Bi-2212表面本征結中的宏觀量子隧穿現(xiàn)象.pdf

1、超導體中的電子結成庫柏對，凝聚在可以用一個宏觀波函數(shù)來描繪的能量基態(tài)，該波函數(shù)的位相可作為描述成百萬的庫柏對集體運動的宏觀變量。以約瑟夫森結為基礎的超導約瑟夫森器件是研究宏觀量子現(xiàn)象的理想系統(tǒng)。
　　約瑟夫森結器件中的宏觀量子現(xiàn)象的研究大約始于二十年前，目的之一是為了考察量子力學的規(guī)律是否適用于宏觀系統(tǒng)。大量的實驗結果已經(jīng)表明，宏觀量子現(xiàn)象可以存在于宏觀或介觀的約瑟夫森結系統(tǒng)中。
　　以約瑟夫森結為核心的超導量子系統(tǒng)是一種基

2、于超導宏觀量子效應的固態(tài)器件，在極低溫下，可構造出具有超導特性的、能展示宏觀量子現(xiàn)象的的量子體系。這一體系不但具有很好的量子相干性，而且易于通過電路參數(shù)和外場來調控，可成為極理想的一個研究宏觀量子現(xiàn)象的載體。在約瑟夫森結器件中已經(jīng)觀察到各種有趣的宏觀量子現(xiàn)象，例如，宏觀量子隧穿、量子化的能級和量子相干效應、量子態(tài)的疊加以及拉比（Rabi）振蕩等。
　　電流偏置的約瑟夫森結是一種最簡單的能展示宏觀量子現(xiàn)象的超導量子系統(tǒng)，可以描述成具

3、有一定質量的相位粒子在一個具有一定阻尼的搓衣板勢中的運動。本論文工作采用光刻與電子束曝光相結合的制結工藝，成功地制備出Bi Sr CaCu Od+（Bi-2212）表面本征約瑟夫森結。利用牛津儀器公司（Oxford Instrument） Kelvinox MX400稀釋制冷機得到mK級極低溫實驗環(huán)境，在25 mK至1 K溫度區(qū)間內系統(tǒng)測量了單個Bi-2212表面本征約瑟夫森結跳變電流的統(tǒng)計分布，并用宏觀量子隧穿和經(jīng)典熱激活兩種模型對實