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六方亚稳相ReO_(3)的高压合成和调控

高压物理学报 2024年第5期38卷 80-84页

作者：王宁宁单鹏飞崔琦王罡程金光中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学物理学院北京100049

ReO_(3)具有A位缺失的立方钙钛矿结构,在压力下会经历系列结构相变。近期,通过高压低温电阻测试,发现其高压R-I相(空间群为R3^(-)c)具有高达17 K的超导转变温度。为探索新型Re氧化物超导体,采用ReO_(3)为前驱体,在10 GPa和600℃的高压... 详细信息

ReO_(3)具有A位缺失的立方钙钛矿结构,在压力下会经历系列结构相变。近期,通过高压低温电阻测试,发现其高压R-I相(空间群为R3^(-)c)具有高达17 K的超导转变温度。为探索新型Re氧化物超导体,采用ReO_(3)为前驱体,在10 GPa和600℃的高压高温条件下制备了具有六方对称性(空间群为P6_(3)22)的亚稳相,并在常压下对其晶体结构、磁性和电输运性质进行了表征。实验发现,六方亚稳相的电阻在常压下250 K附近出现明显异常,温度低至2 K时仍未出现超导现象。高压电阻测试表明:常压下250 K附近ReO_(3)的电阻异常迅速消失,亚稳相表现出典型的金属行为;在62 GPa的高压条件下,温度低至1.5 K时仍未出现超导电性。

关键词：高压高温合成钙钛矿 ReO_(3) 高压调控超导

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基于运算放大器的超导纳米线单光子探测器低温直流耦合读出电路

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物理学报 2024年第13期73卷 367-377页

作者：陈志刚张伟君张兴雨王钰泽熊佳敏洪逸裕原蒲升吴玲王镇尤立星中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海市超导集成电路技术重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电子工程中心北京100049

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点,在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用.SNSPD的最大计数率(探测速度)会受前级读出电路的影响,为了提升最大计数率,通常需要使用一个... 详细信息

超导纳米线单光子探测器(SNSPD)具有高计数率、高探测效率和低暗计数等优点,在光量子通信、光量子计算、激光测距与成像等领域发挥着重要作用.SNSPD的最大计数率(探测速度)会受前级读出电路的影响,为了提升最大计数率,通常需要使用一个宽带宽的低温直流耦合读出电路.本文报道了基于商用高速运算放大芯片OPA855搭建的SNSPD低温直流耦合放大读出电路,系统表征了该电路从室温300 K到低温4.2 K下的性能参数.通过提升OPA855的工作电压,解决了电路在低温下带宽损失的问题.进一步,将OPA855放大电路安装在40 K温区,使用其实现了SNSPD探测性能的实验评估.相对于常规室温交流耦合电路,SNSPD的最大计数率约提升了1.3倍.本研究可为OPA855芯片在高速SNSPD等低温领域提供相关参考信息.

关键词：运算放大器低温读出电路直流耦合超导纳米线单光子探测器

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南方先进光源研究测试平台2K超流氦真空机组控制策略

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真空与低温 2024年

作者：李娜丁美莹叶斌蔡毅杰曹菁杨榆周冬冬张玙何昆中国科学院高能物理研究所散裂中子源科学中心

南方先进光源研究测试平台低温系统为超导腔提供100W@2K的垂直和水平两种测试模式。采用三套机械泵与罗茨泵组成的减压降温真空机组，通过对测试装置抽真空为超导腔提供2K测试环境。为了保证测试装置内满足2K@31.3±0.1mbar要求，保持... 详细信息

南方先进光源研究测试平台低温系统为超导腔提供100W@2K的垂直和水平两种测试模式。采用三套机械泵与罗茨泵组成的减压降温真空机组，通过对测试装置抽真空为超导腔提供2K测试环境。为了保证测试装置内满足2K@31.3±0.1mbar要求，保持一定液位高度，设计了一套对应的减压降温真空机组控制逻辑，通过真空机组入口蝶阀可控开度、罗茨泵变频控制、旁通阀参与调节相互配合，在多轮测试中，能够在2小时内实现4K到2K间的转化，极大地减小了测试等待时间，稳定实现了31.3±0.1mbar的压力波动，保证了液位的稳定，为超导腔测试提供持续稳定的测试环境，稳定运行时间单次最长720小时。

