Bi2Sr2CaCu2O8+x内禀结在毫米波段的谐波混频.PDF

第 44 卷 　第 4 期 科学通报 1999 年 2 月 简报 Bi Sr CaCu O 内禀结在毫米 2 2 2 8 + x 波段的谐波混频 周赣东　单文磊　尤立星　许伟伟　杨森祖 吉争鸣　冯一军　程其恒　吴培亨 (南京大学电子科学与工程系 ,南京 210093) 摘要 　报道了 Bi Sr CaCu O 内禀结在毫米波段的谐波混频. 在 3 mm 波段上 ,谐波次数达 50 2 2 2 8 + x 次. 还给出了谐波混频中直流偏置和本征功率与中频输出功率的关系曲线 ,并对实验结果作 了初步讨论. 关键词 　Bi Sr CaCu O 内禀结 　Josephson 结 　谐波混频 　中频输出 2 2 2 8 + x 高温超导材料的重要特征是其具有层状晶体结构 ,其中 CuO2 层为超导层 ,相邻 2 个 CuO2 层之间的绝缘夹层结构起到了提供载流子的作用. 现在 ,越来越多的注意力开始投向 CuO2 层 之间的Josephson 耦合作用. 这种耦合作用称为内禀 Josephson 效应[1 ] . 由于内禀Josephson 效 应的作用 ,沿 C 轴方向的层状结构将会形成串联 Josephson 结阵. 目前, 已有好几个小组成功 地观察到了 Bi Sr CaCu O 单晶内禀Josephson 效应 ,并对其性质进行了研究 ,取得了较大的 2 2 2 8 + x 进展[2 ] . 谐波混频一直是高温超导Josephson 结的重要应用之一 ,也是研究高温超导体内在机制的 重要手段. 近年来 ,我们采用颗粒边界结、双晶衬底结和台阶衬底结研究了高温超导 Josephson ( ) ( Ω ) 结谐波混频 ,这些结的正常态电阻 RN 较低 几欧姆左右 ,和微波信号源阻抗 300 左右 严 ( 重不匹配. Bi Sr CaCu O 单晶内禀结作为串联结阵 ,使其正常态电阻 R 大大提高 几百欧 2 2 2 8 + x N ) 姆 ,有望能够与微波信号源相匹配. 1996 年 ,Hechtfischer 等人用 Bi Sr CaCu O 单晶制备的内禀 Josephson 结对 3 mm 的基波 2 2 2 8 + x 混频做了初步研究[3 ] . 为进一步探索它的高频特性以及高频应用前景 ,我们采用光刻工艺在 Bi Sr CaCu O 单晶上制得 Bi Sr CaCu O 内禀结, 在液氮温区实现了 8 和 3 mm 波段上 2 2