YBCO/MgO衬底台阶结的制备及其高频特性

我们利用光刻胶作为掩膜,在ＭｇＯ 单晶衬底上采用斜角Ａｒ 离子刻蚀方法制备了台阶衬底．并在此衬底上制成了ＹＢＣＯ台阶结．测量结果表明,该结基本符合ＲＳＪ模型,并具有良好的高频特性．     

耐熔微掩膜法制备高温超导Josephson结

在超导Josephson结的制备过程中，传统的成结方式为对超导薄膜进行化学刻蚀或离子刻蚀，以形成特定图形的结．而刻蚀这一步常常会给结的性能带来负面影响，从而直接导致超导器件性能的下降．本介绍了一种利用耐融微掩模制备高温超导Josephson结的方法．本方法的特点是：一次成结无需后期刻蚀，利用此方法可以避免刻蚀工艺对超导器件性能的影响，制备高质量的高温超导Josephson结．本给出利用此方法制备高温超导YBCO／YSZ双晶结的有关工艺，以及初步的实验结果．     

高温超导台阶结的研究

在铝酸镧衬底上研制了高温超导台阶结.采用金属转移剥离技术及离子铣技术在铝酸镧衬底上刻蚀出坡度角大于70°陡直台阶.结的特性与SNS结类似.9.5GHz的微波辐照下出现Shapi ro台阶.观察到结的高频响应有一温度窗口.     

反应离子刻蚀与离子刻蚀方法的研究与比较

在制备所有的NbN超导隧道结的过程中,为了得到良好的隧道结,刻蚀是很关键的一步,我们对反应离子刻蚀(RIE)和离子刻蚀两种不同的方法进行了研究比较.通过对多层结构用三种不同的方法刻蚀,再进行SEM观察切面图像,发现离子刻蚀出来的薄膜边缘,与离子源与基片摆放的方向有很大的关系,而RIE刻蚀的结区边缘较为平缓且结果稳定,有利于我们制备更好质量的超导隧道结.     

MgO衬底上YBa2Cu3O7-δ台阶边沿型约瑟夫森结的制备及特性

MgO衬底上的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)台阶边沿型约瑟夫森结(台阶结)在高灵敏度高温超导量子干涉器(superconducting quantum interference device,SQUID)等超导器件研制方面具有重要的应用价值和前景.本文对此类YBCO台阶结的制备和特性进行了研究.首先利用离子束刻蚀技术和两步刻蚀法在MgO(100)衬底上制备陡度合适、边沿整齐的台阶,然后利用脉冲激光沉积法在衬底上生长YBCO超导薄膜,进而利用紫外光刻制备出YBCO台阶结.在结样品的电阻-温度转变曲线中,观测到低于超导转变温度时的电阻拖尾现象,与约瑟夫森结的热激活相位滑移理论一致.伏安特性曲线测量表明结的行为符合电阻分路结模型,在超导转变温度TC附近结的约瑟夫森临界电流密度TC随温度T呈现出(TC-T)^2的变化规律,77 K时JC值为1.4×10^5 A/cm^2.利用制备的台阶结,初步制备了YBCO射频高温超导SQUID,器件测试观察到良好的三角波电压调制曲线,温度77 K、频率1 kHz时的磁通噪声为250μΦ0/Hz^1/2.本文结果为进一步利用MgO衬底YBCO台阶结研制高性能的高温超导SQUID等超导器件奠定了基础.     

利用真空退火的界面工程处理方法制备边缘结

本文采用真空退火的界面工程处理的方法，成功地制备了高温超导边缘结，并在8mm微波辐照下得到了Shapiro台阶。测量结果表明，该结的特性基本符合RSJ模型。     

用类金刚石碳掩膜制备LaAlO3台阶衬底

我们用脉冲激光淀积（ＰＬＤ）方法在ＬａＡｌＯ３（ＬＡＯ）衬底上生长了类金刚石碳（ＤＬＣ）膜，并以此作为掩模，制备了台阶衬底．ＳＥＭ分析表明，制备的台阶衬底具有陡直的台阶角度（大于７００）．我们用这样的台阶衬底制成了ＹＢＣＯ台阶结并测量了结的基本特性，结果表明，结有较好的高频特性．     

本征Josephson单结的电流-电压特性

采用光刻蚀和Ar离子刻蚀技术成功地在Bi-2212单晶表面制备出台阶型本征Josephson单个结，并在5-65K范围内用四引线法测量了该结零场下的Ⅰ～Ⅴ特征曲线．结果表明，临界电流几乎保持不变，但返回电流随温度增加而增大；与此同时，Mccumber参数βc随着温度增加而减小．临界温度附近，跳跃电压△V明显偏离BCS理论．     

高质量的光刻胶图型及它对Nb／AlOx—Al／Nb隧道结制备的影响

本文用选择铌膜刻蚀或选择铌膜阳极氧化过程研究了全铌隧道结Ｎｂ／ＡｌＯｘＡｌ／Ｎｂ的制备．借助于ＳＥＭ，利用曝光后烘烤处理研究了高质量光刻胶图形的制备工艺，并分析了其对铌结特性的影响．结面积为７μｍ２的铌结具有典型的ＩＶ曲线，在４．２Ｋ时，他们的特性参数Ｖｍ～２０ｍＶ，能隙电压Ｖｇ～２．７ｍＶ，临界电流密度Ｊｃ～３０００Ａ／ｃｍ２，比电阻ρｎ～１μΩｃｍ２．这些铌结能够被直接应用于ｄｃＳＱＵＩＤ．     

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