1 中国科学院物理研究所，凝聚态理论与计算重点实验室，北京 100190
2 中国科学院大学物理科学学院，北京 100049
3 松山湖材料实验室，广东 东莞 523808
研究了层状高温超导体中约瑟夫森等离子体模式对电场的非线性响应及对应的太赫兹二维相干光谱。从半经典有效模型出发，推导出了约瑟夫森相位的运动方程。通过求解这一运动方程，发现太赫兹二维相干光谱中存在“泵浦-探测”信号、回波信号、失相信号和双量子相干信号。进一步将这些信号与刘维尔路径联系起来，说明体系的具体激发过程，并借此说明这些信号的潜在应用。
太赫兹 太赫兹二维相干光谱 约瑟夫森等离子体模式 层状高温超导体 中国激光
2023, 50(17): 1714014
1 中国科学院物理研究所, 北京 100190
2 松山湖材料实验室, 东莞 523808
超导薄膜不仅在超导应用方面扮演着举足轻重的角色, 而且是超导机理研究的良好载体, 是连接超导应用和机理的桥梁。脉冲激光沉积(PLD)是最常用的超导薄膜制备技术之一。本文综述了PLD技术制备铜氧化物、铁基、氮化物、钛氧化物等超导薄膜的研究进展, 并介绍了与高温超导薄膜应用相关的两种PLD新技术: 超导带材和大面积薄膜制备。最后, 本文介绍了基于材料基因工程的高通量组合薄膜技术在高温超导研究上的典型成功案例。继续发展和使用该实验技术, 构建与高温超导相关的高维相图和定量规律, 有望实现机理研究实验上从量变到质变的全面突破。
超导薄膜 脉冲激光沉积 超导机理 超导应用 高温超导 高通量组合薄膜 superconducting film pulsed laser deposition mechanism of superconductivity application of superconductor high-Tc superconductor high-throughput combinatorial film
安徽理工大学力学与光电物理学院，安徽 淮南 232001
马约拉纳费米子遵循非阿贝尔统计，在拓扑量子计算和量子信息处理方面具有潜在的应用前景。过去十多年中，各种可能存在马约拉纳零模的复合低维凝聚态系统相继被提出，并通过各种电学手段探测到了类似马约拉纳费米子的信号，如半导体纳米线/超导体系统、铁原子链/超导结构、铁基超导复合系统，以及拓扑绝缘体/超导体异质结等，并且拓扑绝缘体可能存在马约拉纳费米子的提议备受关注。最近几年也在实验上观测到了类似马约拉纳费米子的信号。然而对于马约拉纳费米子在低维凝聚态系统中存在的确凿证据以及马约拉纳费米子实现的拓扑量子计算还有待研究。本文综述了在各种复合低维凝聚态系统中找寻马约拉纳费米子的方案，并对实验探寻马约拉纳费米子的电学方法进行了详细的阐述。当前马约拉纳费米子的理论研究和实验探测方案主要集中在电学测量方面，为了得到更确凿的马约拉纳费米子的证据，有必要提出可供选择的探测马约拉纳费米子的方法或模型。考虑目前在微纳尺度上的技术进展，结合复合微纳系统，通过引入光学泵浦-探测技术，提出一系列全光学探测马约拉纳费米子的方法。然后，对光学探测马约拉纳费米子，以及马约拉纳费米子诱导的相干光学传输进行了综述。最后，展望了在固态量子器件中马约拉纳费米子在拓扑量子计算上的应用前景。
量子光学 马约拉纳费米子 半导体纳米线 铁原子链 超导结构 拓扑绝缘体 光学泵浦-探测技术 量子点 纳米机械振子 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0500002
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 电子科技大学 基础与前沿研究院, 成都 610054
为了研究不同形状的防辐射屏自发辐射对探测器的影响并找出影响最小的防辐射屏形状, 采用理论计算对抛物面、双曲面、半椭球面(含半球面)、台柱面(含圆柱面和圆椎面)的防辐射屏内屏自发辐射至探测器的功率进行了系统分析。结果表明, 各种形状防辐射屏自发辐射至探测器的功率随防辐射屏高度与底面半径比值的增大而先减小再增大, 其中最大值为与探测器尺寸相关的常数, 最小值出现在防辐射屏高度与底面半径接近或相等时; 当防辐射屏为半椭球面且高度和底面半径相等(即半球面)时, 自发辐射至探测器的功率小于其它任何形状的防辐射屏, 且与防辐射屏尺寸及顶部开小孔与否无关。本研究能为防辐射屏结构设计提供有价值的参考。
探测器 防辐射屏 自发辐射 冷屏 超导 detector radiation shield spontaneous radiation cold shield superconductor
Author Affiliations
Abstract
P.N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow119991, Russia
Nowadays, inertial confinement fusion (ICF) research related to noncontact positioning and transport of free-standing cryogenic targets is playing an increasingly important role in this field. The operational principle behind these technologies is the magnetic acceleration of the levitating target carrier (or sabot) made from Type-II, high-temperature superconductors (HTSCs). The physics of interaction among levitation, guidance and propulsion systems is based on a quantum levitation of high-pinning HTSCs in the mutually normal magnetic fields. This paper discusses current target delivery strategies and future perspectives to create different permanent magnet guideway (PMG) systems for ICF target transport with levitation. In particular, several PMG building options for optimizing both suspension and levitation of ICF targets using an HTSC-sabot will be analyzed. Credible solutions have been demonstrated for both linear and round PMGs, including the ones with a cyclotron acceleration process to realize high-running velocities of the HTSC-sabot for a limited magnetic track. Focusing on physics, we describe in detail the main aspects of the PMG building and the results obtained from computations and proof of principle experiments. High-pinning HTSC magnetic levitation promises a stable and self-controlled levitation to accelerate the ICF targets placed in the HTSC-sabots up to the required injection velocities of 200 m/s and beyond.
