用Re/Al2O3/Al隧道结的电子隧道测定重掺杂Re膜的超导能隙

用Re/Al₂O₃/Al隧道结的电子隧道测定了重掺杂Re膜的超导能隙,△₀=(1.04±0.02)meV,2△₀/kT_c=3.31±0.04。△₀值是用电导极大值法确定的。结果表明,杂质使Re膜的T_c与能隙△₀增加了许多倍,但是Re仍然属于弱耦合超导体。 关键词：     

一个简单的隧道电子谱仪及超导隧道特性曲线上声子感应结构的观察

我们采用国产元件及仪器,装备了一台简单的隧道电子谱仪。利用它及Al-I-Pb隧道结测量出Pb的能隙△(1.7K)=(1.35±0.05)meV,在dV/dl及d~2V/dl~2曲线上观察到Pb的声子感应结构。由此定出Pb的横声子峰的能量为(4.15±0.30)meV,纵声子峰的能量为(8.05±0.20)meV.     

硅烯/d_(x~2-y~2)+id_(xy)混合波超导隧道结隧道输运性质研究

运用Blonder-Tinkham-Klapwijk (BTK)理论研究了硅烯/d_(x~2-y~2)+id_(xy)混合波超导隧道结的隧穿性质.研究发现:垂直施加的电场、超导配对势的方向角和两种混合波配对能隙的比值Δ_1/Δ_0强烈地影响正常反射、Andreev反射和隧穿电导的值;当两种混合波的序参量比值较大时,隧道谱线在外加偏压E=Δ_1处出现谐振峰;系统的隧穿电导、正常反射幅和Andreev反射幅随超导方向角成周期性变化,变化周期为π/2;由于d_(xy)-波的存在,通过改变外加电场可以对隧穿电流加以调控.     

强耦合超导能隙与临界温度的比值

本文采用McMillan的实能隙函数模型求解Eliashberg能隙积分方程在T-Tc《Tc和T《Tc时的解,得到了决定强耦合超导能隙△_0(T)与临界温度Tc比值的表示式式中,0K能隙△_0(0)与Tc比值,对BCS理论的修正参数A、(?)的表示式由下式给出而系数K_1,K_2只依赖于有效声子谱α~2(ω_q)F(ω_q)的形式.     

Y_2O_3·Cr_2O_3复合氧化物热力学性质的研究

在1182—1386K温度范围内,用固体电解质氧浓差电池: Mo|Cr,Y_2O_3,Y_2O_3·Cr_2O_3|ZrO_2(+MgO)|Cr,Cr_2O_3|Mo测定了复合氧化物Y_2O_3·Cr_2O_3的热力学性质。对于反应 Y_2O_(3_(s))+Cr_2O_(3(s))=Y_2O_3·Cr_2O_(3(s)),得到 △G_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=39160-34.97T(实验误差±350cal/mol)或 △G_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=163900-146.3T(实验误差±1450cal/mol).因为△G_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0与温度T的关系为直线关系,所以若将△G~0=a+bT与△G~0=△H~0-T△S~0两式比较,a和-b的物理意义可认为分别相当于在公式适用温度范围内△H~0与△S~0的平均值。因此 △H_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=39160cal/mol或193900J/mol, △S_(Y_2O_3·Cr_2O_3)~0=34.97cal/(mol·K)或146.3J/(mol·K)。 如将化合物写作YCrO_3的形式,各热力学数据为上述各值的一半。     

非晶态超导体的Tc,2△0／kBTc和声子谱参量

分析研究了非过渡金属非晶态超导体的超导参量 T_c、2△_0 和声子谱参量λ、<ω>、<ω~2>与霍耳系数 R_H 之间,以及 T_c 与声子谱参量ω_0 和<ω>/ω_c 之间的关系,发现,在 R_H=-3.5—-4.0×10~(-11)m~3/AS 范围内同时存在着上述超导和声子谱参量的最大值;具有高ω_0 的材料对获得高 T_c 非晶态超导体有利;非晶态超导体的 T_c 与点阵无序度(<ω>/ω_0)近似地成线性关系.在上述结果的基础上,分别提出了一个非晶态超导体的 T_c 公式T_c=Aλ<ω>~(1/2)/(<ω>/ω_0+(1+λ)/20)和一个2△_r/k_BT_c 公式2△_0/k_BT_c=4.95[1-T_c<ω>_(1/2)/A(1/λω_0+1/20<ω>+1/20<ω>)]按照所提出的公式,第一次指出了,非过渡金属非晶态超导体既可以是一个2△_0/k_BT_c 比BCS 理值大得多的典型的强耦合超导体,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 比 BCS 理值还要小得多的甚弱耦合超导体.当然,也可以是一个 2△_0/k_BT_c 值与 BCS 理论基本一致的弱耦合超导体.解释了结晶态弱耦合超导体的2△_0/k_BT_c 测量值偏离于 BCS 理论的原.     

