【摘 要】
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近年来,由高温超导材料(Bi_2Sr_2Ca Cu_2O_8单晶)制备而成的超导太赫兹辐射源因为连续波辐射、频率连续可调、频段适中等独特的性质备受关注,同时超导太赫兹辐射源也有希望投入实际应用,从而促进太赫兹技术的发展。在对超导太赫兹辐射源的器件特性表征中,辐射功率和辐射频率是两个非常关键的因素。然而,提高辐射频率的主要方法是改善器件的导热条件。从这个角度出发,本文研究了Gold-BSCCO-Go
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近年来,由高温超导材料（Bi2Sr2Ca Cu2O8单晶）制备而成的超导太赫兹辐射源因为连续波辐射、频率连续可调、频段适中等独特的性质备受关注,同时超导太赫兹辐射源也有希望投入实际应用,从而促进太赫兹技术的发展。在对超导太赫兹辐射源的器件特性表征中,辐射功率和辐射频率是两个非常关键的因素。然而,提高辐射频率的主要方法是改善器件的导热条件。从这个角度出发,本文研究了Gold-BSCCO-Gold结构超导太赫兹辐射源电极厚度对器件导热的影响,利用COMSOL Multiphsics软件对不同厚度的辐射源样品进行了焦耳热多物理场耦合仿真。仿真结果发现较厚的下电极样品有更好的导热效果,同时辐射源器件也会有更高的工作电压,这也意味着我们可以检测到频率更高的太赫兹辐射。作为研究太赫兹辐射源辐射特性的重要仪器低温扫描激光显微镜系统,本文采用了波长更短的激光器和光路系统来搭建显微镜系统,成功提升了显微镜的分辨率,意味着我们可以检测尺度更小的器件。并且,由于激光工作在可见光波段,我们可以将其应用在一些有光电效应的电学器件上,例如Si纳米线太阳能电池。我们利用COMSOL仿真软件,研究了径向硅纳米线激光吸收率高的原因,通过与光电显微镜实验的结果对比,发现激光在纳米线外壁之间的多次散射会造成纳米线对光信号的重复吸收,从而提高了纳米线的光吸收率和光生载流子浓度。此外,为了提高超导器件测量系统的灵活性和便携性,我们使用线性分置式斯特林制冷机,设计并搭建了小型高温超导器件测试系统。通过紧凑的系统设计,我们不仅获得了50 K的最低工作温度,而且该系统只需要7 min就可以从室温降至75 K。通过自主搭建的测试系统和测试程序,我们成功进行了BSCCO辐射源的电学特性测量。
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