超导纳米线单光子探测器研究新进展

现代科学技术已经发展到利用单个光子的量子态载运信息和进行计算.因此,高效、灵敏地探测单个光子是量子计量、量子通信、非线性光学等量子信息科学研究中最基础的技术之一.超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种新型单光子检测器,具有暗计数低、探测速率高、检测频谱宽等优点,在众多领域存在潜在应用.本文概述了超导单光子探测器的工作机制和理论模型,重点介绍了兼容4inch硅工艺的SNSPD器件的关键技术工艺,如器件设计、材料结构、制备工艺和封装技术等.研制的超导单光子探测器,在1550nm波段,系统的单光子检测效率最高达到75%,暗计数小于100cps,与国际最好水平相当.在不断提高SNSPD性能研究的同时,还开展了利用SNSPD进行光子数分辨的研究,以及将其应用于光时域反射仪(OTDR)中,进行长距离光纤状态的分析和检测研究.     

Nb_5N_6 microbolometer太赫兹检测器

随着太赫兹科学技术的快速发展,太赫兹检测器件的性能也在不断提高,为微弱信号的检测和太赫兹成像奠定了坚实的基础.本文针对Nb5N6薄膜材料,研制了Nb5N6microbolometer阵列芯片及其基于这种芯片的太赫兹准光型接收机.单个Nb5N6 microbolometer的直流电压响应最高达760V/W,对应的直流噪声等效功率(NEP)为1.3×10-11 W/√Hz.在实际系统中,由串联结构的Nb5N6 microbolometer构成的准光接收机,光学电压响应率高达428V/W,对应的光学噪声等效功率(NEP)为2.3×10-11 W/√Hz.Nb5N6 microbolometer太赫兹检测器室温工作、工艺简单、检测灵敏度高,响应时间快,便于集成超大规模阵列,为太赫兹信号检测提供了一种有效的途径.     

YBa2Cu3O7-δ 微桥中的准粒子注入

对₂Cu₃O_7-δ(YBCO)微桥中准粒子注入进行了讨论, 利用几种注入模型, 演示了准粒子注入效应、电流叠加效应和热效应, 得到了准粒子注入下的电流增益及其与温度的关系, 对YBCO的超导微桥的临界电流实现了压缩, 并提出了一种新的注入模型.     

快速单磁通量子伪随机码发生器

讨论了快速单磁通量子（ＲＳＦＱ）电路的基本原理和特性。对伪随机码发生器相关的非门、异或门、移位寄存器等３个ＲＳＦＱ逻辑门电路进行了设计,给出了它们的工作原理和特性。对ＲＳＦＱ伪随机发生器进行了仿真计算,并与ＭＡＴＬＡＢ建立的数学模型结果相比较,表明设计是合理的,达到了预期的效果。     

元素间距对于大型扫描天线阵互阻抗效应的影响

本文研究大型扫描天线陣中诸元素间排列距离对於互阻抗效应的影响。对於几种排列方案所作的計算表明,利用不均等的元素間距可以在一定程度上控制天綫元输入阻抗随着扫描角的变化規律。这可能是解决互耦困难的一种途徑。     

Bi2Sr2CaCu2O8+x内禀结在毫米波段的谐波混频

报道了Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏ８＋ｘ内禀结在毫米波段的谐波混频。在３ｍｍ波段上,谐波次数达５０次。还给出了谐波混频中直流偏置和本征功率与中频输出功率的关系曲线,并对实验结果作了初步讨论。     

准光技术改善Josephson结与毫米波的耦合

在高温超导Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结混频器的研究中,要获得较好的性能指标,结与毫米波源的耦合能力是很重要的参数。研究如何提高这种耦合能力,在实际应用中有着十分重要的意义。为此,我们用准光学原理,设计了ＬＡＯ介质透镜系统,以ＹＢＣＯ台阶结为检测地,分别测量了在增加了该系统前后,相同的毫米波功率为Ｊｏｓｅｐｈｏｓｎ结零台阶电流的压缩情况。     

超导量子比特的物理实现

量子信息和量子计算有可能给人类带来新的革命性发展．超导量子比特作为实现量子计算的方案之一,以其低耗散,大设计加工自由度,易规模化等优点而备受注目．文中对超导量子比特的基本原理及发展前景作了简要综述,并介绍了作者的研究进展．     

液氮温度下陶瓷桥中两个K_α波段信号的约瑟夫逊频率混频

一、引言 液氦温区的约瑟夫逊混频器已有许多作者进行了研究,表明了它具有较低噪声、较高变频效率和较宽频带的优点,在毫米波、亚毫米波段的接收方面受到了广泛的重视,但由于它要在极低温下工作,而在应用上受到限制。近来液氮温区超导材料的出现,为超导器件在电子学方面的广泛应用提供了可能。     

酸刻法制备Bi2Sr2CaCu2O8+x本征结

采用一种基于Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+x单晶制备约瑟夫逊本征结的新方法——酸刻法制备本征结. 通过盐酸腐蚀的方法, 可以构造出本征结的台式结构(mesa), 同时使周围的单晶呈绝缘性. 通过选择合适的盐酸浓度, 保持了单晶表面一定的平整度, 以方便继续做顶电极. 采用四端子法测量了样品的低温电流(I)-电压(V)特性, 通过改变盐酸浓度以及浸泡时间, 可以实现对结数目的控制, 并且使mesa的厚度和单晶反应层的平均高度相一致.