SIS结参量放大器的模拟器研究

在超导体-绝缘体-超导体(SIS)式的隧道结中,准粒子隧道电流的电抗部分Rej_1在能隙以下随电压的增大急剧地上升,而其电阻部分Imj_1却保持为零。这样,SIS结便表现为一个理想无耗的纯电抗器件,可以用来制作参量放大器。Lee首先对这种器件的性能进行了     

制备高铅量铋系超导体的新方法

高T_c Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体的发现,引起了研究超导材料工作者的极大兴趣,这不仅是因为它不合稀有贵重金属,制材原料便宜,同时,有多种不同名义成分的铋系超导体零电阻温度T_(co)都高于78K,蕴含着宽广的开发研究前景。 在2223相铋系中以约0.35mol的铅置换铋,很易得到108K的超导体,如果以部分氟     

非晶态超导体的2△_0/k_BT_c和声子谱参量

2△_0/k_BT_c值是超导体的电-声子耦合强度的一个量度。作者在以前一系列研究工作的基础上,提出了一个能很好地描述非过渡金属的无序和非晶态超导体的2△_0/k_BT_c行为的公式     

Bi2Sr2CaCu2O8+x单晶本征结制备及特性

在Bi2Sr2CaCu2O8+x单晶上制备了具有台式结构的本征Josephson结, 成功地观察到了本征结特有的电压-电流(I-V)特性曲线, 包括多分支结构、具有低临界电流的表面结以及准粒子分支上的亚能隙结构, 并给出了相应的物理解释. 在30 K时本征结的能隙电压为20 mV. 此外, 内禀结的Ic-T曲线和波对称超导体沿c轴方向Ic-T关系理论计算结果基本符合. 其dI/dV-V关系曲线大致呈V型, 与具有s波配对对称性超导体所呈现的U型的dI/dV-V曲线有明显不同, 体现了Bi2Sr2CaCu2O8+x具有波配对对称性.     

有机超导体

实践告诉我们:自然界中不但个别元素、化合物和合金等无机物质能够变成超导体,而且有机的固体和生物也可能具有超导性。如现已发现的二-四甲基四硒富瓦烯-六氟磷化物(简写为(TMTSF)_2PF_6)就是其中突出的一例。这种有机超导体具有什么样的特     

三元合金异质结InxGa1-xAs/InxAl1-xAs的价带带阶ΔEv值研究

三元合金异质结是异质结器件的重要材料,它广泛应用于微波和光电器件中。如组分x=0.3的合金异质结可用于研制高电子迁移率晶体管(HEMTs)、绝缘栅场效应晶体管(HIGFETs)和谐振隧道二极管(RTDs);组分x=0.53的三元合金异质结广泛应用于光电子的高速光电器件中。在决定量子阱、超晶格电子态的因素中,半导体异质结界面两侧价带带阶△E_v值(即valence-band offsets)是重要的物     

Cu_2BaSn(S,Se)_4薄膜研究进展

Cu_2BaSn(S, Se)_4薄膜是在Cu_2ZnSn(S, Se)_4的基础上发展提出的一类新型半导体材料.具有与Cu_2ZnSn(S,Se)_4相类似的性质特点,如直接带隙、带隙可调(1.5～2.1 e V)、p型半导体特性、大吸光系数、高载流子迁移率和良好化学稳定性等.更重要的是, Cu_2ZnSn(S, Se)_4中Cu和Zn原子半径相似,易出现铜锌位置互换形成反位缺陷.而Cu_2BaSn(S, Se)_4中Ba和Cu的原子半径相差较大,反位缺陷形成能较高,不易形成缺陷.因此通过将Ba取代Zn后形成的Cu_2BaSn(S, Se)_4能缓解反位缺陷和带边拖尾等问题,使得Cu_2BaSn(S, Se)_4成为了替代Cu_2ZnSn(S, Se)_4的可选材料之一.另外Cu_2BaSn(S, Se)_4具有优异的光电特性,使其成为光电领域非常重要的材料之一.本文主要阐述了近几年来Cu_2BaSn(S, Se)_4薄膜的研究进展.包括基本特性,如结构和吸光特性等、各种生长方法的优缺点和在太阳能电池及光电化学等领域的研究进展情况.最后总结并展望了Cu_2BaSn(S, Se)_4的应用前景,为未来的研究提供方向.     

超导量子比特中铝超导隧道结的性能

超导隧道结约瑟夫森结是超导量子比特的基本元件.用双层光刻胶构成悬空掩模,用电子束斜蒸发的方法制备Al/Al2O3/Al隧道结,用一定的氧气气压氧化铝膜作为势垒层.势垒层质量直接影响铝超导隧道结的各项电学参数.深入研究了铝超导隧道结的超导临界电流密度Jc和面积归一化电阻Rc(正常态电阻RN与结面积的乘积)与势垒层生长条件的关系,通过改变势垒层生长的氧分压与氧化时间来控制铝超导隧道结的Jc和Rc,以使此工艺所制备的铝隧道结漏电流小,结参数易于控制,满足制备超导量子比特的要求.     

