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自从本征Josephson效应发现以来,由于其涉及到高温超导材料和结构、Josephson结动力学等多个领域,而且本征结可以用作高频高功率的振荡器,还可以用于混频、量子电压基准等多方面的高频应用,所以本征结的研究一直是国际上研究的热点之一。在国际上,本征结的研究发展已经有近十年的时间,结的制备工艺不断在发展,从理论到技术方面都取得了一定的进展。在国内,我们研究室近几年在含有少数几个结的本征结的研究方面,也取得了一些成果。在我们研究所尤立星研究工作的基础上,我们在本征Josephson结的制备及特性研究方面又做了进一步的工作。主要工作包括:
1)通过反复实验研究,提高本征结制备的成功率及可重复性,完善了制备工艺。我们采用低能离子刻蚀,实现了每分钟和单个结厚度相当的刻蚀速率,由BSCCO单晶成功的实现了含有少数几个结的本征Josephson结的制备。
2)采用四端子的方法测量了本征结在低温下的I-V、R-T等电输运特性以及本征结的电输运特性随温度变化的关系。由于临近效应的影响,使得本征结中的表面结具有不同于内部本征结的特性,对此我们也做了深入的研究。
3)由于热效应、旁路电阻以及准粒子注入等因素的影响,使得本征结的I-V曲线上出现了一些反常的现象。对于这些非常规的现象,我们进行了详细的分析和讨论。
4)对本征结的高频响应以及结与微波辐照之间的耦合进行了研究了。当微波信号通过准光学系统耦合到样品上时,由于样品上存在大面积单晶基底,无法获得有效的微波耦合。我们希望通过对制备工艺的改进,去除样品上的单晶基底,以期可以观测到本征结的高频响应。