铟Josephson结的制作及其氧化方法的研究

本文介绍了一种制作Josephson薄膜隧道结的氧化方法,用它可以制作出用普通方法难以制作的In薄膜隧道结。这种方法通过控制氧气的湿度、温度和氧化时间等因素来得到所需要的结的特性。用它制出的In-In_xO_Y-Pb隧道结质量高、重复性和一致性都很好。这种方法还可以用来制作sn和Pb隧道结。     

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。     

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.     

超导隧道结临界电流随外加直流磁场变化的实验研究

由于超导隧道结的临界电流对磁场特别敏感,因而可以用磁场来检验隧道结的质量.本文介绍了一种测量隧道结临界电流l_c随外加磁场H变化的装置,它可以使l_c-H关系直接显示在X-Y记录仪上.对于不同尺寸的超导隧道结进行了测试,获得了初步的结果,作了相应的讨论.     

薄膜隧道结的漏洞分析和金相筛选法

本文用典型隧道结与超导微桥叠加的模型讨论了漏洞对薄膜隧道结I-V曲线的影响,分析了漏洞产生的原因及其防止措施,提出了可以显著提高低温实验时隧道结成品率的简便方法——金相筛选法.     

超导Josephson隧道结的制备工艺及性能改善

超导Josephson隧道结是实现超导量子比特的基本元件.本文介绍了一种利用电子束曝光技术和电子束斜蒸发技术相结合的方法来制备铝超导Josephson隧道结.这种方法工艺简单,通过一次光刻就可完成;而且可以通过调节下层光刻胶厚度、斜蒸发角度、悬空桥区宽度等参数可以有效地控制隧道结的面积大小;此外,本方法通过采用不对称电极结构有效地改善了隧道结的漏电流特性,满足了制备超导量子比特的要求.     

MgO衬底NbN/AlN/NbN多层膜的制备

本文主要讨论磁控溅射设备制备的NbN/AlN/NbN三层结构的技术工艺,为制备All-NbN的 NbN/AlN/NbN SIS 隧道结作准备.我们在室温下利用直流磁控溅射工艺制备了单晶NbN薄膜,并对其超导电性做了初步的研究;又利用射频磁控溅射工艺制备了取向较好的AlN薄膜.我们利用磁控溅射方法制作NbN/AlN/NbN多层薄膜,然后对制备SIS隧道结进行了一些探索.     

Fe/Al2O3/Fe隧道结特性分析

用离子束溅射方法制备磁性隧道结(MTJ). 研究MTJ样品的隧道结磁电阻(TMR)效应.用X射线 光电子能谱分析了MTJ的软、硬磁层和非磁层及其界面的化学组成与微结构.研究了MTJ的微 结构对氧化铝势垒高度与有效宽度和TMR效应的影响. 关键词： 磁性隧道结 X射线光电子能谱 隧道结磁电阻     

声表面波MIM隧道发光二极管

我们在研究MIM隧道发光结(金属-绝缘层-金属)的过程中,首次以表面声波代替表面随机粗糙度的作用,将MIM结制作在声表面波场中,结果使结的发光效率、发光强度、稳定性、均匀性都有改善.本文介绍了结的基本结构,基本工艺,阐明了结的发光机理,讨论了结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线和光谱曲线,根据结具有显著的负阻现象,我们设计出了一种新型的开关器件.     

