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可调Transmon与二能级系统的耦合

曹志敏 , 周渝 , 范云益 , 潘佳政 , 汪橙 , 陈志平 , 翟计全 , 钟先茜 , 李永超 , 许伟伟 , 陈健 , 孙国柱 , 吴培亨

低温物理学报

超导量子比特在低温、低耗散下具有量子化的能级结构,是一种人工的固态量子系统.在三维谐振腔中,我们用dc-SQUID实现了跃迁频率可调的Transmon,可调量达到2.836 GHz.我们测量了可调Transmon随外加磁场变化的能谱,观察到了能级免交叉,这一现象来自Transmon与其他二能级系统的相互耦合.我们用理论模型进行了模拟仿真,计算结果和实验结果符合的很好.

关键词: 可调Transmon , dc-SQUID , 能级免交叉 , 二能级系统

Josephson结跳变电流在不同温度下的统计分布

孙国柱 , 吴培亨 , 王颖 , 吉争鸣 , 包慧玲 , 康琳 , 许伟伟 , 陈健

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2006.03.004

本工作提出了一种通过对时间的测量来获得单个Josephson结的跳变电流统计分布P(I)的电路,该电路具有很好的精度和速度.利用该电路我们首次从4.2K到30mK的不同温度下,对NbN/AlN/AbN结和Nb/AlOx/Nb结的跳变电流统计分布进行了测量,得到了一系列P(I).在一定的温度范围内,P(I)和理论值符合的很好.该电路结合其他的实验手段,将在今后研究Josephson结其他物理性质(例如Rabi振荡)中发挥很好的作用.

关键词: Josephson结跳变电流 , 统计分布 , 超导量子比特

包覆型氧化铁黄颜料微结构与耐热性能研究

潘国祥 , 陈健 , 倪哲明 , 曹枫 , 胡双双 , 林凯 , 李金花 , 竺增林

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150253

氧化铁黄颜料因耐热性差而限制了在塑料加工和卷材涂料中的应用.本研究以氧化铁黄为前驱体,采用沉淀法合成氢氧化铝包覆氧化铁黄颜料,采用XRD、FT-IR、TG-DTA、SEM&EDS和TEM等方法表征包覆型铁黄颜料的结构,探讨了反应pH对复合材料微结构以及耐热性能的影响.结果表明,pH为4时,铁黄表面包覆层为无定型氢氧化铝;pH提高至6、8和10时,表面包覆层为晶态薄水铝石相.包覆后氧化铁黄颜料耐热性有了较大提升.特别在pH为8、10时,铁黄颜料240℃下耐热处理30 min后色差值较小,与表面包覆层形成的薄水铝石相密切相关.铁黄包覆前后,保持了原先的针状结构,未出现团聚;当pH为10时,包覆后铁黄颜料除针状结构外,还出现了较粗的晶态棒状物,可能与羟基氧化铝在反应过程中自身成核有关,解释了DTA图谱上246℃处出现的特殊吸热峰.本研究为耐温铁黄颜料开发提供了理论与实践指导.

关键词: 氧化铁黄 , 包覆 , 氢氧化铝 , 耐热性

固相烧结SiC陶瓷的非线性电学行为研究

陈健 , 殷杰 , 朱云洲 , 杨勇 , 陈忠明 , 张景贤 , 刘学建 , 黄政仁

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160171

固相烧结SiC(SSiC)陶瓷大多数用于结构陶瓷材料,用于电子和电阻元器件的研究很少.实验以添加不同C含量的致密SSiC陶瓷材料为研究对象,研究了添加不同C含量SSiC陶瓷的伏安特性、电阻率与电流密度的变化关系及电阻率与温度的变化关系.研究结果表明:SSiC陶瓷表现出明显的非线性电学特性,其电阻率随着电流的增大而降低;对于添加3wt%C含量的SSiC陶瓷,当电场强度超过15.8 V/mm时,晶界势垒被击穿;对于添加6wt%C含量的SSiC陶瓷,当电场强度超过70.7 V/mm时,晶界势垒被击穿,它们的电阻率将为晶粒所控制,电阻率较小;同时在电场强度1 V/mm条件下,SSiC陶瓷电阻率随着温度的升高而降低,表现出很好热敏特性,从常温的106 Ω·cm变化为400℃的5 Ω·cm左右.

