Nb／AlO_x／Nb约瑟夫森结阳极氧化的实验研究

本文描述在ＣＯＲＮＩＮＧ７０５９玻璃衬底上用磁挖射频溅射法制备Ｎｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂ约瑟夫森结的质量和工艺条件的相关规律。由Ｘ荧光测量和扫描电镜观测，分别研究膜的Ａｒ浓度ＣＡｒ与偏压Ｖｂ的关系和膜的表面形貌与结构。并对Ｖｂ和气体压力ＰＡｒ对膜应力和结构的影响作探讨．对Ｎｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂ约瑟夫森的介面及各种氧化参数的影响研究发现：膜的厚度、氧化温度、层序、薄的自然氧层的存在等因素对介面的质量有大的影响。通过对体现结特性的阳极氧化电压谱图的测量比较，我们确认介面的陡度与结的质量相关，即与超导特性相关。ＡｌＯｘ阻挡层的Ａｌ层厚度的最小最佳值为０．７ｎｍ。     

Nb／Al／Nb多层薄膜介面的探讨

本文报导Ｎｂ／Ａｌ／Ｎｂ多层薄膜的阳极氧化实验和其电压谱图技术。并着重分析谱图上Ａｌ／Ｎｂ介面凹谷随Ａｌ膜厚度变化的现象及其产生的原因。     

Nb／Al／Nb层薄膜介面的探讨

本文报导Ｎｂ／Ａｌ／Ｎｂ多层薄膜的阳极氧化实验和其电压谱图技术，并着重分析谱图上Ａｌ／Ａｂ介面凹谷随Ａｌ膜厚度变化的现象及其产生的原因。     

用标记 Xe~+ 及背散射分析研究 Nb 的阳极氧化机理

用离子注入不同深度Ｘｅ原子标记法和卢瑟福背散射分析技术、Ｘ射线谱、Ａｕｇｅｒ电子谱法分析研究了Ｎｂ在质量分数ｗ为５％柠檬酸铵溶液中阳极氧化成膜机制，计算了不同阳极氧化电压下离子迁移数。结果表明阳极氧化膜主要是由于Ｎｂ离子和Ｏ离子相向迁移，随着阳极氧化电压的升高，生成氧化膜的区域向外（溶液侧）迁移，氧化膜的成分是Ｎｂ２Ｏ５。     

隧道量子对称结的制备工艺、特性和Swihart模

本文研究隧道量子对称结的制备工艺和阳极氧化电压谱图特性（ＡＶＳ），发现亲近效应消失，高质量结在势垒厚度大于７ｎｍ时获得。同时推演了结的Ｓｗｉｈａｒｔ模，讨论并代入参量计算比较，证实结内Ｓｗｉｈａｒｔ模的必然存在     

铝合金阳极氧化薄膜热膨胀性能测试分析

介绍两种利用Ｘ射线测试铝合金阳极氧化薄膜热膨胀系数的原理和方法（阳极氧化薄膜通常由非晶态的Ａｌ２Ｏ３及部分晶态Ａｌ２Ｏ３组成）．一种方法为将氧化膜制成粉末,利用晶态Ａｌ２Ｏ３中衍射晶面的面间距和温度之间的线性关系导出Ａｌ２Ｏ３的热膨胀系数;另一种方法为测出一定厚度的整体样品（氧化膜和基体完整结合）中氧化膜中存在的热应力,利用相应的公式导出氧化膜的热膨胀系数．对两种方法得到的数值差异进行了分析．     

Effect of TPD:CuPc LB Films as Electron Blocking Layer on EL Emission

ＴＰＤ：ＣｕＰｃＬＢ薄膜作为电子阻挡层被引入到ＩＴＯ／ＴＰＤ：ＣｕＰｃ／Ａｌｇ：ＤＣＭ１／Ａｌ电致发光器件中的ＰＰＶ和Ａｌｑ：ＤＣＭ１层之间。不含任何ＴＰＤ：ＣｕＰｃ层或仅含单层ＴＰＤ：ＣｕＰｃ且在较高直流电压（≥８Ｖ）驱动下的器件,它们的发射光谱同时来自ＰＰＶ（５１３ｎｍ）和Ａｌ：ＤＣＭ１（５９１ｎｍ）。相反,当含单层ＴＰＤ：ＣｕＰｃ的器件在较低电压驱动下（＜７Ｖ）或含双层ＴＰＤ：ＣｕＰｃ的器件均具有５９１ｎｍ的发射峰值,这表明在此类器件中Ａｌ：ＤＣＭ１作为电子转移型的发光层而ＴＰＤ：ＣｕＰｃ则作为能有效地阻挡电子的电子阻挡层,因而我们可以通过调整载流子阻挡层的厚度来精确地控制载流子的复合区域从而得到不同的电致发光光谱     