宇宙线粒子水声效应的探索

一、引言加速器实验已经证实,带电粒子束穿过固体和液体介质时,能产生可探测的声讯号。在液体介质中,对发声机制和声波性质,以及可探测的能量下限进行了许多实验研究。最近几年,宇宙线工作者对该项研究产生了极大的兴趣,DUMAND计划正探索在5千米深海海底建造质量为10~9—10~(11)吨的探测器。利用声学效应或者-效应探测超高能μ介子和中微子产生的级联簇射,进行超高能相互作用和中微子天文学的实验研究。毫无疑问,如能实现     

用平均键能确定异质结价带偏移的准确性研究

我们建议的以平均键能为参考能级的异质结价带偏移△E_v值的理论计算方法已在一系列晶格匹配的异质结的△E_v值的理论计算中获得比一般线性理论方法更准确的结果,几乎达到计算量极大的界面自洽计算方法(也称为非线性理论方法)的准确性.本文对于由AlAs和GaAs构成的AlAs/GaAs异质结的(110)、(111)以及(100)三种不同晶面的(AlAs)_3(GSAS)_3超原胞(简称SL_3),分别采用E_m为参考能级的方法和界面自洽方法进行了理论计算和比较,全面考察SL_3中的平均键能E_m对齐程度与界面结构、界面电荷转移及计算方案的关系,揭示以平均键能为参考能级的△E_v理论计算方法可达到界面自洽方法的准确性的主要原因.     

MgAl-LDH强化Bi单质等离子体光催化性能的机制

通过液相超声辅助组装的方式将铋纳米球(Bi-NPs)均匀负载于层状氢氧化镁铝(MgAl-LDH)纳米片上,成功合成Bi@MgAl-LDH复合光催化剂.该催化剂在光照射下,可通过Bi单质等离子体效应连续高效氧化空气中ppb(十亿体积气体中所含污染物体积)浓度量级的NO(去除效率可稳定在56%).采用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-visDRS)等手段对催化剂物相、形貌、化学组成和光学性质进行了表征分析,结合电子顺磁共振(ESR)氧化自由基捕获实验并采用原位红外光谱技术对光催化氧化NO过程进行动态监测发现,虽然MgAl-LDH作为载体没有与Bi球形成异质结结构,但其表面富含丰富的氢氧根离子,能与Bi球上光激发产生的空穴快速结合,形成·OH自由基;而光生空穴的快速消耗又能降低其与光生电子的复合,增强光电分离,促进超氧自由基形成,通过这两方面的协同作用增强了Bi球对NO的光催化氧化效果.更重要的是,LDH具有独特的水分子记忆效应,在光催化过程中被消耗的氢氧根离子可通过吸附空气中水分而不断补充,促使催化活性的稳定高效.本文的研究结果为Bi单质基等离子体直接光催化降解气相污染物性能强化提供了新的策略,同时对光催化反应机制的研究提出了新的思路.     

非晶态超导体的超导转变温度和Hall系数之间的经验关系

非晶态超导体在高临界参量超导体的研究中具有重要的意义。非晶态超导体的电子性质是一个有待研究的问题,而Hall系数则是材料传导电子数的确切表示。显然,研究非晶金属和合金超导性质与Hall系数之间的关系将有着重要意义。作者系统地研究了非过渡金属和合金的非晶态超导转变温度T_c与其Hall系数R_H以及与相应的液态金属的Hall系数R_(HL)之间的关系,发现T_c与R_H之间存在着一个经验关系:在R_H=-3.5--4.0×10~(-11)m~3/AS之间出现一个T_c最大值,当R_H增大或减小时都伴随着T_c的迅速下降。在非晶态     

金属铝中Si点缺陷的第一原理研究

点缺陷是固体中最简单的一种缺陷,然而固体的许多物理和机械性质都敏感于点缺陷的存在。另外,固体中的其他各种对材料性质起决定作用的缺陷,如线缺陷、面缺陷和空洞等都受到与点缺陷的相互作用的影响。因此,详细地研究点缺陷的性质对理解材料的微观和宏观性质都有重要作用。由于金属铝及其合金在航空航天和电子工业上的重要性,对铝及其合金的研究受到了很大的重视。硅是铝中最重要的杂质缺陷之一。铝-硅合金也是最重要的商业化合金之一(当加入0.01％(重量分数)Na时)。这种合金的微结构和机械性质在少量外来原子加入后得到了很大的改善。     

