超导隧道结中的电流相位关系

计算了等自旋配对超导隧道结中的直流Josephson电流.结果表明,当两侧超导体中配对势的轨道对称性分别属于磁点群D₄的A不可约表示和 ²E不可约表示的情况下,电流相位关系是I∝sin4φ. 关键词： 超导隧道结 Josephson电流     

全电流超导隧道结电子模拟器

本文描述的电子模拟器完整地模拟了超导隧道结中的各项隧道电流,它包含了频率、温度和超导能隙的影响,并考虑了非线性准粒子电阻和电抗项的作用.论文简述了电子模拟器的基本原理、电路,给出了恒压源与恒流源两种偏置条件下的直流与交流 I-V 特性,还得到了上述两种偏置条件下的约瑟夫逊台阶及光子辅助的准粒子隧道效应台阶等高频行为.     

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.     

T=0.72Tc全电流超导隧道结电子模拟器

本描述了电子模拟器模拟了工作温度Ｔ＝０．７２Ｔｃ时超导隧道电流，它不仅包含了频率，能隙以及非线性准粒子隧道电流中电阻和电抗项的作用，还考虑了非零温度的影响。给出了恒压源与恒流源偏置条件下的直流与交流Ｉ－Ｖ特性，还给出了上述两种偏置条件下约瑟夫孙台阶及光子辅助的准粒子台阶与外加交流电压及频率间关系。     

DC与AC激励超导隧道结阵发性混沌研究

本文利用全电流超导隧道结电子模拟器研究了ｄｃ与ａｃ电流激励下超导隧道结阵发性混沌。在固定外加ａｃ激励信号频率、幅度和滞后参数的条件下，改变ｄｃ偏置，用示波器显示了周期解，次谐波解与混沌解时的相空间轨迹（φ－ｃｏｓφ）以及对应的结两端电压的瞬时波形图（φ－ｔ）。初步阐述了阵发性混沌的性质及通向这一模式的道路。     

超导Josephson隧道结性能和超导量子比特电路的设计方案

超导Josephson隧道结是实现超导量子比特的基本元件。利用悬空掩膜和电子束斜蒸发相结合的工艺方法制备Al/Al2O3/Al超导Josephson隧道结,并且系统研究了底电极、上电极薄膜的厚度及氧化参数等工艺条件与隧道结超导电流密度Jc和面积归一化电阻Rc的关系。设计测量了三种方案的超导量子比特电路,通过对参数和结构的优化测出了较理想的量子比特(qubit)信号。     

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.     

一种微波源驱动的超导HEB太赫兹直接检测器北大核心CSCD

本文介绍了一种基于超导氮化铌(NbN)热电子测辐射热计(HEB)的太赫兹(THz)直接检测器,创新性地采用易调控的微波驱动方法,使其偏置在最佳工作点,得到了在4.2K的工作温度下、0.65THz频点的噪声等效功率(NEP)为1.6pW/Hz^(1/2).相比传统加热驱动的方法,微波驱动更易调控,有利于构建阵列读出电路,还可减少功耗等.由于该检测器响应速度快、灵敏度高的特点,有望应用于快速THz成像和脉冲信号检测等系统.     

超导非平衡隧道结隧道特性的理论研究

本文利用动力学方程研究了超导非平衡隧道结的I(V)特性,理论计算结果与双隧道结实验的测量结果能够很好符合。通过理论与实验的比较,我们得到了Al膜中电声子相互作用下的准粒子特征时间和声子俘获因子,同时表明,对于Al膜,电子-电子直接相互作用对于准粒子的弛豫起重要作用,而声子的逃逸时间是随着声子能量增大而减小的。     

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。     

高Tc氧化物晶界结

高温超导氧化物的晶界形成超导Josephson弱连接，人工制作的晶界（例如双晶衬底上外延生长高Tc超导薄膜形成的晶界）是弯曲的小折线，即晶界小面化了，超导序参数d波对称性和晶界小面化对晶界结的性质有重要影响，文章综述了近几年来国际上在有关方面的研究动态，。     

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.     

