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Josephson结是超导电子学应用的重要元件。自从1986年发现高温超导体被发现以来,人们在高温超导Josephson结的制备、应用上投入了大量工作。本文将介绍我们在制备YBa2Cu3O7-δ(YBCO)自然颗粒晶界结方面所做的工作。同时作为高温超导器件的高频应用之一,本文也将介绍我们在高温超导谐波混频、锁相稳频方面所做的工作。主要有以下三个方面:
1.从Y2O3、BaCO3、CuO粉末开始,通过高温反应实验,制备出了性能稳定的高温超导YBa2Cu3O7-δ块材,Tc达到90.9K。在此基础上制备出了YBa2Cu3O7-δ块状结构的自然颗粒晶界结。测量到了典型的结Ⅰ—Ⅴ特性曲线,观察到了35.5G Hz微波微波辐照下的Shapiro台阶。
2.对我们设计的谐波混频、锁相稳频系统架构进行了详细的说明。在小型制冷机上,采取了一系列降低噪声和加强微波耦合的措施,以混频实验为基础,利用Josephson结完成了锁相稳频实验。
3.在新购置的小型同轴脉冲管制冷机上,除设计了相应的真空系统与混频测量系统以外,还新设计增加了准光学信号耦合部件,目前该系统其有载极限温度达到42K,在停止抽真空的情况下能保持较长时间的温度稳定,降低了系统的噪声,提高了整个实验系统的性能。
研究结果表明,我们可以制备出性能良好的YBa2Cu3O7-δ块材以及自然颗粒晶界结。高温超导Josephson结混频系统工作时所需的低温环境完全可以用小型脉冲管制冷机来实现,高温超导器件的实用化有着良好的前景。