MgO单晶势垒磁性隧道结的第一性原理计算和实验研究

在MgO单晶势垒磁性隧道结中发现的室温高隧穿磁电阻现象,是近些年自旋电子学以及磁性隧道结磁电阻材料研究中的又一重大突破.本文主要评述和介绍2001年以来MgO单晶势垒磁性隧道结第一性原理计算和实验上的重要进展,以及介绍利用Layer-KKR第一性原理计算方法研究的Fe(001)/MgO/Fe、Fe(001)/FeO/MgO/Fe、Fe(001)/Mg/MgO/Fe、Fe(001)/Co/MgO/Co/Fe和Fe(001)[MgO/Fe/MgO/Fe等基于单晶MgO(001)单势垒及双势垒磁性隧道结材料的电子结构和自旋相关输运性质研究的最新进展.这些第一性原理定量计算的结果,不仅从物理上增强了对MgO单晶势垒磁性隧道结的电子结构和自旋相关输运特性的了解,而且对于研究新型室温磁电阻隧道结材料及其在自旋电子学器件中的广泛应用,具有一定的参考价值.     

多重串连Josephson隧道结在制结工艺和热循环特性研究中的应用

多重串连Josephson隧道结是研究制结工艺和结的若干特性的简便方法,它可以大大提高实验效率.本文分析了多重串连结直流I-V特性曲线反映出的主要物理内容,报道了多重串连结应用于Pb-Pb_xO_y-Pb隧道结热氧化工艺及低温热循环特性研究中的初步实验结果.     

超导迭层结的制作及研究

本文报道了几种材料迭层结的制作工艺。通过研究薄膜的厚度和显微结构对隧道结特性的影响,给出了几种软材料薄膜的合适的厚度范围,并对这几种材料适用的氧化方法进行了研究和讨论。     

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。     

交流驱动Josephson结Bloch振荡的阻抗式阶跃

当小面积 Josephson 结的电容变得很小,可以发生电容能大于 Josephson 耦合能 E_J 的情形,这类问题须用宏观量子隧道方法来处理.在温度很低时,Josephson 结中将发生 Bloch 振荡.在射频电流驱动下,其 I-V 曲线上将出现阻抗式阶跃,本文用多变元的微扰方法解析地处理了这一问题.     

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.     

谐振型Josephson隧道结的频率特性(I)

本文沿用通常的电磁波谐振器品质因数Q的定义,结合约瑟夫逊隧道结的物理性质,提出了谐振型隧道结带宽的两种定义.报道了63个Pb-PbO_x-Pb隧道结谐振频率的测量结果,并报道了带宽测量的初步实验结果.讨论了该工作对约瑟夫逊电压基准的实用意义.     

超导隧道结在直流和交流驱动下的I-V特性

超导隧道结在直流和交流驱动下可以简化成电流分路的约瑟夫逊结模型,其中包括有关电容的项和干涉项.本文用小参量展开的方法求其方程的解,并讨论干涉项对(?)滞特性以及电流阶跃高度的影响.     

MgO单晶势垒磁性隧道结的第一性原理计算和实验研究

在MgO单晶势垒磁性隧道结中发现的室温高隧穿磁电阻现象,是近些年自旋电子学以及磁性隧道结磁电阻材料研究中的又一重大突破。本文主要评述和介绍2001年以来MgO单晶势垒磁性隧道结第一性原理计算和实验上的重要进展,以及介绍利用Layer-KKR第一性原理计算方法研究的Fe(001)/MgO/Fe、Fe(001)/FeO/MgO/Fe、Fe(001)/Mg/MgO/Fe、Fe(001)/Co/MgO/Co/Fe和Fe(001)/MgO/Fe/MgO/Fe等基于单晶MgO(001)单势垒及双势垒磁性隧道结材料的电子结构和自旋相关输运性质研究的最新进展。这些第一性原理定量计算的结果,不仅从物理上增强了对MgO单晶势垒磁性隧道结的电子结构和自旋相关输运特性的了解,而且对于研究新型室温磁电阻隧道结材料及其在自旋电子学器件中的广泛应用,具有一定的参考价值。     

用超导隧道结产生和接收声子的声子谱仪

本文叙述了用超导隧道结产生和接收声子的声子谱仪的工作原理及其测量电路.给出了用 Sn-I-Sn 声子发生器,Al-I-Al 声子检测器,硅单晶样品的声子谱仪的实验结果.     

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.