单光子超导探测器

利用超导铌及绝缘隧道阻挡层构成的器件可在２００～５００ｎｍ波长范围内以２．５ｋＨｚ的速率探测单个光子，其本征光谱分辨率为４５ｎｍ，量子效率可达５０％．     

磁性隧道结Ni80Fe20/Al2O3/Co的制备和物性

用等离子体氧化形成绝缘层的方法,重复性地制备出了Ｎｉ８０Ｆｅ２０／Ａｌ２Ｏ３／Ｃｏ磁性隧道结。样品的隧道磁电阻（ＴＭＲ）比值在室温下最高可达６．０％,翻转场（ｓｗｉｔｃｈ ｆｉｅｌｄ）可低于８００Ａ／ｍ,平台宽度约２４００Ａ／ｍ。结电阻的变化范围从几百欧姆到几百千欧。     

绝缘层方势垒影响下N-I-d波超导体结的隧道谱

以方势垒描述N-I-d波超导体结中绝缘层对准粒子输运的影响,通过求解Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,利用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论,计算了N-I-d波超导体结的隧道谱.研究表明:(1)绝缘层厚度在不同纳米量级下的隧道谱形状各异,即便其厚度处在同一纳米量级上,彼此间仅相差零点几个纳米,电会导致微分电导随偏压的变化关系迥异,这为解释高Tc氧化物超导体的相关实验现象提供了更多的可能性;(2)粒子的入射角和绝缘层的势垒值对零偏压电导峰有显著影响.     

本征Josephson结的表面结的特性研究

在用Bi2Sr2CaCu2O8 δ(BSCCO)单晶制备本征结时,最上面的Cu-O层由于受到所沉积的金属层的影响,其超导性能将发生退化,从而使得表面上两个邻近的Cu-O层形成的表面结具有不同于内部本征结的性质.我们对表面结的I～V、Ic'～T、R～T等电运输特性进行了分析和研究,发现表面结的临界温度Tc通常都比较低,而且临界电流随温度的变化关系也不同于正常本征结.并且利用旁路电阻的方法,成功观察到了被旁路后表面结的ac Josephson效应.     

绝缘层方势垒影响下N/I/自旋三重态p波超导体结的隧道谱

以方势垒描述正常金属/绝缘层/自旋三重态p波超导结中绝缘层对准粒子输运的影响,通过求解Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,利用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论,计算了p波超导结的隧道谱.研究表明:(1)绝缘层厚度的增加,可导致自旋三重态p波超导结隧道谱中出现亚能隙共振峰...     

基于新型开关表的超导储能系统直接功率控制

本文基于直接功率控制技术的原理及其在超导储能系统的应用,通过分析开关矢量在不同扇区中对有功及无功功率的作用,提出一种新的开关表.在此基础上,利用仿真技术分析并比较了传统方法直接功率控制和基于新开关表的直接功率控制的性能.结果表明:基于新的开关表的直接功率控制技术可以改善超导储能直接功率控制系统的性能,非常适用于电压型超...     

超导单光子探测技术

单光子探测是弱光测量技术的核心,在量子信息、物理、生物、化学和天文学领域具有关键性的作用。传统以光电倍增管或雪崩二极管为基础的单光子探测器的低灵敏度和高暗计数限制了信噪比的提高,低计数率限制了测量速度和动态范围。本文综述了以超导材料作为光敏感器件的单光子探测技术,其量子效率、暗计数率和计数率远高于传统的单光子探测器,它们的出现势必给单光子测量相关学科带来巨大影响。     

超导线圈的失超检测

通过对国内外各种失超检测方法优缺点的比较,本文选取有源功率检测法来实现超导线圈的失超检测,并针对超导线圈电感值相等和电感值不等两种情况对有源功率失超检测电路进行了改进以及实验验证.结果表明,该失超检测方法能够及时准确的检测到失超信号,为超导线圈的失超保护提供了可靠的前提条件.