.     

Josephson结中激发孤子的电泳脉冲方法—原理与数值实验

根据反射射理论讨论了电泳脉冲法产生磁通孤子的阈值条件。对甚长结作的数值实验与理论符合很好。对有限结，考虑到边界效应，电流台阶范围等因素，对孤子激发条件有额外的要求。对圆对称环域结用脉冲法激发了孤子，并分析了其中回波效应、外磁场等对激发条件的影响。所有结果表明，电流脉冲法是在Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结中激发孤子态的有效方法，理论阈值条件可以提供有益的参考作用。