自2004年科研工作者利用膠帶剝離石墨烯以來,石墨烯由于其超高的電子遷移率、特殊的零帶隙能帶結(jié)構(gòu)、其費米面（Fermi）附近的載流子具有類似于狄拉克（Dirac）電子的特性等極其特殊優(yōu)異的性質(zhì),而成為研究熱點。許多研究工作,如反常量子霍爾效應(yīng),介觀輸運現(xiàn)象,量子信息中的超導(dǎo)比特,都聚焦于石墨烯。本文從新型超導(dǎo)比特（gatemon）出發(fā),以設(shè)計和制備與比特相關(guān)的超導(dǎo)諧振腔和超導(dǎo)結(jié)為目的,研究了鉬徠（MoRe）合金超導(dǎo)微波平面腔和石墨烯超導(dǎo)結(jié)的工藝細節(jié)與實驗現(xiàn)象,本文主要包含以下內(nèi)容:1、研究的基礎(chǔ)理論知識。介紹了石墨烯雙極性的由來,石墨烯超導(dǎo)結(jié)的特殊性質(zhì)和相關(guān)輸運現(xiàn)象,及超導(dǎo)金屬的重要參數(shù)的提取;2、芯片加工工藝和低溫測量平臺。闡述了二維材料的獲取及轉(zhuǎn)移工藝,介紹了與腔、超導(dǎo)結(jié)相關(guān)的微納加工工藝及極低溫設(shè)備的工作原理;3、MoRe合金超導(dǎo)微波平面腔的設(shè)計與制備。介紹了腔的理論知識。論述了如何設(shè)計和仿真超導(dǎo)微波平面腔的結(jié)構(gòu)。摸索了 MoRe合金的性質(zhì),掌握了 MoRe合金超導(dǎo)微波平面腔的微納加工工藝;4、石墨烯超導(dǎo)結(jié)的制備及相關(guān)測量。闡述了石墨烯超導(dǎo)結(jié)的性質(zhì)。介紹了石墨烯超導(dǎo)結(jié)的制作過程。... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１（ａ）單層石墨烯的原子結(jié)構(gòu)（ｂ）石墨烯的倒格矢空間里的第一布里淵區(qū)Ｍ??

可改寫成??Ｙ?＝?Ｖ０（ｆ，ｔ）－＾ｉ（ｆ，ｔ）??＜Ｐ〇??如圖２所示，石墨烯超導(dǎo)結(jié)就是兩個超導(dǎo)體搭接石墨烯所形成的結(jié)構(gòu)。超導(dǎo)結(jié)??滿足Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ方程ｗ??Ｊｓ?＝?ＪｃＳｉｒｕｐ??ｄ－＾?＝?２＾ｖ??ｄｔ?０〇??這里＜ｐ是兩個超導(dǎo)體＼和５２之間的相位差??（ｐ?＝?ｊ?ｙ｛ｆ，?ｔ）?？?ｄｌ??其中Ｋ是電壓，人是臨界電流密度，人是電流密度。??下面我們開始計算圖２中Ｇ點到Ｌ點相位的變化。首先對于這樣一個閉合??回路，環(huán)繞一圈的相位的變化應(yīng)該是〇，即??＾ｖｅ－ｄｉ?＝?（ｅＣｂ?－?ｅＧａ）?＋?（ｅＬｃ?－?ｅＧｂ）?＋?｛ｅＬｄ?－?ｅＬｃ）?＋?（ｅＧａ?－?ｄＬｄ）?＝?ｏ??而由前面的公式我們有??ＳＧｂ?￣?＾Ｇａ?＝?（Ｐ（．Ｇ）＋?—?ｊ＞?Ａ（ｆ，ｔ）－ｄｌ??ＳＬｄ－?ＳＬｃ?＝?－（ｐｉＬｄ?Ａ（ｒ，ｔ）－ｄｌ??２ｎ?［Ｌｃ?－?—、?２ｎ?ｆＬｃ?ｍ??ｎ?士（ｒ，０?ｉ?Ｗｄ／??２ｎ?［Ｇａ?、?２ｎ?ｆＧａ?ｍ??而在超導(dǎo)體內(nèi)部我們認為??３??

￣?ｔ??ｆ?＝?一??Ｔ??這個方程類似于如圖３?（ｂ）所示的鐘擺運動的方程。接著我們直接來看不同條件??下方程的解。當(dāng)凡《１時，超導(dǎo)結(jié)的／－Ｋ曲線如圖３?（ｃ）所示，無論恒定電流的??方向是從正到負還是從負到正，曲線完全重合，這就是我們說的過阻尼的超導(dǎo)結(jié)。??當(dāng)札》１時，超導(dǎo)結(jié)的／－Ｋ曲線如圖３?（ｄ）所示，恒定電流掃描的方向不同，??引起曲線的回滯，這就是我們說的欠阻尼的超導(dǎo)結(jié)。??（ａ）?ｒ：?■?＇??（ｂ）?Ｑ??舍ｆｊ?°?ｅ＼ｅ??ｖ?Ｉ?卜Ｍ?：Ｉ；Ｃ?＾?＇ｗ?＾??￣?Ｈｉ?＼?ｍｇ??（ｃ）?１?｜?．?（ｄ）?ｒ．??■ＩｊＵｅ?Ｉ?＾?－＞Ｓｌｅ?／?＼?＾??￣?ｌ／ｌ／ｅ?Ｉ?／，?ｌ／ｉ／ｅ?＜Ｖ＞??，／＾ｒ—?－ｌｃ?—?－＼ｔ??圖３?（ａ）?ＲＣＳＪ模型超導(dǎo)結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖（ｂ）ＲＣＳＪ模型最后得到的方程其實與鐘擺的物理問??題得到的方程相類似（ｃ）過阻尼超導(dǎo)結(jié)的／?－?曲線（ｄ）欠阻尼超導(dǎo)結(jié)／?－?１／曲線［７１］??６??


本文編號：3072989