阳极氧化制备铝磁性膜的研究

对用阳极氧化技术制备铝磁性膜进行了实验研究；用扫描电子显微镜、Ｘ射线光电子谱法、卢瑟福背散射谱法等表面分析手段对Ａｌ磁性膜的形貌、大小、厚度以及磁性膜中的元素分布作了分析。实验表明，Ａｌ以Ａｌ２Ｏ３形态存在，Ｃｏ离子主要沉积于铝膜微孔底部。并测量了不同工艺条件下磁性膜的矩形比     

多元合金异质结In_xGa_(1-x)As/In_xAl_(1-x)As的价带偏移

采用ＬＭＴＯ－ＡＳＡ能带计算方法，研究三元合金ＩｎｌＧａ４－ｌＡｓ４和ＩｎｌＡｌ４－ｌＡｓ４（ｌ＝０，１，２，３，４等五个有序态）的能带结构和平均键能Ｅｍ；在此基础上，将原子集团展开与平均键能方法结合起来计算了ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＩｎｘＡｌ１－ｘＡｓ异质结的价带偏移ΔＥｖ（ｘ）值．研究表明：该异质结的ΔＥｖ（ｘ）值随合金组分ｘ的变化接近于线性；ΔＥｖ（ｘ）的理论计算值与实验结果相当符合．     

电解水Ni析O_2电极的研制

在ＫＣｌ稀溶液中用不对称方波脉冲电流氧化Ｎｉ阳极,改变了电极表面性质,增大了电极表观面积。常温下,电流密度２０００Ａ／ｍ２电解３０％ＫＯＨ水溶液时,脉冲电流氧化的Ｎｉ阳极析Ｏ２超电势比普通Ｎｉ阳极下降２６０ｍＶ。     

Fabrication and characteristics of intrinsic Josephson junctions in Bi<Subscript>2</Subscript>Sr<Subscript>2</Subscript>CaCu<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>8+x</Subscript> single crystals

Mesa-structured intrinsic Jospehson junctions are fabricated in Bi2Sr2CaCu2O8 x single crystals.Typical current-voltage characteristics of intrinsic Josephson junctions are observed .which include multiple quasi-particle branches,surface junction with critical current lower than those of inner junctions.and subgap structures on quasi-particle branches,The corresponding physical explanations are also given .The energy gap voltage of the intrinsic Josephson junctions at 30 K is about 20mV Besides,The measured Ic-T relationship agrees quite well with the theoretical computations based on dx′-y′-wave superconductor.Our measured dI/dV-V relationship shows the V-shaped gap structure,obviously differing from the U-shaped gap structure of the s-wave superconductor.     

Character and fabrication of Al/Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>/Al tunnel junctions for qubit application

The superconductive Josephson junction is the key device for superconducting quantum computation. We have fabricated Al/Al2O3/Al tunnel junctions using a double angle evaporation method based on a suspended shadow mask. The Al2O3 junction barrier has been formed by introducing pure oxygen into the chamber during the fabrication process. We have adjusted exposure conditions by changing either the oxygen pressure or the oxidizing time during the formation of tunnel barriers to control the critical current density Jc and the junction specific resistance Rc. Measurements of the leakage in Al/Al2O3/Al tunnel junctions show that the devices are suitable for qubit applications.     

SINIS结的电流-位相关系

本文以推广了的Jacobson方法在小电流的假设下导出了SINIS势阱结的电流-位相关系。在所谓临界厚度下它退化为通常的正弦函数关系,其临界电流对温度和结区厚度的依赖关系兼有了SIS和SNS结的某些重要性质。由于该结有较好的耦合能力,故可期望替代SNS结做某些实际应用。     

