Bi-2212表面本征結(jié)中的宏觀量子隧穿現(xiàn)象.pdf

1、超導(dǎo)體中的電子結(jié)成庫(kù)柏對(duì)，凝聚在可以用一個(gè)宏觀波函數(shù)來(lái)描繪的能量基態(tài)，該波函數(shù)的位相可作為描述成百萬(wàn)的庫(kù)柏對(duì)集體運(yùn)動(dòng)的宏觀變量。以約瑟夫森結(jié)為基礎(chǔ)的超導(dǎo)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(jié)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(xué)的規(guī)律是否適用于宏觀系統(tǒng)。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jié)系統(tǒng)中。
　　以約瑟夫森結(jié)為核心的超導(dǎo)量子系統(tǒng)是一種基

2、于超導(dǎo)宏觀量子效應(yīng)的固態(tài)器件，在極低溫下，可構(gòu)造出具有超導(dǎo)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(guò)電路參數(shù)和外場(chǎng)來(lái)調(diào)控，可成為極理想的一個(gè)研究宏觀量子現(xiàn)象的載體。在約瑟夫森結(jié)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(jí)和量子相干效應(yīng)、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(jié)是一種最簡(jiǎn)單的能展示宏觀量子現(xiàn)象的超導(dǎo)量子系統(tǒng)，可以描述成具

3、有一定質(zhì)量的相位粒子在一個(gè)具有一定阻尼的搓衣板勢(shì)中的運(yùn)動(dòng)。本論文工作采用光刻與電子束曝光相結(jié)合的制結(jié)工藝，成功地制備出Bi Sr CaCu Od+（Bi-2212）表面本征約瑟夫森結(jié)。利用牛津儀器公司（Oxford Instrument） Kelvinox MX400稀釋制冷機(jī)得到mK級(jí)極低溫實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在25 mK至1 K溫度區(qū)間內(nèi)系統(tǒng)測(cè)量了單個(gè)Bi-2212表面本征約瑟夫森結(jié)跳變電流的統(tǒng)計(jì)分布，并用宏觀量子隧穿和經(jīng)典熱激活兩種模型對(duì)實(shí)