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YBCO沟槽型台阶结和rf SQUID的制备及性能研究

马平 , 谢飞翔 , 王守证 , 刘乐园 , 张凡 , 聂瑞娟 , 胡晓东 , 戴远东 , 王世光 , 甘子钊

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.01.002

本工作在沟槽型台阶衬底上用直流磁控溅射法外延生长YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜后,制备出台阶结和射频超导量子干涉器(rf SQUID).液氮中器件的磁通灵敏度和磁场灵敏度分别达到2.0×10-4Φ0/和294fT/.涂有真空导热硅脂作保护层的器件, 至今寿命已达10个月, 经历了30次以上(个别器件达50次)测试过程中从液氮到室温的冷热循环, 性能没有明显的变化, 表现出很好的稳定性.通过研究, 解决了制备rf SQUID器件工艺过程中存在的一些问题, 提高了制备器件的可重复性, 得到高性能器件的成品率达到30%～50%.

关键词:

电子束快退火法制备MgB2薄膜及性质研究

戴倩 , 孔祥东 , 冯庆荣 , 韩立 , 张怀 , 杨倩倩 , 聂瑞娟 , 王福仁

低温物理学报

利用电子束快退火法制备了MgB2超导薄膜.该方法利用高能电子束,在中真空条件下照射Mg-B多层前驱膜,照射时间维持在1s以下.在电子束的作用下,前驱膜中的Mg和B迅速反应,形成MgB2相.整个退火过程没有Mg蒸气与氩气保护,极短的退火时间有效地限制了前驱膜中Mg的流失和Mg与其它物质的反应.与传统制备工艺相比,该方法避免了混合物理化学气相沉积法中乙硼烷的使用；省去异位退火法中提供高Mg蒸气压的限制,避免在有Mg块存在情况下退火后样品表面存在Mg污染的问题.利用该方法在SiC(001)衬底上生长了100nm厚的MgB2薄膜,其超导转变温度Tc～35K,均方根粗糙度为3.6nm,临界电流密度Jc(5K,0 T) =3.8×106 A/cm2.该方法对MgB2薄膜的大规模工业生产提供了一个新思路.

关键词: 电子束退火 , MgB2 , 超导薄膜

用于HTc rf SQUID的新型超导共面谐振器

孟树超 , 邓鹏 , 聂瑞娟 , 谢飞翔 , 马平 , 刘乐原 , 王守证 , 戴远东

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2002.03.004

在10mm*10mm*1mm的LaAlO3基片上设计和制成了一种新结构的800MHz超导共面谐振器,它可以和外尺寸9mm*9mm的垫片式rfSQUID器件实现有效的耦合,对于使用超导共面谐振器的rf SQUID,该方案为提高器件有效面积和磁场灵敏度提供了新的方法.

关键词:

新型的高温超导薄膜梳齿谐振器

茅海炎 , 王福仁 , 孟树超 , 毛博 , 李壮志 , 聂瑞娟 , 刘新元 , 戴远东

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.03.015

本文报导了一种新型结构的高温超导薄膜梳齿谐振器.我们通过改变谐振器梳齿的长度,使谐振器的谐振频率可以从800MHz到1300MHz左右,这正是我们研制的Hi-Tc rf SQUID所需要的两个频段.我们对这种新型谐振器的谐振频率与几何尺寸的关系进行了数值拟合.测试了使用该种新型谐振器的Hi-Tc rf SQUID的噪声.

关键词: 超导薄膜 , 谐振器 , 射频量子干涉仪 , 磁通噪声

直接耦合双耦合环高温超导dcSQUID中增大有效面积的图形设计

石玉娇 , 杨涛 , 聂瑞娟 , 马平 , 谢飞翔 , 刘乐园 , 王守证 , 戴远东

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2002.01.007

设计和制作了一种新型的双耦合环的直接耦合高T.dc SQUD结构.根据Y.Zhang等在高T.rf SQUID中用图形填充内孔使电感减小的原理,在直接耦合dc SQUID中,用在耦合环内孔中图形填充的方法减小电感,进而增大Ap/Lp,以增大总的有效面积.用双晶衬底所做的对比实验表明,对于我们所设计的几何结构,有效面积增大了17%.

