高Tc超导薄膜约瑟夫逊结光探测研究

我们研制了具有约瑟夫逊效应的高Tc GdBa₂Cu₃O₇-薄膜双晶晶界结,对其交直流约瑟夫逊效应进行了观测,并用其进行光探测,用波长为0.6328μm的He-Ne激光器辐照双晶结结区,系统观测了双晶晶界结的光响应特性,得到的最好结果如下噪音等效功率NEP=1.9×10^-13W,归一化探测率D=53×109cmHz^1/2W^-1,响应率Rv=4.2×10⁷V/W,响应时间τ=4.35×10^-7s.     

SNS与SINIS结阵制作工艺的比较

国家电压基准是基于约瑟夫森量子化效应的。传统的SIS结阵具有不能快速选择特定的台阶,相位锁定时间短的问题。I-V曲线无回滞的约瑟夫森结阵,其I-V曲线单值,电压台阶宽,解决了SIS结阵的问题。美国标准技术研究院的Hamilton提出并制作高度阻尼的可编程SNS约瑟夫森结阵电压标准;德国物理技术研究院则选择SINIS结来制作可编程约瑟夫森结阵电压基准。从结构、性能和制作方法等方面对SNS和SINIS可编程约瑟夫森结阵进行了比较。     

关于MgB2超导多层膜间临界厚度的研究

利用多级的阶梯状势垒近似方法,应用于MgB<,2>作为超导体的SSeS结,对其临界厚度从基本原理入手并进行理论推导,获得超导多层膜的临界厚度公式,并对该公式展开讨论,取得一系列较有价值的结论.     

双层结构铁磁-超导隧道结的直流Josephson电流

通过求解Bogoliubov_de Gennes(BdG)方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，在考虑结 界面的粗糙情形下，由推广的Furusaki_Tsukada(FT)的电流公式计算了铁磁超导态/ 绝缘层 / 铁磁超导态(FS/I/FS)结的直流Josephson电流，讨论了FS/I/FS结的直流Josephson临界 电流随磁交换能、温度的变化情况.研究表明：当结界面势垒散射强度和粗糙势垒散射强度 比较弱时磁交换能总是抑制FS/I/FS结的直流Josephson临界电流，而当结左右两边FS中铁 关键词： FS/I/FS超导隧道结 铁磁超导共存态 直流Josephson电流 粗糙势垒散射     

用于ITER的NbTi超导股线临界电流测试方法

介绍了一种用于ITER的NbTi超导股线在不同温度下临界电流测试的方法和装置。该装置包括一孔径为70mm、最高磁场高达16T的背景磁体以及变温杜瓦等系统。对NbTi超导线变温测试设计了二元电流引线。用该系统得到了其NbTi超导股线在不同磁场不同温度下的临界电流,用“Luca”定标律拟合了测试结果,并对测试结果进行了分析。     

铁磁-超导隧道结中粗糙界面散射对直流Josephson电流的影响

通过求解Bogoliubov—de Gennes(BdG)方程得到铁磁超导共存态(FS)的自洽方程，在考虑结界面的粗糙情形下，由推广的Furusaki—Tsukada(FT)的电流公式计算了铁磁超导态／绝缘层／s波超导体(FS／I／S)结的直流Josephson电流，讨论了FS/I／S结的直流Josephson临界电流随磁交换能、温度的变化情况．研究表明：铁磁超导态中磁交换能和结界面的粗糙势垒散射均对FS／I／S结的直流Josephson电流有抑制作用．     

YBaCuO超导块的厚度和形状对其悬浮力的影响

研究了尺寸分别为Φ30mm× 13.7mm和Φ2 9.5mm× 10 .8mm两块熔融织构单畴YBaCuO高温超导体块材的厚度和形状对它所受到的悬浮力的影响 .利用“高温超导磁悬浮测试系统”逐次测试了YBaCuO在不同厚度和不同形状时所受到的悬浮力 ,然后测量了样品在悬浮力测试过程中的俘获磁通 ,并对实验结果进行了分析 .     

厚度诱导的YBa2Cu3O7-δ超导薄膜剩余应力及临界电流变化

本文通过脉冲激光沉积法制备了不同厚度(80nm、320nm、1000nm和2000nm)的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜,对它们的剩余应力和临界电流特性进行了对比研究.通过系列的激光显微Raman光谱和磁化曲线测量分别获得了薄膜剩余应力和磁化临界电流密度(Jc)对薄膜厚度的依赖关系.结果显示超导薄膜内剩余应力越小,Jc越高.对于中等厚度的薄膜样品(320nm和1000nm),其膜内剩余应力较小,同时由其特征的磁通匹配场大小推知在该厚度范围内的样品具有较高的线性缺陷密度,从而显示出较高的Jc值.     

s/FI/d超导结的直流Josephson电流

在 s波超导体 /铁磁绝缘层 / d波超导体 Josephson结 (s/ FI/ d)中 ,考虑结界面铁磁绝缘层的磁散射和粗糙散射情况下 ,运用 Bd G方程和 FT的电流公式计算准粒子的输运系数及 s/ FI/ d结的直流 Josephson电流与温度 T、结两侧的相位差之间的关系。研究表明 :结界面的磁散射和粗造散射均抑制结中准粒子的 Andreev反射 ,降低了流过 s/ FI/ d结的直流 Josephson电流 ,直流Josephson电流 I随温度 T、相位差φ的变化曲线强烈地依赖于 d波超导体的晶轴方位     