关键词：减压降温真空机组 2K超流氦控制策略

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FeSeTe超导带材接头的制备及性能研究

低温与超导 2024年第1期52卷 14-19页

作者：李乾波邹军涛刘华军马红军刘方郭亮西安理工大学西安710048 合肥国际超导应用中心合肥230031 中国科学院等离子体物理研究所合肥230088

目前,由于制作工艺的限制,FeSeTe涂层导体的最大长度普遍处于米级,不能满足实际应用需求,针对FeSeTe带材接头技术的研究具有重要意义。本文一方面以载流性能及电阻为双目标优化搭接接头结构,另一方面以接头电阻为标准优化FeSeTe涂层导... 详细信息

目前,由于制作工艺的限制,FeSeTe涂层导体的最大长度普遍处于米级,不能满足实际应用需求,针对FeSeTe带材接头技术的研究具有重要意义。本文一方面以载流性能及电阻为双目标优化搭接接头结构,另一方面以接头电阻为标准优化FeSeTe涂层导体的封装方式。结果显示:焊接接头处存在Cu缓冲层能有效避免超导电性的衰减;利用镀铜封装的FeSeTe涂层导体制备搭接接头能有效降低磁场下的接头电阻。

关键词： FeSeTe 搭接接头焊接镀铜

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基于共用多模谐振器的高温超导双工器

低温与超导 2024年第6期52卷 7-12,57页

作者：严少奇李金丁滕龙张晓玲孟庆端吴云王佳李春光孙亮河南科技大学信息工程学院洛阳471023 中国科学院物理研究所北京100190

研制了一款C波段的高温超导双工器,该双工器由3个多模谐振器和6个阶梯阻抗谐振器构成。采用基于共用多模谐振器结构的设计方法,有效减小了双工器的尺寸,避免分支线结构中的阻抗匹配设计,提高了设计效率。并且,通过调整谐振器间的耦合系... 详细信息

研制了一款C波段的高温超导双工器,该双工器由3个多模谐振器和6个阶梯阻抗谐振器构成。采用基于共用多模谐振器结构的设计方法,有效减小了双工器的尺寸,避免分支线结构中的阻抗匹配设计,提高了设计效率。并且,通过调整谐振器间的耦合系数,提升了双工器的隔离度。实测结果表明,该双工器的中心频率为5.5 GHz/6.5 GHz,相对带宽为1.24%/1.36%,带内最大插入损耗为0.41 dB/0.36 dB,两通道间的隔离度优于35 dB。该设计方法为高性能多工器的设计研制提供了参考。此外,进一步分析了仿真与实测产生误差的原因,有利于提高器件的性能和制作工艺。

关键词：高温超导双工器多模谐振器相对带宽隔离度

Bi-2212低电阻接头制备与低温实验测试

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低温与超导 2024年第3期52卷 24-30,46页

作者：朱华锦周孟良万佳昊杨东昇秦经刚周超汪键高鹏安徽理工大学机械工程学院淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院合肥230001 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

低电阻接头的制备及应用有利于提升超导磁体的稳定性及磁场质量,本文利用高温银线烧结法制备了Bi-2212低电阻接头,利用低温材料测试平台对Bi-2212不同压缩扁样的临界电流和高温银线烧结接头进行测试,并分析磁场强度、接触长度、搭接面... 详细信息

低电阻接头的制备及应用有利于提升超导磁体的稳定性及磁场质量,本文利用高温银线烧结法制备了Bi-2212低电阻接头,利用低温材料测试平台对Bi-2212不同压缩扁样的临界电流和高温银线烧结接头进行测试,并分析磁场强度、接触长度、搭接面积等关键因子对接头电阻的影响。实验结果表明:采用新型接头制备工艺研制的Bi-2212接头,当长度达到30 mm,搭接面积达到32.7 mm^(2)时,在4.2 K、5 T背场环境下接头电阻可降至4.5×10^(-8)Ω,并趋于稳定,且磁场对其影响可忽略不计。