high-temperature superconductor-sabot inertial confinement fusion permanent magnet guideway system stability target delivery with levitation Type-II superconductivity High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(2): 02000e11
闽南师范大学 物理与电子信息工程学院,福建 漳州 363000
构造一个简易的模型描述拓扑超导相中Majorana 费米子的约瑟夫振荡,与平庸相中的约瑟夫振荡相比,周期增大一倍.其本质的原因是由于拓扑超导相中发生量子隧穿的Majorana 费米子对的电量为e,而平庸相中量子隧穿的库珀对的电量为2e。
拓扑超导 Majorana费米子 约瑟夫振荡 topological superconductor Majorana fermions Josephson oscillation
1 山东大学 信息科学与工程学院, 山东 济南 250100
2 中国科学院物理研究所 北京凝聚态国家实验室, 北京 100190
用激光脉冲沉积(PLD)方法, 以MgAl2O4(001)为衬底制备了过渡金属氧化物LiTi2O4薄膜.采用X射线衍射(XRD)对所制备材料进行结构测试, 结果表明, 材料具有立方尖晶石单相结构, 结晶性能良好.应用拉曼光谱和光谱椭偏仪(SE)分别研究了材料在常温下的拉曼活性声子特性和可见-近红外波段的折射率和消光系数.应用第一性原理计算了LiTi2O4材料的能带结构和态密度, 结果表明理论计算结果和实验测试结果具有很好的一致性, 能带计算结果能够很好的解释薄膜的光学常数.
第一性原理 椭偏光谱 消光系数 过渡金属氧化物 高温超导 first-principles ellipsometry extinction coefficient transition-metal oxides high temperature superconductor
中国科学院 紫金山天文台射电天文重点实验室，江苏 南京 210000
太赫兹波段占有宇宙微波背景(CMB)辐射以后宇宙空间近一半的光子能量，该波段在天文学研究中具有不可替代的作用，因此太赫兹天文学的研究，具有极其重要的科学意义。本文系统介绍了基于超高灵敏度太赫兹超导探测技术的太赫兹相干探测器发展状况，包括超导隧道结混频器(SIS)和超导热电子混频器(HEB)，以及以超导动态电感探测器(MKIDs)和超导相变边缘探测器(TES)为代表的非相干探测器的研究。在此基础上，展望了该领域未来发展趋势，对我国太赫兹天文探测技术的发展具有一定的参考意义。
太赫兹 超导 相干探测 非相干探测 THz superconductor coherent detection incoherent detection
超导纳米线单光子探测器 (SNSPD)是一种新型的单光子探测器，相对于传统的半导体单光子探测器件，具有高计数率、低暗计数等明显优势，然而 SNSPD需要在接近临界状态的偏置条件下和多个模块配合才能触发热点效应。本文设计了一种 NbN材料的超导纳米线单光子探测实验系统用的偏置电源系统，辅助功能是温度控制和信号调理。实验表明， 4个通道可以独立稳定输出精确度为0.1 μA且0~99.9 μA区间可调的恒流偏置，温度测量的精确度为 0.05 K，热点效应产生的脉冲信号被调理后成功地被分析仪器检测到，满足单光子探测的要求。
单光子探测器 超导 偏置 精确度 Single Photon Detector superconductor bias precision 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(4): 640
