超导太赫兹器件的物理特性表征与相关测试系统搭建

发布时间：2021-07-19 09:53

　　随着超导科技的迅猛发展,有关超导电学器件的研究与应用也在广泛开展。超导体的约瑟夫森效应及其所对应的太赫兹频段的振荡信号使得各种超导器件在太赫兹领域得到广泛应用。为了详细表征超导器件的器件物理特性,评估其性能,我们实验室搭建了本文中的两套测试系统分别对超导器件微波辐射的幅频特性与超导器件超导转变过程中物理特性的变化两个角度进行了测试。太赫兹（terahertz,THz）波是指频率从1011Hz到1013Hz的电磁波,该波段的电磁波光子能量低并且典型脉宽在皮秒量级,这使得其在通信、雷达、天文、医学成像、无损检测、安全检查等领域都具有可观的应用前景。其中,太赫兹检测技术与太赫兹辐射源技术一直是太赫兹领域最重要的研究方向。太赫兹接收机（SIR）一直以来是太赫兹检测技术领域最重要的研究方向。基于基本的超外差接收机架构,通过检测待测太赫兹信号与本地振荡信号混频后的中频输出,可以很好的检测待测太赫兹信号的频谱信息。当前的报道中,基于SIR系统的太赫兹信号检测的信号最窄线宽已经可以达到1 Hz,检测精度非常之高。搭建这样一套系统,对于本实验室发展太赫兹检测技术、检测高温超导BSCCO太赫兹源等样品的辐... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２第一个超导太赫兹集成接收机的基本结构［３４］??“”“”“”

的位移器上，通过控制位移器移动完成对样品的扫描。??扫描过程中通过记录样品电压的改变量ＡＦ，成像结果中每一点图像的颜色??展现出了这一点信号强度的大小。从图１－４中我们可以看到成像结果很好的记录??了样品发生超导转变的全过程。??４??

４?＂?５?＊?ｐ?１?ｙ－?＊?＾?４?＇?＂５?＊?ｓ?＂＾７?＊?８??ｆ｜Ｆ?（ＧＨ？）??图１－３使用ＳＩＲ系统对于ＢＳＣＣＯ太赫兹源的测试频谱［８０］??１．２低温扫描显微镜系统概述??低温扫描显微镜技术在观测超导薄膜元件的局部特性变化上具有很大的作??用。Ａ．?Ｇ．?Ｓｉｖａｋｏｖ［３５］等人于１９９６年首次提出了这项技术，并被用于超导Ｓｎ薄??膜与Ｂｉ－Ｓｒ－Ｃａ－Ｃｕ－０薄膜样品的成像。??这套系统使用一个功率为２?ｍＷ的氦氖激光器作为光源，光斑尺寸约为２??ｐｍ。激光波束被一个０－１００ｋＨＺ的正弦信号调制。位移器的单步位移距离为０．５??ｐｍ，移动范围ｘ和ｙ方向各１０?ｍｍ。实验过程中，将激光固定在…个ｘ－ｙ方向??的位移器上，通过控制位移器移动完成对样品的扫描。??扫描过程中通过记录样品电压的改变量ＡＦ，成像结果中每一点图像的颜色??展现出了这一点信号强度的大小。从图１－４中我们可以看到成像结果很好的记录??了样品发生超导转变的全过程。??４??


本文编号：3290485