关键词： Bi-2212 低电阻接头高温银线烧结法

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配对赝能隙的观测与定量刻画

物理 2024年第3期53卷 188-190页

作者：李希王帅陈宇翱姚星灿潘建伟中国科学技术大学、合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026 中国科学技术大学、上海量子科学研究中心、中国科学院量子信息与量子物理卓越创新中心上海201315 中国科学技术大学合肥国家实验室合肥230088

1956年,库珀发现在极低温下,自旋方向相反的费米子在吸引相互作用下会束缚在一起,形成著名的库珀对[1]。这一概念的提出为理解超导现象奠定了基础。1957年,巴丁、库珀和施里弗共同提出了BCS理论,解释了常规超导的机制[2]:在极低温下,电... 详细信息

1956年,库珀发现在极低温下,自旋方向相反的费米子在吸引相互作用下会束缚在一起,形成著名的库珀对[1]。这一概念的提出为理解超导现象奠定了基础。1957年,巴丁、库珀和施里弗共同提出了BCS理论,解释了常规超导的机制[2]:在极低温下,电声子耦合提供了电子间的弱吸引相互作用,使其配对形成库珀对。由于库珀对是玻色子,它们在低温下又会发生玻色-爱因斯坦凝聚,从而产生超导能隙.

关键词：电声子耦合超导现象超导能隙极低温库珀施里弗 BCS理论玻色子

基于肖特基二极管的310 GHz紧凑型接收机前端

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强激光与粒子束 2024年第8期36卷 44-50页

作者：丁江乔梁启尧蒋均刘戈何月南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心成都610200 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621999

肖特基混频器是固态太赫兹接收系统的关键部件,与基于超导体-绝缘体-超导体混频器、热电子辐射热计混频器的接收机相比,基于肖特基二极管混频器构建的太赫兹接收机系统不依赖低温附属设备,具有成本低、重量轻、体积小、功耗低等优点。... 详细信息

肖特基混频器是固态太赫兹接收系统的关键部件,与基于超导体-绝缘体-超导体混频器、热电子辐射热计混频器的接收机相比,基于肖特基二极管混频器构建的太赫兹接收机系统不依赖低温附属设备,具有成本低、重量轻、体积小、功耗低等优点。目前基于肖特基二极管混频器构建的太赫兹接收前端结构相对复杂,集成度普遍不高且损耗较大。针对太赫兹接收前端结构复杂、集成度低、损耗大等问题,基于太赫兹肖特基二极管设计了288~318 GHz二次谐波混频器及其本振驱动链路,并基于此混频器构建了太赫兹接收机系统。太赫兹接收机本振驱动链路由一个75 GHz的六倍频功放集成模块与一个150 GHz二倍频模块组成。本振链路的集成化设计使得该接收机集成度大大提高,集成模块尺寸为20 mm×20 mm×43 mm,测试结果表明:在288~318 GHz带宽内,实测的双边带变频损耗为5.8~9.4 dB,噪声温度为1055~1722 K,具有良好的射频性能。

关键词：太赫兹肖特基二极管集成化混频器接收机

用于超导导体测试的FBG应变传感器标定研究

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低温与超导 2024年第8期 23-28+37页

作者：杨熙龙徐先锋陶书陶博伟马红军金环韩莹施毅中国科学技术大学中国科学院合肥物质科学研究院安徽理工大学力学与光电物理学院

本文提出了一种适用于超导导体测试需求的FBG应变传感器不同温度下的标定方法，将FBG应变传感器采用低温胶水加压固化的方法紧密粘贴于棒状拉伸试样所开设的V型槽内，利用拉力试验机进行台阶式加载标定实验研究，通过中心波长和应变进... 详细信息

本文提出了一种适用于超导导体测试需求的FBG应变传感器不同温度下的标定方法，将FBG应变传感器采用低温胶水加压固化的方法紧密粘贴于棒状拉伸试样所开设的V型槽内，利用拉力试验机进行台阶式加载标定实验研究，通过中心波长和应变进行拟合，标定得出的FBG应变传感器的应变灵敏度系数。实验测得在室温、液氮、液氦三种温度下应变灵敏度系数分别约为1.199 8、1.203 1和1.120 4,发现FBG应变传感器在固定温度下，波长偏移量与应变呈现线性关系，液氦温度下的应变灵敏度系数小于室温与液氮温度下的应变灵敏度系数。

关键词：光纤布拉格光栅标定应变灵敏度系数