倾斜生长Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜的I-V曲线及快速反应特性

在10mm长、3mm宽的斜切LaA lO3衬底上制备出不同厚度的Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜。对薄膜的I-V特性进行测量,其临界电流密度小于正常生长的Tl-2212超导薄膜。对薄膜通过脉冲方波进行快速反应特性的测量,结果表明:倾斜生长的Tl-2212超导薄膜在一个电压脉冲的作用下,产生宽度仅为μs量级的大电流脉冲,然后变为正常态。这和正常生长的超导薄膜不同,前者没有经过发热和升温的过程。利用这一特性可以制作高速高温超导开关和快速反应限流器等。     

高温超导薄膜生长机理初探

在3×10×0.5mm3的LaAlO3(001)基片上,利用直流磁控溅射生长一层厚度约为700nm的非晶态Tl2Ba2CaCu2Ox先驱薄膜.将先驱薄膜与热处理过的Tl2Ba2Ca2Cu3Oy块材(作为Tl源)一起在720～860℃温度下退火.为了研究薄膜的初期成核情况,退火时间一般为5分钟.利用XRD和完全抗磁性测试方法对样品的成相情况进行研究,结果显示,在薄膜生长的初期,较高的退火温度可以获得较大尺寸的初期生长核,但是退火温度达到860℃时,初期成核的晶粒尺寸变小.     

Tl2Ba2CaCu2O8薄膜高温超导滤波器研制

开发了一种基于模型的高温超导滤波器仿真设计方法和一种紧凑的组群式G型谐振器结构,研制出了用于WCDMA系统上的带宽为20MHz中心频率为1950MHz的8阶高温超导滤波器.该滤波器由Tl2Ba2CaCu2O8薄膜制作而成,制作在LaAlO_3衬底上,尺寸大小仅为26mm×18mm.实测结果显示滤波器的最小插入损耗为0.25dB,带外抑制大于70dB,回波损耗好于-16dB,实测的滤波器带宽、中心频率以及边带陡峭度也与仿真设计结果吻合很好,验证了设计方法和制作工艺的准确性.     

LaAlO3衬底高温超导线性相位滤波器

报道了带宽为10 MHz,80%以上带宽内群时延失真小于20 ns的高温超导线性相位滤波器.该滤波器制作于LaAlO₃衬底上,采用了一种新的谐振器结构以消除寄生耦合的影响,使得滤波器不仅具有很好的线性相位特性,而且具有对称的幅频响应特性.滤波器实测带宽为9.85 MHz,回波损耗约16 dB,带外抑制大于80 dB,群时延失真（80%以上带宽内）约20 ns,其他实测指标也与仿真结果符合很好. 关键词： 高温超导 滤波器 自均衡 线性相位     

并联电阻对串联约瑟夫森结阵列相位锁定的影响研究

利用约瑟夫森结阵列制作毫米/亚毫米微波源的一个重要问题是阵列中约瑟夫森结的相位锁定.本文采用仿真的方法研究了约瑟夫森结RCSJ模型存在并联电阻时的相位锁定问题.研究结果包括约瑟夫森结临界电流的不一致性、McCumber参数和结的个数对能够实现相位锁定的参数范围的影响.结果对于约瑟夫森结阵列作为太赫兹产生和检测应用具有重要意义.     

8mm波段Fabry-Perot谐振腔及其在约瑟夫森结特性测量中的应用

 通过三维电磁仿真技术设计并制作了8mm波段Fabry-Perot谐振腔,并建立起一套Fabry-Perot谐振腔高温超导约瑟夫森结特性测试系统.用它测量了Tl₂Ba₂CaCu₂O₈(Tl-2212)高温超导薄膜双晶约瑟夫森结的毫米波辐照特性,得到高质量的夏皮罗台阶,并与在U形波导测试系统中测得的结果进行了比较,发现利用Fabry-Perot谐振腔测量技术可显著提高外加电磁场与约瑟夫森结的耦合效率,为进一步研究毫米/亚毫米波信号检测、THz波信号源等研究打下坚实的基础.     

Tl,Hg系高温超导薄膜制备研究

介绍了南开大学在实用Tl和Hg系高温超导薄膜方面的研究工作.在Tl系高温超导研究领域, 利用磁控溅射和后退火两步法在LaAlO3,(001)衬底上制备出高质量的TI-1212和TI-2212超导薄膜,超导临界转变温度Tc分别为92 K和106 K;在两步法的基础上,利用两次后退火,得到Tl,Bi-1223超导薄膜,超导临界转变温度Tc可以达到110 K;同时,利用阳离子置换反应技术,在Tl-1212和T1-2212超导薄膜基础上得到Hg-1212超导薄膜,利用Tl-2223超导薄膜作为先驱膜,得到Hg-1223超导薄膜,结果显示,Hg-1212和Hg-1223超导薄膜的临界转变温度Tc可分别高达124 K和132 K.为满足T1系高温超导薄膜的微波应用需求,分别在LaAlO3、蓝宝石、氧化镁(MgO)衬底上制备出2英寸双面Tl-2212超导薄膜,该超导薄膜具有均匀的超导特性,薄膜超导特性优良,为制备高温超导微波无源器件提供了基础.     

YSZ基片上Tl-2212超导薄膜的制备及其特性的研究

本文报道了在(001)掺钇氧化锆(YSZ)基片上生长高质量CeO2缓冲层和Tl-2212超导薄膜的制备方法,以及不同厚度的超导薄膜对其特性的影响.XRD和SEM测试表明,在经过合适条件退火的基片和CeO2缓冲层上,所生长的Tl-2212薄膜具有致密的晶体结构、优良的面内和面外取向.最佳样品的临界转变温度(Tc)和临界电流密度为(Jc)可以分别达到107.5 K和 4.24 MA/cm2(77 K,0 T).实验结果表明,采用该工艺所制备的不同厚度Tl-2212超导薄膜的主要指标能满足开发多种超导器件的要求.     

高温退火对蓝宝石基片的表面形貌和对CeO2缓冲层以及Tl-2212超导薄膜生长的影响

研究了蓝宝石(1102)基片在不同温度和时间下退火时表面形貌和表面相结构的变化,以及它对CeO₂缓冲层和Tl-2212超导薄膜生长的影响.原子力显微镜(AFM)研究表明,在流动氧环境中1000℃温度下退火,蓝宝石(1102)的表面首先局部区域形成台阶结构,然后表面形成叠层台阶结构,随着退火时间的延长,表面发生了台阶合并现象,表面形貌最终演化为稳定的具有光滑平台的宽台阶结构.XRD测试表明,通过高温热处理可以大幅度提高蓝宝石基片表面结构的完整性.在1000℃温度下热处理20 h的蓝宝石 关键词： Tl-2212超导薄膜 蓝宝石 缓冲层     

超导薄膜表面电阻测量新方法

本文报导一种测量高温超导薄膜微波表面电阻的新方法和测试装置.通过对加载两个不同蓝宝石的同一谐振腔进行测试,可以得到测试样品以外所有其它损耗对应的Q值.根据电磁场分布计算出谐振腔的结构参数G.用网络分析仪测量出谐振腔的无载Q值,便可计算出超导薄膜的微波表面电阻Rs.测量过程中既不会损伤超导薄膜样品,同时可以实现单片超导薄膜表面电阻的绝对测量,不需要校准件,测量简便可靠,精度高.