TiB2掺杂MgB2超导线材临界电流密度和显微结构研究

以低碳钢管为包套材料,采用原位粉末套管法制备出5 mol%TiB2掺杂的MgB2超导线材.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析和标准的直流四电极电阻法分别测试了线材的物相组成、显微结构、化学组成和临界电流密度(Jc).结果显示,TiB2掺杂能够提高MgB2线材的Jc,使其达到了9960 A/cm2(6K,4.5T)和1110 A/cm2(6K,7T),比未掺杂线材分别提高了14%和26%.TIB2掺杂引起的MgB2晶粒减小,晶界面积增加和晶粒连结性改善,是Jc提高的主要原因.在未掺杂MgB2线材中还发现了微裂纹、MgO晶须等不利于超导性能的特殊显微结构.     

Characteristics of the Surface-Intrinsic Josephson Junction

During the fabrication of intrinsic Josephson junctions (IJJs) with Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ (BSCCO) single crystals, the superconductivity of the surface Cu-O layer is degraded because of a deposited metal film on top of the stack. Thus, the characteristics of the surface junction consisting of the surface Cu-O double layers remarkably differ from those of the junctions deep in the stack, which will be referred to as ordinary IJJs. The electrical transport characteristics of the surface junction, such as I-V, I _c′-T, and R-T, show that the critical temperature T _c′ of the surface junction is always lower than that of ordinary IJJs, and that the change of its critical current I _c′ with temperature is different from that of ordinary IIJs. Furthermore, by shunting the surface junction resistively, we are able to observe the AC Josephson effect at 3-mm waveband. Translated from Chinese Journal of Low Temperature Physics, 2005, 27(2) (in Chinese)     

SSeS超导结的约瑟夫逊效应

以推广的 Jacobson方法 ,从 Ginzburg- L andau方程出发 ,推导出了 SSe S超导结的直流约瑟夫逊效应 ,从而进一步求得了 SSe S超导结的临界电流与温度之间的关系 ,以及对结区厚度的依赖性     

拓扑绝缘体/超导体异质结中的近邻效应

拓扑超导体自身具有对量子退相干天然的免疫性以及可编织性,这使得它在现代量子计算领域中受到了越来越多的重视,并且成为了下一代计算技术中最有希望的候选者之一。由于拓扑超导态在固有拓扑超导体中相当罕见,因此,当前大部分实验上的工作主要集中在由 s 波超导体与拓扑绝缘体之间通过近邻效应所诱导的拓扑超导体上。本论文中,我们回顾了基于拓扑绝缘体/超导体异质结的拓扑超导体的研究进展。在理论上,Fu 和 Kane 提出,通过近邻效应将 s 波超导体的能隙引入到拓扑绝缘体,可以诱导出拓扑超导电性。在实验上,我们也回顾了一些不同体系中的拓扑超导近邻效应的研究进展。文章的第一部分,我们介绍了一些异质结,包括：三维拓扑绝缘体 Bi2Se3和 Bi2Se3 与 s 波超导体NbSe2 以及 d 波超导体 Bi2Sr2CaCu2O8+δ 的异质结,拓扑绝缘体 Sn1−xPbxTe 与 Pb 的异质结,二维拓扑绝缘体 WTe2 与NbSe2 的异质结。此外,还介绍了 TiBiSe2 在 Pb 上的拓扑绝缘近邻效应。另一部分中,我们对基于拓扑绝缘体的约瑟夫森结进行了回顾,包括著名的基于 Fu-Kane 体系的拓扑绝缘体约瑟夫森结,以及基于约瑟夫森结的超导量子干涉器件。     

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．     

Effect of transparency on Josephson junction between s+g-wave superconductors

In this paper, a dc Josephson junction between borocarbide superconductors has been studied theoretically. The s+g-wave pairing symmetry which is observed in rare earth complex of borocarbides has a huge anisotropy and is an interesting form of unconventional superconductivity. We calculate the Josephson current in a superconductor--insulator--superconductor (SIS) Josephson junction with s+g-wave superconducting pairing symmetry. In our planar junction c-axis is parallel to an interface with finite transparency but ab-planes of two tetragonal superconductors are misorientated by angle α. We obtain that the Josephson current is strongly dependent on mis-orientation between the left and the right ab-planes. An insulator sandwiched between two superconductors which acts as a potential barrier is demonstrated by a transparency coefficient. The effects of the potential barrier and the mis-orientation on the current are studied analytically and numerically. Occurrence of 0--π transition in this s+g-wave junction is investigated in this paper. A comparison between d-wave Josephson junction and s+g-wave one is also made in the present paper.     

Anisotropy of p-wave Josephson junction

<正>The anisotropy of the dc Josephson current in the superconducting junctions of the p-wave equal spin pairing symmetry is theoretically investigated by the Furusaki-Tsukada-like formula.The current phase relations exhibit different oscillation periods and different phase shifts for the current along different directions,respectively.     

Analytical Result on the Supercurrent Through a Superconductor/Quantum-Dot/Superconductor Junction

We present an analytical result for the supercurrent across a superconductor/quantum-dot/superconductor junction. By converting the current integration into a special contour integral, we can express the current as a sum of the residues of poles. These poles are real and give a natural definition of the Andreev bound states. We also use the exact result to explain some features of the supercurrent transport behavior.     

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。