具有光学结构的高温超导纳米线吸收率研究

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超导纳米线单光子探测器(SNSPD)是一种用于探测单光子的超导器件,探测效率是其主要性能指标之一,主要受纳米线对光的吸收效率影响.高温超导材料具有较高的工作温度,可以显著降低探测器系统的重量、体积以及制冷成本,因此制备单光子探测器具有很大发展前景.为研究高温超导单光子探测器的光吸收率,首先用椭偏仪测量了Tl2Ba2 CaCu2O8(Tl-2212)的光折射率,利用Tl-2212和YBa2Cu3O6设计了带有光学谐振腔的SNSPD,通过优化谐振腔SiO2层和CeO2层的厚度,对不同线宽、厚度、占空比的纳米线光吸收率进行仿真研究,结果表明光吸收率提升了约80%,明显提升了SNSPD的系统探测效率.
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具有钙钛矿结构的钌氧化物是一种典型的电子关联体系,对其化学掺杂后将表现出丰富的新奇磁学性质,我们采用传统的固相反应法制备了钙钛矿型CaRu0.5Ti0.5O3块材(CRTO).相比于母体材料CaRuO3的顺磁性,CRTO表现出截然不同的铁磁-顺磁转变,居里温度为45 K.根据对CRTO的晶体结构分析,我们发现Ti元素的掺杂会导致氧八面体旋转畸变的减弱,可能导致Ru离子之间的交换作用变强.我们同时还进行了场冷-零场冷条件下的磁矩-温度测量和交流磁化率测量,发现该体系出现了类自旋玻璃态.
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超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device,简称SQUID)是一种高灵敏度的矢量磁探测器.本文采用低温超导SQUID作为传感器,搭建了一套三轴矢量磁场稳定装置.该系统由两个三轴SQUID磁强计模块、比例积分微分(PID)控制器和反馈线圈组组成.在该系统的矢量稳场下,磁场波动峰峰值在有效带宽内可以降低四个数量级,可达pT量级,稳场效果显著.此技术可以满足大部分需要稳定磁场,如高灵敏度磁传感器的标定等应用场合.
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