The a.c. and d.c. Josephson effects in a Bose-Einstein condensate

The alternating- and direct-current (a.c. and d.c.) Josephson effects were first discovered in a system of two superconductors, the macroscopic wavefunctions of which are weakly coupled via a tunnelling barrier. In the a.c. Josephson effect, a constant chemical potential difference (voltage) is applied, which causes an oscillating current to flow through the barrier. Because the frequency is proportional to the chemical potential difference only, the a.c. Josephson effect serves as a voltage standard. In the d.c. Josephson effect, a small constant current is applied, resulting in a constant supercurrent flowing through the barrier. In a sense, the particles do not 'feel' the presence of the tall tunnelling barrier, and flow freely through it with no driving potential. Bose-Einstein condensates should also support Josephson effects; however, while plasma oscillations have been seen in a single Bose-Einstein condensate Josephson junction, the a.c. Josephson effect remains elusive. Here we observe the a.c. and d.c. Josephson effects in a single Bose-Einstein condensate Josephson junction. The d.c. Josephson effect has been observed previously only in superconducting systems; in our study, it is evident when we measure the chemical potential-current relation of the Bose-Einstein condensate Josephson junction. Our system constitutes a trapped-atom interferometer with continuous readout, which operates on the basis of the a.c. Josephson effect. In addition, the measured chemical potential-current relation shows that the device is suitable for use as an analogue of the superconducting quantum interference device, which would sense rotation.     

利用Fabry-Perot谐振腔和介质谐振天线实现约瑟夫森结阵列的自辐射

本文提出了一种利用Fabry-Perot谐振腔和介质谐振天线,同时集成偶极天线阵实现约瑟夫森结阵列自辐射的方法.在介质基片上制作集成偶极天线阵的双晶约瑟夫森结阵列,并将其嵌入到Fabry-Perot谐振腔内.将基片作为一介质谐振天线,使其与Fabry-Perot谐振腔谐振在同一频率下,从而通过高频电磁耦合机制实现结之间以及结与外部微波电路之间的耦合.文中分别进行了数值仿真和实验研究.对一个包含166个双晶约瑟夫森结的结阵列进行了液氮温度时的测试,在片外（off-chip）检测到了75.2GHz,10pW的辐射信号,与仿真结果吻合.该方法为基于约瑟夫森效应的太赫兹（THz）源提供了一种可能.     

f波超导体/绝缘层/f波超导体结中势垒散射对直流Josephson电流的影响

通过计算界面势垒散射强度对直流Josephson电流的影响,研究了f波超导体/绝缘层/f波超导体结的直流Josephson电流与温度T和结两侧晶轴方位角之间的关系.我们发现:f波超导体/绝缘层/f波超导体结界面的势垒强度总是抑制结中准粒子的Andreev反射,降低流过f波超导体/绝缘层/f波超导体结的直流Josephson电流.当结两边晶轴方位角相同时,Josephson电流的振荡周期是2π;特别地,当结两边晶轴方位角不同时,其振荡周期不再是2π,而是会随着势垒强度的增大,振荡周期变小.     

含磁性非磁性金属插入层磁隧道结的隧穿特性研究

讨论了一种新型FM1/NM/FM/I/FM2磁性隧道结,该隧道结结构可获得高质量的I层,从而具有重要的应用价值.利用Slonezewski的自由电子模型和转移矩阵方法,对这种隧道结中的隧穿电导(TC)和隧穿磁电阻(TMR)与NM、FM层的厚度以及和势垒高度的关系进行了研究.同时还通过和FM1/NM/I/FM2型隧道结的相应结果的比较讨论了FM层在FM1/NM/FM/I/FM2磁性隧道结中的作用.     

不对称s波超导体/绝缘层/s波超导体结的直流Josephson电流

在不对称s波超导体/绝缘层/s波超导体Josephson结(s/I/s)中,考虑结界面粗糙散射情况下,运用Bogoliubov deGennes(BdG)方程和Furusaki Tsukada(FT)的电流公式计算准粒子的输运系数及s/I/s结的直流Josephson电流.研究表明,结界面的通常势垒和粗糙散射均抑制结中准粒子的Andreev反射,降低了流过s/I/s结的直流Josephson电流,直流Josephson电流I随温度T的变化关系与结两侧的对称性有关.     

Co/Al2O3/FeNi隧道结的中间层厚度对其输运特性的影响

制备了不同Al2O3厚度的Co／Al2O3／FeNi隧道结，并在77K温度下测量了其输运特性。发现随着厚度的增加，TMR下降。但是当Al2O3厚度降为2nm时，磁电阻不再出现典型的双峰曲线，而是呈现高阻和低阻两个状态。测量了隧道结的TMR随外加电压的变化、伏安特性曲线、电阻随温度的变化曲线，综合所有因素，在文中制备条件下，Al2O3厚度为4nm时，隧道结性能最好。