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超导Josephson结直流I-V特性的数值计算

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计算物理 2006年第1期23卷 98-102页

作者：张军琴杨银堂贺庆丽娄利飞桂智彬西安电子科技大学微电子学院宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室陕西西安710071 西北大学物理系陕西西安710069

为了研究超导Josephson结的性质,选用四阶龙格-库塔法对rsj模型下单个Josephson结及其阵列以及微波辐照下Josephson结的直流I-V特性进行了数值计算,并将模拟结果与实验结果进行了比较.

关键词： Josephson结 rsj模型微波辐照阵列

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Josephson结的非线性特性研究

低温与超导 2009年第4期37卷 45-47,56页

作者：崔雪梅郑真秀韩国忠北大学校自然科学大学物理系清州361763 延边大学师范学院延吉133002

采用线性稳定性分析方法,对Josephson结rsj模型和RCSJ模型的等效电路进行非线性特性研究,并给出了I-V特性曲线,观察到滞回现象。

关键词： Josephson结非线性特性 rsj模型 RCSJ模型

面向超导转变边缘探测器高精度可控电流源的研究

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面向超导转变边缘探测器高精度可控电流源的研究

作者：姜稣仆中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)

学位级别：硕士

超导转变边缘探测器是硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitio N rate XFEL and Extreme light facility,简称“SHINE”)中部署的探测器之一,是灵敏度极高的一类低温超导探测器,广泛应用于引力波探测、毫米波观测、X射线能谱... 详细信息

超导转变边缘探测器是硬X射线自由电子激光装置(Shanghai HIgh repetitio N rate XFEL and Extreme light facility,简称“SHINE”)中部署的探测器之一,是灵敏度极高的一类低温超导探测器,广泛应用于引力波探测、毫米波观测、X射线能谱测量,暗物质测量等领域。超导转变边缘探测器的核心是超导转变边缘传感器(Transition Edge Sensor,简称“TES”)及低温读出电路超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Device,简称“SQUID”)。TES与SQUID正常工作时都需要外部电源提供偏置电流使其维持在正常态和超导态的临界点即超导转变边缘。低温器件十分灵敏,偏置电流幅度的涨落将直接影响探测器的精度和稳定性。常规实验室常使用干电池与精密电阻结合的方式或采用可编程电源进行供电,但是这些方式存在灵活性差、体积大、通信能力弱以及不稳定等缺点。本文通过分析TES和SQUID对偏置电流的需求,结合程控电源的特点,设计实现了一种以PGA900芯片为核心,可以产生和检测μV/μA量级微弱信号的高精度低噪声的小型化数字电源模块。整个模块电路尺寸小于20mm,其电压输出精度可以达到0.1μA,已成功为TES和SQUID提供偏置电流供电,并应用于DC-SQUID串联阵列的直流特性测量。为了更好地分析DC-SQUID串联阵列的直流特性,本文建立了适用于DC-SQUID串联阵列的直流关系方程,该方程以Josephson结的rsj模型为基础,通过求解等效福克-普朗克方程,获得了高斯白噪声影响下DC-SQUID串联阵列直流特性的解析表达式,准确解出了DC-SQUID串联阵列的具体参数。本文所设计的电流源模块具有广泛的用途,不仅应用于TES和SQUID,而且还可以在其他更多的领域发挥重要作用,例如物理实验、小信号测量,精密仪器供电等。本文推导出了适用于DC-SQUID串联阵列的电路模型和解析方程,为今后DC-SQUID串联阵列的测试和筛选提供了理论依据。

关键词：硬X射线自由电子激光装置 TES SQUID 程控电源 rsj模型

高温超导约瑟夫森结物理特性的研究及其数值计算

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高温超导约瑟夫森结物理特性的研究及其数值计算

作者：张军琴西北大学

学位级别：硕士

超导体最直接的应用是无电阻传输大电流，最神奇的部分则是以约瑟夫森效应为基础的超导电子学技术。而约瑟夫森结是超导电子学的关键元件，是超导量子干涉仪(SQUID)和其它超导器件的基础，所以研究约瑟夫森结的性质对超导的发展及其应... 详细信息

超导体最直接的应用是无电阻传输大电流，最神奇的部分则是以约瑟夫森效应为基础的超导电子学技术。而约瑟夫森结是超导电子学的关键元件，是超导量子干涉仪(SQUID)和其它超导器件的基础，所以研究约瑟夫森结的性质对超导的发展及其应用有相当重要的意义。本文主要对单个高温超导约瑟夫森结rsj模型、RCSJ模型、微波辐照下rsj模型以及rsj模型下两个约瑟夫森结串联、并联连接阵列的解析式分别进行了数值计算。第一章扼要描述了超导的历史与进展。由于约瑟夫森效应的发现开创了超导在弱电领域的应用，为此在第二章中简要介绍了约瑟夫森效应。第三章则给出了超导约瑟夫森结的制作过程，并对所制得的几类典型约瑟夫森结进行了实验研究与理论分析，分别得出了它们的直流I-V特性曲线。第四章对单个高温超导约瑟夫森结的rsj模型、RCSJ模型以及微波辐照下rsj模型的解析式进行了数值计算，分别得出了各自的直流I-V特性曲线，通过比较发现这些曲线与实验结果符合的很好。第五章主要对rsj模型下两个约瑟夫森结串联、并联连接阵列的解析式分别进行了数值计算。由计算结果可看出，串联阵列的直流I-V特性曲线上出现了多个转变点，临界电流也有所降低，而并联阵列的直流I-V特性曲线和单个约瑟夫森结的直流I-V曲线类似。此串联、并联阵列的数值计算结果与我们实验所观测到的结果也是一致的。

关键词：高温超导约瑟夫森结 rsj模型 RCSJ模型阵列数值计算

高温超导Josephson结的微波响应分析

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上海大学学报（自然科学版） 2000年第3期6卷 237-242页

作者：徐勤军马海霞徐克西上海大学理学院上海201800

在 Aslam azov和 L arkin给出的 rsj模型下电压时变方程无扰解的基础上 ,运用二阶微扰算法计算了Josephson结在高频辐射下的直流电压响应和阻抗 .结果表明 ,辐射响应正比于辐射功率 ,并且根据 Josephson固有频率 w0 是大于、等于还是小... 详细信息

在 Aslam azov和 L arkin给出的 rsj模型下电压时变方程无扰解的基础上 ,运用二阶微扰算法计算了Josephson结在高频辐射下的直流电压响应和阻抗 .结果表明 ,辐射响应正比于辐射功率 ,并且根据 Josephson固有频率 w0 是大于、等于还是小于辐射频率 w,可将响应分为三个特性频率区 .当 w大于或者小于 w0 时 ,响应可以用V- I特性参数表示 .当 w0 w时 ,响应正比于 :(1)直流特性曲线的斜率 ;(2 )辐射频率的负二次方 ;(3)本征Josephson振荡的电压幅值 .当 w0 w时 ,响应正比于 V- I曲线的曲率 .实验表明 ,当 w0 w时 ,响应正比于辐射功率和 V- I特性曲线的曲率 .所得到的等效噪声功率为 N EP=2 .45× 10 - 1 4 W/Hz1 / 2 。

关键词： Josephson结 rsj模型微波响应高Tc 超导体