高溫超導(dǎo)薄膜微波強(qiáng)非線性理論及應(yīng)用研究.pdf

1、高溫超導(dǎo)體具有本征的微波非線性性能，研究高溫超導(dǎo)薄膜的微波非線性性能不僅有益于超導(dǎo)電性的理論研究，也對(duì)微波器件的應(yīng)用有促進(jìn)作用。為了深入了解微波非線性，關(guān)于微波非線性來源的研究工作尤為重要。近期文獻(xiàn)報(bào)道在低功率微波場(chǎng)作用下非線性的主要來源是流致非線性，而通常認(rèn)為高功率情況下微波非線性的主要來源是熱效應(yīng)，也肯定微波磁場(chǎng)會(huì)引入非線性，但關(guān)于微波磁場(chǎng)是如何引入非線性的問題則不清楚。本論文針對(duì)磁場(chǎng)引入非線性的問題作以下研究： 為測(cè)試微波

2、非線性，本文對(duì)微橋諧振器進(jìn)行了詳細(xì)研究。通過在均勻半波長(zhǎng)諧振器內(nèi)引入一短段窄微帶線(微橋)可實(shí)現(xiàn)微橋諧振器，諧振器的電性能則可以用解析的方法將其與微橋的物理參數(shù)聯(lián)系在一起。同時(shí)該諧振器可以將微波電流均勻地集中在微橋處，微波電流的強(qiáng)度也通過解析與其電性能參數(shù)相聯(lián)系。利用該諧振器作測(cè)試探針，可以在外加小微波功率的情況下實(shí)現(xiàn)強(qiáng)場(chǎng)非線性測(cè)試。本文利用該諧振器在77K對(duì)弱場(chǎng)(微橋微波平均磁場(chǎng)為7Oe)直到微橋進(jìn)入高損耗狀態(tài)(微橋微波平均磁場(chǎng)為19

3、0Oe)的強(qiáng)場(chǎng)微波非線性進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試樣品為YBCO/ALO/YBCO高溫超導(dǎo)薄膜樣品。測(cè)試結(jié)果顯示平均微波磁場(chǎng)強(qiáng)度分別為40Oe、160Oe和190Oe時(shí)，微波非線性性能有顯著變化，從而證明微波非線性在中等強(qiáng)度場(chǎng)和強(qiáng)場(chǎng)作用時(shí)與直流下臨界磁場(chǎng)相關(guān)。進(jìn)一步的直流偏置實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這種相關(guān)性。在實(shí)驗(yàn)過程中同時(shí)也觀察到在微波頻率超導(dǎo)薄膜的功率依賴性能存在類似于磁滯的現(xiàn)象。為了解釋這些現(xiàn)象，我們提出了兩個(gè)簡(jiǎn)單模型，一個(gè)模型從時(shí)域分析出發(fā)解釋了微波