关键词:

高Tc双晶结rf SQUID

王继纯 , 蔡晓磊 , 聂瑞娟 , 何东风 , 谢飞翔 , 王世光 , 王守证 , 马平 , 戴远东

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.1999.05.017

关键词:

实用高温超导MCG系统研究

汝鸿羽 , 齐亮 , 马平 , 谢飞翔 , 聂瑞娟 , 王福仁 , 戴远东

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.059

本文研究了一种自建的低成本简易磁屏蔽室及其操控条件,提出了能被高温超导rf SQUID仪器所接受的简易磁屏蔽室,并且运用由该磁屏蔽室和rf SQUID梯度计所构成的组合系统测量了微弱的生物磁信号.研究结果表明,该磁屏蔽室能够有效降低电磁干扰,确保SQUID长时稳定工作,基于该磁屏蔽室的复合MCG测量系统具备捕捉微弱生物磁信号的能力,且所得信号具有可接受的信噪比.这将使得开发一种低造价的实用高温超导MCG测量系统成为现实.

关键词: MCG , SQUID , 梯度计 , 磁屏蔽

多点时序MCG数据的处理和利用

汝鸿羽 , 齐亮 , 马平 , 谢飞翔 , 聂瑞娟 , 王福仁 , 戴远东

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.058

在简易磁屏蔽室中,用单通道的高温超导 rf SQUID梯度计构成心磁图(MCG)测量系统,依照MCG测定部位的约定,测得数例成人胸前多点MCG.不计心动周期随时间的变化,用数据分析软件对这些MCG数据进行分析处理, 得到包括了空间信息、可直观展示心脏电磁活动的二维心磁图谱(例如等磁图、时序等磁图、电流箭头图和时序电流箭头图等).

关键词: rf SQUID , MCG , 等磁图 , 数据分析

YBa2Cu3O7-δ和PrBa2Cu3O7-δ1/f噪声尺寸效应的研究

管炜 , 刘伟 , 连贵君 , 聂瑞娟 , 杨涛 , 熊光成 , 阎守胜

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2003.01.002

我们分别测量了YBa2Cu3O7-δ (YBCO)和PrBa2Cu3O7-δ(PrBCO)微桥样品在正常态沿ab面方向的1/f噪声,发现这两种材料分别存在着数量级为10 1μm和10 2μm的特征尺度, 在此尺寸以下,噪声水平急剧下降,即噪声的尺寸效应.我认为这一结果反映出样品是由尺寸为10 0μm的独立小区组成,小尺寸样品噪声表现是这些小区涨落叠加的结果.

关键词: 高温超导体 , 1/f噪声 , 尺寸效应 , 计算机模拟

电子束蒸发在不同Ar气氛下外退火制备MgB2超导薄膜

吴克 , 余增强 , 张解东 , 王守证 , 聂瑞娟 , 王福仁

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2006.03.003

制备高质量的MgB2薄膜是实现MgB2超导电子器件应用的前提和基础.我们用电子束蒸发B膜和Mg/B多层膜为前驱然后后退火的方法,分别在高温区(～900℃)和中温区(～750℃)成功获得了MgB2超导薄膜.改变退火的Ar气压条件,采用B膜前驱退火的样品Tc可达到38K以上,转变宽度0.3K.Mg/B多层膜的结果尽管Tc稍低(Tc～35K),但薄膜表面更加均匀,且避免了高温下Mg蒸汽污染的问题.对于两种前驱退火中观察到的完全不同的退火气压影响,我们认为是与其各自的超导成相过程相联系的,在此基础上我们对退火气压效应给出了自己的分析和解释,为今后进一步细致研究退火过程中的薄膜生长机制提供了参考.

关键词: MgB2薄膜 , 电子束蒸发 , 外退火 , 超导成相