由上下兩層超導(dǎo)層和中間一層絕緣層組成的超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)因自身具有豐富的物理特性而備受關(guān)注.約瑟夫森渦旋存在于超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)中,自從2003年Wallraff和M.V.Fistul等人首次觀察到了環(huán)形約瑟夫森結(jié)中存在單個(gè)渦旋的量子隧穿現(xiàn)象以后,約瑟夫森渦旋成為量子計(jì)算機(jī)研發(fā)中量子比特重要的候選者之一.實(shí)驗(yàn)上對(duì)不同形狀的超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)的成功制備與結(jié)中約瑟夫森渦旋的研究觀測(cè)為我們從理論上探究約瑟夫森渦旋的量子特性提供了良好的平臺(tái)支持.相比于實(shí)驗(yàn)的研究,對(duì)超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)中渦旋機(jī)制的理論研究相對(duì)滯后.本文主要從理論上探討了約瑟夫森渦旋的動(dòng)力學(xué)原理.首先我們從超導(dǎo)約瑟夫森偏流主方程(?)出發(fā)建立模型,將超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)中的渦旋類比為粒子在搓衣板勢(shì)阱(?)的運(yùn)動(dòng).基于路徑積分中的瞬子方法在對(duì)粒子的隧穿性質(zhì)研究上的優(yōu)勢(shì)明顯,我們利用這一方法從理論上計(jì)算了約瑟夫森結(jié)中渦旋隧穿率、能級(jí)劈裂度、溫度對(duì)隧穿率的影響等動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.得到的基本結(jié)論如下:(1)單阱近似得出束縛態(tài)能級(jí)分布:由于隧穿現(xiàn)象的存在導(dǎo)致勢(shì)阱中的能態(tài)不穩(wěn)定,能級(jí)獲得了一個(gè)與隧穿有關(guān)的虛部.(2)單側(cè)隧穿近似:并給出適用于全溫度范圍內(nèi)的隧穿率.(3)...

【文章頁(yè)數(shù)】：49 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)
    1.2 約瑟夫森渦旋研究進(jìn)展
    1.3 本文主要工作
2 路徑積分中周期瞬子方法介紹
    2.1 Feynman路徑積分
        2.1.1 路徑積分的基本思想
        2.1.2 路徑積分的等價(jià)性探討
    2.2 周期瞬子解
3 用周期瞬子方法計(jì)算約瑟夫森渦旋的隧穿特性
    3.1 建立理論模型
    3.2 渦旋在勢(shì)阱中的逃逸現(xiàn)象
        3.2.1 單阱近似下的分立能級(jí)解
        3.2.2 單側(cè)隧穿近似下的隧穿特性
    3.3 渦旋在雙阱中的相干劈裂
        3.3.1 偏置電流對(duì)勢(shì)阱影響
        3.3.2 能級(jí)劈裂、隧穿率的計(jì)算
        3.3.3 隧穿率對(duì)溫度的依賴性效應(yīng)
        3.3.4 從量子隧穿到熱助隧穿的相變過(guò)程
4 結(jié)論和展望
5 參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號(hào)：3811574