高温超导约瑟夫森结物理特性的研究

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1、西北大学硕士学位论文高温超导约瑟夫森结物理特性的研究姓名：林涛申请学位级别：硕士专业：凝聚态物理指导教师：贺庆丽2002.5.1●{{．摘要一～0超导约瑟夫森效应的发现与研究为超导电子学的发展奠定了坚实t、。的基础，也使得整个超导学科面临着更多的机遇与挑战。，)本文前半部分简要回顾了超导学科的历史与发展，介绍了约瑟夫森现象并对当前超导电子学的发展做了简洁的说明。本文后三章主要围绕约瑟夫森结的研究进行了以下工作：(1)在VBazCu，O，一x，GdBa：Cu，O，一x等高温超导薄膜上用标准光刻法分别制作了普通的5×5lxm2微桥、5×Spm2双晶微桥结、10×10儿m2的2

2、×4阵列微桥。在液氮温区下，利用SBR一1型示波器对上述的三类微桥分别进行了I—V特性测试，并采用RSJ、RCSJ模型对实验结果进行了理论分析。(2)因约瑟夫森结的RCSJ模型得出的方程为一非线性二阶微分方程，直接给出解析解比较困难，采用龙格库塔法对它进行数值计算，I—V特性曲线的数值计算结果和实验曲线相符，利用两结果的相互比较可得出实验制得的约瑟夫森结的McCumber参数。(3)研究了电磁波辐照下微桥结I—V特性的变化，并对微波辐照和激光辐照的实验结果进行了定性的分析。关键词：约瑟夫森效应、高温超导薄膜、双晶微桥结、龙格库塔法AbstractThediscoverya

3、ndstudyoftheJosephsoneffectnotonlymadeagoodfoundationforthedevelopmentofsuperconductingelectronicsbutalsobroughtmorechancesandchallengestothewholesuperconductivityfield．Inthefirstpartofthisthesis，thehistoryanddevelopmentofthesuperconductorwereintroduced，Josephsoneffectwaspresentedandtheac

4、tualityofthesuperconductingelectronicswasreposed．ResearchonJosephsonjunctionswasreportedinthelastthreechapters，whichincludethefollowings：(1)5×51am2commonmicrobridges，5×5p．m2bicrystalmicrobridgesand10×lOlam22×4armymicrobridgeswerefabricatedonYBa2Cu307一xHTCthinfilmandGdBa2Cu307一xHTCthinfilm

5、separatelywithstandardphotolithographymethod．ByusingSBR-1oscilloscope，DCI-VCHIVESofthethreekindsofmicrobridgeswereobservedatthetemperatureofliquidnitrogen．RSJmodelandRCSJmodelwereusedtoanalyzetheresultsofourexperiments．(2)BecausetheequationoftheRCSJmodelofsuperconductingJosephsonjunctions

6、wasanonlinearsecond—orderequation，itwasdifficulttogiveitanalysissolutions，SOtheequationwassolvedbyusingRunge—Kuttamethod．Thecurrent—voltagecharacteristicsoftheJosephsonjunctionsobtainedfromnumericalcalculationwereinaccordwiththeresultsofourexperiments，andMcCurnberparametercouldbededucedfr

7、omthecomparisonofthetwo(3)TheI-Vcharacteristicsofthemicrobridgesundertheradiationofelectromagneticwavewerestudied，andtheexperimentalofmicrowaveradiationandlaserradiationwerediscussedqualitatively．Keywords：Josephsoneffect，hightemperaturesuperconductingfilm，bicrystalm