YBa_2Cu_3O_7外延薄膜可重复的电子隧道谱

我们用YBa_2Cu_3O_7(YBCO)外延薄膜和蒸发的 Pb 膜制备了隧道结.这些隧道结具有很好的和可重复的特性.在高于块状 YBCO_t 临界温度以上,结的电导 G_n(V,T)与电压 V 和温度 T 有关.在150K,电导曲线可用下列公式来拟合:G_n(V,T)=G_n(0,T)+(V/10mv)^(1.65).低于90K 时,可以看到与 YBCO 的高 T_c 超导电性相伴随的结构;低于 Pb 的 T_c 时,还可以看到 Pb 的能隙以及声子所感应的结构.这些结构在所有的隧道结上是重复的,并且在40多天的时间内可重复测量许多次.由漏电电流很小(小于1%)以及 G(O,T)曲线在90K 处斜率突然变化,我们确信这些结构是 YBCO 的本征性质.我们估计出 YBCO 的能隙参数△=19meV,由此得出2△/kT_c=5.0在1.2K;零偏压电导 G(0,1.2K)是有限值,近于40%G(100mV,1.2K).这说明,在 YBCO 的超导态,Fermi 能级处是有状态的.     

半导体/磁性d波超导隧道结中的散粒噪声

考虑到磁性d波超导体中的能隙与磁交换能的依赖关系,通过求解Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,利用Blonder-Tinkham-Klapwijk理论方法研究半导体/磁性d波超导隧道结中的散粒噪声.计算结果表明:磁性d波超导结中的磁交换能h0可导致散粒噪声在零偏压处的双峰和能隙处的峰出现劈裂,劈裂的宽度为2h0;磁交换能h0同时对散粒噪声及噪声功率与平均电流的比值有抑制作用.     

正常金属/超导/正常金属双垒隧道结中的量子相干输运

考虑到量子相干效应和界面散射效应 ,利用 L ambert理论模型 ,计算正常金属 /绝缘层 /超导 /绝缘层 /正常金属双垒隧道结中的准粒子输运系数和隧道谱。研究表明 :( 1)所有的准粒子输运系数和电导谱在超导能隙之上都随能量作周期性振荡 ,其振荡周期依赖于超导层的厚度 ;( 2 )在超导能隙之上 Andreev反射系数随能量呈现周期性消失现象 ;( 3)在绝缘层势垒强度取很大的隧道极限下 ,超导层中会形成一系列的准粒子束缚态 ,其位置由量子化条件决定 ;( 4)界面散射效应不仅能压低各子能隙电导峰 ,还能使子能隙电导峰劈裂为两个峰。     

Al/AlO_x/Al隧道结简化制备技术

研究了一种在高阻硅衬底上Al/Al Ox/Al超导隧道结简化制备技术。通过一次光刻镀膜完成隧道结结区的确定和上引线的制备,工艺流程简单重复。在0.3K温度下测量了隧道结样品的I-V特性,能隙电压Vg为0.37m V,超导临界电流密度约为12A/cm2。     

铁磁绝缘层对正常金属/铁磁绝缘层/正常金属/p波超导结隧道谱的影响

在正常金属/铁磁绝缘层/正常金属/自旋三重态p波超导隧道结中,考虑到铁磁绝缘层的磁散射和粗糙界面散射,运用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论模型,研究了铁磁绝缘层对隧道结微分电导的影响.研究表明:(1)对于px波,粗糙界面散射和磁散射都能使零偏压电导峰变低,能隙处凹陷升高;随着磁散射的增强,谱线的尖锐峰消失,宽峰逐渐变为凹陷;(2)对于py波,粗糙界面散射和磁散射都能使零能凹陷上移,能隙峰变低,随着粗糙界面散射的增强,两能隙峰间距减小;随着中间正常金属层厚度的增加,能隙内电导随外加偏压呈现振荡行为,能隙外电导仅与普通势垒有关;(3)对于px+ipy波,随着粗糙界面散射的增强,零偏压电导峰被压低,双凹陷处的值逐渐增大为小的能隙峰,而磁散射并不改变谱线中各凹陷处的电导值.     

14MeV中子引起的185Re(n,2n)184g,mRe和191Ir(n,2n)190Ir的核反应截面测量

利用活化方法测量了1?4MeV中子引起的¹⁸⁵Re(n,2n)^184gRe,¹⁸⁵Re(n,2n)^184mRe和¹⁹¹Ir(n,2n)¹⁹⁰Ir核反应的截面.中子能量E_n=(14.7±0.2)MeV时的实验结果分别为:(1817±85)mb,(390±18)mb和(2038±82)mb.并利用HFTT程序计算了中子能量在7—18MeV范围内的截面值,给出了其中两个核反应的激发函数曲线.     

