高温超导双晶结晶界导向磁通运动特性研究

项目名称： 高温超导双晶结晶界导向磁通运动特性研究

项目编号： No.61501222

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 花涛

作者单位： 南京工程学院

项目金额： 21万元

中文摘要： 研究高温超导太赫兹检测器中双晶结在小磁场下磁通输运特性，对于深入了解双晶结与电磁波相互作用机理，提高太赫兹检测器特性具有重要意义。本课题针对高温超导双晶结中磁通输运的过程、晶界对磁通运动导向作用、以及磁通输运的过程和变化对双晶结宏观电特性的影响做深入研究。我们利用电子测量手段，测量不同晶界位置角度下晶界微桥的纵向电压（电阻）和霍尔电压等宏观电特性，分析它们在磁场大小和方向、温度、电流等参量条件下的变化规律，从而得到磁通在双晶结微桥区域的分布和流动形式，具体系统的得到双晶晶界对磁通运动的作用规律。同时，利用实验测量与仿真计算相结合的方法，得到与实验结果相吻合的理论模型，解释微观机制。这项研究为深入了解高温超导磁通输运过程，搞清楚双晶结在微小磁场下特性，分析检测器在外界磁干扰下所受到的影响，以及提高双晶结探测器特性提供理论基础与实验依据。

中文关键词： 晶界；导向磁通运动；高温超导；超导电子器件；超导接收机

英文摘要： The study of vortex transport properties of high temperature superconducting (HTS) bicrystal Josephson junction in small magnetic field can be helpful to understanding the interaction mechanism between bicrystal junction and electromagnetic wave, and improving performances of HTS THz detector. This subject aims at detailed study of vortex motion in bicrystal junction and vortex guiding effect of bicrystal grain boundary (GB). We propose to measure the longitudinal and Hall voltages of different bicrystal microbridges with different GB incline angles, to investigate the dependence of pinning forces because of the GB on temperature, magnetic field, current, GB incline angle and other factors. In doing so, we want to find out the law of vortex guiding effect of bicrystal GB. We also propose to describe a simulation model to explain our experiment results. All results are discussed in terms of the phenomenological approach to anisotropic pinning caused by GB’s. This subject can help to deeply understand the vortex transport properties of HTS, analyse the magnetic noise of HTS bicrystal Josephson junction THz detector, and improve performances of the THz detector.

英文关键词： grain boundary ;vortex guiding effect ;high temperature superconductor;superconducting electronics;superconducting receiver