《超导量子干涉器》

绪论1

目 录1

第一章超导电性基础9

§1.1超导体的基本性质9

一、零电阻性9

二、完全抗磁性10

三、外磁场和传输电流可以破坏超导性11

§1.2金兹堡——兰道方程 全磁通量子化11

§1.3电子——声子相互作用13

§1.4单电子隧道效应15

第二章约瑟夫逊效应17

§2.1弱耦合17

§2.2超导结的基本方程式18

二、恒流源偏置的超导结的动态特性20

§2.3超导结的伏安特性20

一、伏安特性的测量20

三、cosθ项对超导结的动态特性的影响30

第三章射频超导量子干涉器33

§3.1实用结构33

§3.2 RF-SQU1D环在外磁场中的性质34

一、参量K对RF-SQU1D量子态跃迁的影响37

二、参量G对RF-SQU1D量子态跃迁的影响39

三、参量G和K对RF-SQU1D量子态跃迁时间的影响41

四、、cosθ项对RF-SQU1D量子态跃迁的影响43

五、RF-SQU 1D环孔冲的外磁通是时间的线性函数或正弦函数时，它的动态特性43

§3.3 Irf-Vrf特性和Vrf-Фe特性49

一、测量结果和理论分析49

二、射频偏置电流的选取56

三、Vrf-Фe特性57

§3.4锁定式线路58

一、音频磁通调制59

二、磁通锁定式线路61

§3.5磁通噪声和能量分辨率62

一、磁通噪声62

二、能量分辨率64

§3.6摆率66

一、锁定式线路的通频带和磁通噪声的关系66

二、失锁几率和平均失锁时间68

三、摆率69

§3.7环电感计算70

一、轮形空腔RF-SQU 1D环电感72

二、单孔和双孔RF-SQU1D环电感72

三、平面薄膜RF-SQU 1D环电感73

§3.8磁通变换器74

一、零磁通法74

二、零电流法76

§3.9 RF-SQU1D性能参数的测量77

§3.10实用电路简介78

一、300型探头78

二、控制单元79

§3.11超高频、微波及其他射频SQUID82

一、超高频SQUID和微波SQUID82

二、两个射频信号偏置的SQUID83

三、电阻滤波的RF-SQUID84

四、非回滞模式的RF-SQUID84

五、热噪声电流偏置的RF-SQUID85

§4.1引言87

第四章直流超导量子干涉器87

§4.2 DC-SQUID环的特性89

一、DC-SQUID方程式89

二、不计噪声时，DC-SQUID的特性91

三、考虑噪声时，DC-SQUID的特性92

四、电压噪声频谱密度95

五、环流噪声频谱密度及相关噪声频谱密度96

六、磁通噪声97

七、固有能量分辨率99

八、能量分辨率100

九、1/f噪声102

§4.3测量电路103

一、谐振电容两端的电压104

二、频率响应和摆率106

三、前级放大器的噪声108

四、磁通噪声108

五、漂移109

第五章 SQUID仪器111

§5.1磁强计111

一、一般输入电路的DC-SQUID信噪比111

二、DC-SQUID磁强计的最小可检测能量113

三、实用电路116

§5.2电压表118

一、谐振式输入电路DC-SQUID电压表118

二、非谐振式输入电路DC-SQUID电压表120

三、实用电路121

§5.3 电流计123

一、线绕输入电路的磁场梯度计124

§5.4磁场梯度计124

二、平面薄膜DC-SQUID磁场梯度计125

三、同时测量磁场梯度的三个分量127

§5.5磁化率计130

一、工作原理130

二、噪声132

三、应用132

§5.6核磁共振谱仪134

一、工作原理134

二、特性135

§5.7电压比较仪和电流比较仪137

一、电压基准监测系统137

二、电阻式电压比较仪138

三、电流比较仪138

§5.8电阻电桥140

§5.9其他SQUID仪器141

一、用于超流液氦研究的温度梯度计141

二、测量弱磁场的绝对强度141

三、射频衰减测量142

第六章超导结和SQUID的制备144

§6.1点接触结和点接触结SQUID的制备144

§6.2微桥结的制备146

一、硬超导材料薄膜的制备工艺146

二、微桥结的制备工艺147

§6.3隧道结的制备151

一、铅合金隧道结的制备151

二、铌隧道结的制备152

三、A-15材料隧道结的制备153

四、Tc大于77K的超导薄膜的制备154