铝还原氧化钙法制取铅钙、锡钙及锑钙齐

铅钙及锡钙齐可分别供粗铅、粗锡火法精炼除铋之用,铅钙齐也可用于配制轴承合金,锑钙齐可用于蓄电池的制造。借碳化钙(CaC_2)在熔铅中分解以制取铅钙齐是现今通用的工业方法,加入少量铝可以提高碳化钙的利用率和铅中的含钙量。和横山等认为此法的化学反应如下:     

核子-核子相互作用与双重子共振态

近年来在π介子阈能以上核子-核子散射数据中,一个引人注目的现象是在质心能量为2.1—2.45GeV的能区内,核子-核子极化散射总截面△σ_L和△σ_7中有几个宽度为几十兆电子伏的峰,它们被有些人认为是六夸克共振态(双重子共振态)存在的信号。本文以介子交换理论为基础,给出了同时适用于低能和中能的核子-核子相互作用模型,用Padè近似在     

BSCCO超导单晶的正电子湮没研究

一、引言 正电子是研究固体电子结构,固体缺陷和相变的灵敏探针。对超导体而言,BCS理论预言,Cooper对的形成导致k空间占据态的重新分布,从而引起费米面的模糊。理论预计费米面的模糊将使超导态的正电子寿命增加,湮没辐射Dopper展宽能谱的线形参数S下降。     

硝酸钾-氧化铝复合固体电解质在中温区的离子和质子导电性

自 1973年 Liang发现固体电解质的“复合效应”以来,人们相继对许多复合体系进行了研究.复合固体电解质可看成是一个两相混合体,即电导率不太高的离子导体相和高度弥散的绝缘体(如Al_2O_3).复合体的离子电导率常常因复合效应而大大增强.业已提出一些唯象模型来解释这种复合效应,比较典型的是所谓空间电荷层模型,认为离子导体相与绝缘体相之间存在着原子或离子相互作用,从而在两相界面处产生附加缺陷浓度,形成一高电导的空间电荷层.然而有关复合效应的机理目前仍处于定性认识阶段.尽管如此,现已发现某些复合固体电解质可用做中温固体燃料电池、传感器等器件的新型固体电解质材料.例如,已发现Li_2SO_4-Al_2O_3,RbNO_3-Al_2O_3,CsNO_3-Al_2O_3等复合材料在中温区具有相当高的离子电导率;在含氢的环境(如氢浓差电池或氢-氧燃料电池)中质子电导率可达10~(-2)Ω~(-1)·cm~(-1)量级.在原理性燃料电池的实验研究中,用这些材料做固体电解质时,已显示出相当好的放电性能.本文报道关于硝酸钾-氧化铝复合固体电解质材料的结构以及在中温区的离子和质子导电性的研究.1 实验     

有机超导体开始展示前景

现在,研究人员普遍相信高温陶瓷是仅有的合适材料,但是东京大学的日本化学家制取一种化合物在常温下到临界11.4K具有超导性,这种化合物是有机化合物.这个新的化合物方程式是:x-(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2,称为有机自由基-阳离子盐,化合物分子包含一个有机正电荷自由基-阳离子,有一个未成对电子,这个阳离子与一个负离子相连.阳离子由平面环组成,碳原子之间单双键互变,这种固体中可以填充硫、硒或氧原子.     

快重离子在钇铁石榴石中的辐照损伤

能量为1～100 MeV/u的快重离子通过固体材料时主要由两种过程损失其能量,即核碰撞(核能损S_n)和电子的电离与激发(电子能损S_e),且后者的作用远远大于前者,电子能损与核能损之比(S_e/S_n)可达10~3量级。因此快重离子在固体材料中引起的辐照损伤本质上是由电子能损引起的损伤。     

第ⅥA主族元素掺杂Mg-MoS2异质结势垒高度调控

在纳米尺寸的薄膜场效应晶体管中,源极、漏极(金属材料)与有源层(半导体材料)之间的肖特基势垒是制约器件发展的关键因素之一.本文采用密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,通过第Ⅵ主族元素对二硫化钼(MoS₂)的硫原子进行替位掺杂,电子结构分析表明,氧的替位掺杂可以显著降低MoS₂的带隙值.选择功函数值较低的金属Mg,构建氧掺杂Mg-MoS₂异质结,研究发现,界面位置的氧掺杂可以使该异质结由肖特基接触变为欧姆接触.分析结果表明,欧姆接触的形成原因主要来自3个方面:(1)氧的掺杂增大了MoS₂的电子亲合能;(2)未掺杂的Mg-MoS₂异质结禁带中存在金属诱导间隙态,使费米能级被钉扎在禁带中靠近导带底的位置,界面氧掺杂降低了金属诱导间隙态在费米能级附近的强度,使费米能级的钉扎效应减弱而进入导带;(3)界面氧掺杂时,界面电荷转移减少,电偶极矩对Mg-MoS₂异质结相对能级改变的影响减小.本文的研究结果为金属-半导体界面的肖特基势垒高度调控提供了一定的理论指导.