近十年來,高溫超導(dǎo)Bi2Sr2CaCu208+δ（BSCCO）太赫茲輻射源作為一種新型的固態(tài)太赫茲源而受到廣泛的關(guān)注,其具有輻射功率大、頻率連續(xù)可調(diào)、頻率覆蓋范圍廣、體積小、功耗低等優(yōu)點,被認為是解決亞毫米波頻段范圍“太赫茲空白”的理想太赫茲輻射源之一。本論文主要從性能提升和應(yīng)用方面的創(chuàng)新對高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源開展了相關(guān)研究,主要的研究成果為:1.in-line結(jié)構(gòu)的BSCCO太赫茲源。我們研究了 BSCCO太赫茲源的輻射性能與結(jié)的數(shù)量、尺寸及自熱等因素的關(guān)系,提出了可以提高輻射性能的in-line結(jié)構(gòu)BSCCO結(jié)陣的制備方法。該制備方法僅需要一次光刻工藝即可實現(xiàn)雙面結(jié)樣品的制備,提高了樣品的制備效率,而且制備的樣品具有輻射功率大、器件散熱性好、頻率可調(diào)范圍廣等優(yōu)點。因此,該制備方法的提出有利于提升BSCCO太赫茲輻射源的性能。2.BSCCO太赫茲源輻射頻率的擴展,實現(xiàn)的最低頻率為0.108THz,最高頻率可達2.09THz,同時把液氮溫區(qū)的太赫茲輻射頻率提高到0.5THz以上。在低頻方面,我們研究了諧振腔尺寸和輻射頻率的關(guān)系,設(shè)計并制備了大尺寸的方形BSCCO結(jié)陣,檢測到最低頻率可達... 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 太赫茲科學(xué)與技術(shù)
        1.1.1 太赫茲簡介
        1.1.2 太赫茲輻射源
        1.1.3 太赫茲檢測器
    1.2 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源
        1.2.1 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源概述
        1.2.2 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源的自熱效應(yīng)
        1.2.3 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源輻射機制的研究
        1.2.4 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源的調(diào)控
        1.2.5 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源的應(yīng)用
    1.3 本論文的主要工作
第二章 BSCCO太赫茲輻射源的制備和測試
    2.1 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源的測試系統(tǒng)
        2.1.1 測試系統(tǒng)及測試原理
        2.1.2 測試系統(tǒng)的組成
    2.2 高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源制備工藝的發(fā)展與創(chuàng)新
        2.2.1 BSCCO太赫茲源制備工藝的發(fā)展
        2.2.2 in-line結(jié)構(gòu)樣品的制備方法
        2.2.3 典型in-line結(jié)構(gòu)樣品測量結(jié)果
    2.3 本章小結(jié)
第三章 BSCCO太赫茲輻射源性能提升的探索
    3.1 低頻BSCCO太赫茲輻射源的實現(xiàn)
        3.1.1 低頻BSCCO源的理論和設(shè)計
        3.1.2 0.15-1.01THz頻率可調(diào)的BSCCO源
        3.1.3 0.108-0.693THz頻率可調(diào)的BSCCO源
        3.1.4 本節(jié)小結(jié)
    3.2 BSCCO太赫茲源輻射功率的提升
        3.2.1 器件的改進
        3.2.2 實驗結(jié)果及分析
        3.2.3 仿真分析
        3.2.4 本節(jié)小結(jié)
第四章 液氮溫區(qū)的高頻BSCCO太赫茲輻射源
    4.1 背景介紹
    4.2 器件的設(shè)計和制備
    4.3 測試結(jié)果及分析
        4.3.1 電輸運和輻射特性測試結(jié)果及分析
        4.3.2 高頻特性結(jié)果及分析
        4.3.3 諧振模式分析與數(shù)值仿真
    4.4 本章小結(jié)
第五章 BSCCO源在氣體檢測上的應(yīng)用研究
    5.1 背景介紹
    5.2 基于直接檢測的氣體檢測實驗
        5.2.1 氣體檢測測試系統(tǒng)
        5.2.2 電輸運和輻射特性的測試結(jié)果和分析
        5.2.3 氣體檢測結(jié)果和分析
    5.3 基于混頻檢測的氣體檢測
        5.3.1 超導(dǎo)集成接收機
        5.3.2 基于混頻檢測的氣體檢測系統(tǒng)
        5.3.3 氨氣和水蒸氣的太赫茲吸收光譜
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄1 超導(dǎo)電性
    1.1 超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)和邁斯納效應(yīng)
    1.2 超導(dǎo)體的特性和特征參數(shù)
    1.3 高溫超導(dǎo)體的探索
    1.4 超導(dǎo)理論
    1.5 超導(dǎo)應(yīng)用
附錄2 約瑟夫森效應(yīng)
    2.1 約瑟夫森效應(yīng)和約瑟夫森結(jié)概述
    2.2 直流約瑟夫森效應(yīng)
    2.3 交流約瑟夫森效應(yīng)
    2.4 約瑟夫森效應(yīng)的應(yīng)用
附錄3 數(shù)值仿真技術(shù)細節(jié)
附錄 參考文獻
發(fā)表論文與申請專利
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Intrinsic superconducting transport properties of ultra-thin Fe1+yTe0:6Se0:4 microbridges[J]. HanCong Sun,YangYang Lv,DaChuan Lu,ZhiBao Yang,XianJing Zhou,LuYao Hao,XiangZhuo Xing,Wei Zou,Jun Li,ZhiXiang Shi,WeiWei Xu,HuaBing Wang,PeiHeng Wu.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2017(11)
[2]高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源與檢測器[J]. 王華兵,許偉偉,吳培亨.  物理. 2017(08)
[3]太赫茲生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的研究進展[J]. 周俊,劉盛綱.  現(xiàn)代應(yīng)用物理. 2014(02)
[4]太赫茲科學(xué)技術(shù)研究的新進展[J]. 趙國忠.  國外電子測量技術(shù). 2014(02)
[5]太赫茲檢測技術(shù)[J]. 金飚兵,單文磊,郭旭光,秦華.  物理. 2013(11)
[6]太赫茲技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 姚建銓.  重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(06)
[7]太赫茲科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用的新發(fā)展[J]. 劉盛綱,鐘任斌.  電子科技大學(xué)學(xué)報. 2009(05)
[8]太赫茲光譜技術(shù)在氣體檢測中的應(yīng)用[J]. 吳亮,凌福日,劉勁松,姚建銓.  激光與光電子學(xué)進展. 2009(07)
[9]一氧化碳的太赫茲時域光譜研究[J]. 胡穎,王曉紅,郭瀾濤,張存林.  光譜學(xué)與光譜分析. 2006(06)

博士論文
[1]高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源自熱效應(yīng)的研究[D]. 嵇敏.南京大學(xué) 2017



本文編號：3631202