量子线/铁基超导隧道结中隧道谱的研究

考虑铁基超导中能带间的相互作用和界面对每一个能带的散射作用, 利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk模型, 并通过求解Bogoliubov-de Gennes 方程研究了具有不同类型双能隙系统的量子线/铁基超导隧道结中准粒子的输运系数和隧道谱. 研究表明: 1)在弹道极限时, 随着带间相互作用的增大, s_± 波隧道谱中零偏压附近的平台演变成电导峰; s₊₊ 波的平台演变成凹陷; p波的零偏压电导峰被压低. 2)界面对两个能带的散射作用不为零时, 随着带间相互作用的增大, s_± 波和s₊₊ 波两能隙处的峰值将降低, 而两峰间的凹陷值将变大; p波的零偏压电导峰被压低, 非零偏压电导增大. 3)界面对每个能带的散射, 可使其产生的电导峰变得更加尖锐, 但可压低和抹平另一个带产生的电导峰值. 这些结果对于澄清铁基超导体的能隙结构和区别不同类型铁基超导体有所帮助.     

硅烯/dx2-y2+idxy混合波超导隧道结隧道输运性质研究

运用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论研究了硅烯/dx2-y2 +idxy 混合波超导隧道结的隧穿性质.研究发现:垂直施加的电场、超导配对势的方向角和两种混合波配对能隙的比值Δ1/Δ0 强烈地影响正常反射、Andreev反射和隧穿电导的值;当两种混合波的序参量比值较大时,隧道谱线在外加偏压E =Δ1 处出现谐振峰;系统的隧穿电导、正常反射幅和Andreev反射幅随超导方向角成周期性变化,变化周期为π/2;由于dxy-波的存在,通过改变外加电场可以对隧穿电流加以调控。     

Al/AlO_x/Al超导隧道结的制备工艺研究

研究了在高阻硅衬底上Al/AlO x/Al隧道结的制备技术,采用电子束蒸发制备Al/AlO x/Al三层材料,湿法刻蚀制备底电极和上电极以及电路连线,PECVD法生长绝缘层(SiO2)保护超导隧道结,RIE刻蚀上电极窗口。在400mK温度下测量了Al/AlO x/Al隧道结样品,得到了较好的隧道结I-V曲线,能隙电压Vg为0.325mV,超导临界电流I c为55nA,漏电流为5nA。     

N/I/d波超导体c轴隧道结的微分电导

以方势垒描述绝缘层,对N/I/d波超导体c轴隧道结的微分电导进行了研究.结果表明:在N/I/d波超导体c轴隧道结的隧道谱中存在V型结构、能隙外的凹陷和小的零偏压电导峰.这一结果能很好的解释相关的实验现象.     

STM/STS实验中单电子隧道现象的观测

报道在低温(4.2K)条件下利用STM/STS实验方法对过渡族金属二硫族化合物1T-TaSe₂的观测结果,明确得到了1T-TaSe₂中电荷密度波超晶格以及原子晶格的直观图像,并且给出了有关电荷密度波能隙的隧道谱结果,通过选择高纯度Fc以及不锈钢金属材料作为探针,还得到了单个隧道结构中单电子隧道(SET)效应的实验证据,即“库仑阻塞”(Coulomb blocade)效应,并以此说明STM隧道结中探针表面氧化层对实验结果的影响。     

M2SiO4：Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)的发光性能

合成了系列M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱。从激发谱可以看出:M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)在147,172nm有很强的吸收带。用Mg,Ca完全取代Ba₂SiO₄:Tb³⁺中的Ba,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动。在172nm真空紫外光激发下,观察到M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Tb³⁺和M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)特征发射;在真空紫外激发下,随着M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)中Ce³⁺含量的增加,M₂SiO₄:Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因。     

光学材料折射率和色散的高精度测量技术研究

本文探讨了在一般精度的测角仪器上达到高精度测量折射率和色散的新原理和新方法,这些新原理和方法包括:光学角规补偿法测色散、直角照射法、自准封闭式最小偏向角法。通过实际大量的测量工作证明在1″测角仪(测角精度为3″)和测微望远镜上,上述原理方法都可以达到△n~±3×10~(-6),△(n_λ_1-n_λ_2)~±2×10~(-6)的精度。     

中间层Re的加入对覆膜钡钨阴极性能的改善

研究了一种新型的覆膜钡钨阴极——双层膜(Os-W/Re膜)钡钨阴极.对这种新型阴极的发射性能进行了测试，重点对其老炼前后表面薄膜的微观形貌进行了分析，表明中间层Re膜的加入使覆膜钡钨阴极的性能得到了改善.通过对Os-W双元合金膜钡钨阴极和Os-W/Re双层膜钡钨阴极发射特性的比较，发现Os-W/Re双层膜阴极的直流发射性能好于Os-W合金膜阴极.对两种阴极激活后发射表面的X射线光电子能谱分析表明，Os-W/Re双层膜阴极激活后表面形成的三元合金膜是其发射特性优于Os-W合金膜阴极的主要原因.应用扫描电子显微镜分析比较两种阴极激活老炼后的表面状态，结果表明：Os-W合金膜阴极在老炼一段时间后，其表面薄膜出现开裂，这会导致阴极发射均匀性下降；而Os-W/Re双层膜阴极在同样老炼条件下，发射表面薄膜均匀并保持完整，从而确保覆膜钡钨阴极发射均匀性和工作可靠性. 关键词： 双层膜钡钨阴极 Os-W/Re膜 Os-W膜 薄膜开裂