文档介绍：摘要

盔占一禅导”瑟夫森效“的发现与研究为超导电子学的发展奠定了坚实
召
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护的基础,也使得整个超导学科面。着更多的机遇与挑战少本文前半部
‘咯
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
在一,等高温超导薄膜上用标准光刻法
分别制作了普通的微桥、,双晶微桥结、
的阵列微桥。在液氮温区下,利用一型示波器对上述的
三类微桥分别进行了卜特性测试,并采用模型对实
验结果进行了理论分析
因约瑟夫森结的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,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参数。
研究了电磁波辐照下微桥结特性的变化,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
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独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行
的研究工作及取得研究成果。据我所知,除了文中特别加以
标注和致谢的地方,论文中不包含其他人已经发表或撰写过
的研究成果,也不包含为获得西北大学或其他教育机构的学
位或证书而使用过的材料。与我工作过的同志对本研究所做
的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
学位论文作者签名秋铸签字日期,年乙月日
第一章引言
第一章引言
年,当荷兰科学家及其助手在莱顿实验室对最难液化
的气体一氦成功地进行液化后,隐藏着大量奥秘的低温世界的大门从此被打
开。同时上帝给予了这些聪明而又有准备的头脑以丰厚的馈赠年汞
的超导现象的发现,年理论的提出,年约瑟夫森效应的预言,
年高温超导材料的突破使得这一学科四次受到诺贝尔奖的青睐。回首
过去的一个世纪,超导研究已经取得了举世瞩目的成就,超导现象在强电方
面的应用取得了突破性的进展,超导电子器件也以其无可取代的优势代替了
部分常规电子器件。如今超导研究已是凝聚态物理中至关重要的一页,它将
随着材料科学、微细加工技术的发展而进步,同时它的发展也将推动其它诸
多领域的发展,使得未来高科技的发展充满了更多的机遇与挑战。
超导材料的发展
纵观超导材料的发展历程, 大致可分为三个阶段
第一阶段年一年这一阶段主要由
发现汞的超导电性发起,此后又相继发现了
等金属单质的超导电性。这些单质的共同特
点是临界温度低其中最低的为钨,,最高的为妮,
二。
第二阶段年一年此阶段是超导材料发展史上
最艰苦的一段, 以致一些极端悲观主义者认为“超导的宴会”已
经结束了。虽然合金型超导材料门类众多,但其临界温度其中
最高的是却一直不能突破超导理论所预言
的的理论极限〔‘,。值得欣慰的是在这一阶段出现了基于超导
材料独特性质的超导电子学· 并且这些合金型的超导材料在超导
电性上的一些优点仍是当今其它任何超导材料所不能比拟的,这
也是为什么一些科研人员在高温超导兴盛的今天仍在不断研究它
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的原因。
第三阶段〔年一当众多超导领域的科研人员慨叹超
导研究就此走向终结时,柳暗花明的一景出现了。年,以
瑞士苏伊士研究中心的和的一篇论文为
起点开始了一浪高似一浪的高温超导热潮。一类功能陶瓷型材料
突破了理论所预言的临界温度的理论极限,尔后,新的高温
超导材料系、系、系、系的超导材料如雨后春笋般
一夜间冒了出来,临界温度的记录一次又一次被刷新。高温超导
材料最根本的特点是它的临界温度超过液氮温度,这一突
破大大降低了其所要求的制冷设备的重量体积及费用, 使得许多
应用都更加切实可行。另外科学家还研究了一些新材料的超导电
性自年
和发现了碳的球状结构后【超导科学家便对这一新材
料的超导电性进行了研究。一些理论认为当碳材料中被注入空穴后
它就具有了导电性如掺入氯化碘杂质后,碳材料可在时产生超导
现象。等成功地使碳材料中的每
个分子平均获得到个空穴,此时材料的超导临界温度达到了
年美国贝尔实验室的科学家将三氯甲烷和三澳甲烷掺入碳分子使
碳分子的超导临界温度由提高到。此外,日本青山大学教授
领导的研究小组年宣布发现了迄今为止临界温度最高的
金属化合物超导体一二硼化镁〔,其超导转变温度为。二硼
化镁晶体属于六方晶系,由硼和镁组成,二硼化镁超导电性的发现,刷新了
年来金属超导体的纪录,为研制低