关键词: SiC , 固相烧结 , 非线性电阻 , 热敏电阻

Josephson结开关电流分布的测量方案探讨

孙国柱 , 吴培亨 , 吉争鸣 , 包慧玲 , 许伟伟 , 康琳 , 陈健

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.03.006

Josephson结的开关电流存在着一定的分布.利用开关电流的分布,我们可以推算出Josephson结的逸出率.进一步结合合适的微波辐照,还可以获得结的诸如能级、拉比振荡等许多相关的量子特性.Josephson结的开关电流分布的获得,对于研究超导量子比特,包括相位量子比特、电荷量子比特、磁通量子比特和涡流量子比特以及他们的组合量子比特都有着重要意义.我们提出了三种测量方案,对这三种方案进行了比较,并初步的对自制的NbN/AlNx/NbN Josephson结的开关电流进行了多次(104次)测量,得到一定温度下的开关电流分布的直方图.针对三种方案各自的优缺点及已有的结果,我们提出了需要进一步改进的措施,对于下一步开展在极低温下(mK)Josephson结的开关电流分布的测量有着重要的意义.

关键词: Josephson开关电流 , 热激发 , 量子效应 , 超导量子比特

超导磁通量子比特的电路参数设计

朱冉 , 许伟伟 , 翟计全 , 吉争鸣 , 孙国柱 , 曹春海 , 陈健

低温物理学报

超导量子比特是目前最有竞争力的量子比特之一,本文讨论了影响量子比特电路性能的主要参数,分析了超导量子干涉仪(SQUID)的势能函数形状及势垒高度与势阱中所包含的能级数目的关系,由此给出了实现磁通超导量子比特相应的电路框图及主要参数的设计值.针对悬空掩膜斜蒸发制Al/Al2O3/Al隧道结工艺,设计了光刻版图.

关键词: 超导磁通量子比特 , SQUID , Al , Al2O3 , A1隧道结

高速、低噪声超导HEB太赫兹检测系统

张鹤 , 陈健 , 姜寿禄 , 康琳 , 许伟伟 , 金飚兵 , 吴培亨

低温物理学报

本文介绍了一款高速、低噪声超导热电子测辐射热计(hot electron bolometer,HEB)的太赫兹检测系统,实验结果显示其有效提高了中频带宽(7.4GHz),减小了噪声温度(@0.65THz,系统在最佳偏置点的双边带(DSB)噪声温度为1185 K).同时,用此款超导HEB太赫兹检测系统验证了改进后的傅里叶变换光谱仪(FTS)系统的稳定性及可靠性.

关键词: 超导 HEB太赫兹检测系统 , 高速 , 低噪声

粉末微波滤波器的制备和特性

吴敬波 , 张彩虹 , 陈健 , 孙国柱 , 康琳 , 许伟伟 , 吴培亨

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2006.04.008

利用通电导线的电磁感应和铜粉的趋肤效应,试制了在超导量子计算实验系统中使用的粉末微波滤波器. 滤波器的频率响应随频率升高而平缓下降,在1GHz左右衰减至-80dB. 我们分析了滤波器的原理,并通过改变参数对滤波器性能的变化进行了详细的研究.

关键词: 粉末微波滤波器 , 趋肤效应 , 量子计算 , 频率响应

高温超导本征结的制备工艺和特性

张杰 , 闫生超 , 陈健 , 吉争鸣 , 康琳 , 许伟伟 , 吴培亨

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2006.01.009

自从本征Josephson效应发现以来,由于其涉及到高温超导材料和结构、Josephson 结动力学、高频应用等多个领域,本征结的研究一直是国际上研究的热点之一.我们采用低能离子刻蚀,实现了每分钟和单结本征结厚度相当的刻蚀速率,由BSCCO单晶成功的实现了含有单个或少数几个结的本征Josephson结的制备,并用四端子方法测量其低温下的I-V, Ic-T特性.通过反复实验研究,提高本征结制备的成功率及可重复性,完善制备工艺,并进一步探讨本征结的特性.

关键词: 单个本征结 , 低能离子刻蚀 , 四端子法

高温超导双晶结混频器噪声系数测量

李大春 , 许伟伟 , 花涛 , 安德越 , 郁梅 , 陈健 , 吴培亨

低温物理学报

噪声系数(NoiseFigure,NF)是超导混频器的一个重要参数,是衡量超导混频器内部噪声、影响混频器灵敏度的一个重要指标.实验基于小型脉冲管制冷系统,搭建高温超导约瑟夫森双晶结混频器噪声系数自动测量系统,工作温度为60K.Ar离子刻蚀工艺技术制备高温超导YBa2Cu3O7-8(YBCO)/MgO约瑟夫森双晶结,通过y-因子噪声测量法,测量YBCO/MgO约瑟夫森双晶结混频器的噪声系数.实验成功制备了特征电压约1mV的YBCO/MgO约瑟夫森双晶结,在650GHz信号辐照下,有明显的夏皮罗(Shapiro)台阶.在210GHz信号辐照下,进行30次谐波混频,约瑟夫森双晶结在不同偏置电压点中频输出信噪比变化范围约为30dB.在77K与300K不同输入噪声功率下,测得双晶结混频器噪声系数最小值为10dB,偏置电压在300μV

关键词: YBCO/MgO约瑟夫森双晶结,谐波混频 , 噪声系数,y-因子

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