研究目的
研究光激发对基于石墨烯的约瑟夫森结中超导邻近效应的影响。
研究成果
研究表明,基于石墨烯的约瑟夫森结中的临界电流可通过光激发进行调控,且石墨烯中的电子温度与光照功率的1/3次方成正比。这表明光生非平衡载流子动力学是导致临界电流随光照功率变化的原因,暗示其在超导光电器件中具有潜在应用价值。
研究不足
该研究仅限于单一波长(1.31微米)的光线,未探究不同波长的影响。此外,样品对更高照明功率的响应也未得到充分表征。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用波长为1.31微米的单色光照射超导体/单层石墨烯/超导体(SGS)约瑟夫森结,以研究光激发下的超导邻近效应。
2:31微米的单色光照射超导体/单层石墨烯/超导体(SGS)约瑟夫森结,以研究光激发下的超导邻近效应。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:SGS结制备于高p型掺杂硅衬底上,衬底具有热氧化生长的二氧化硅层。单层石墨烯通过机械剥离Kish石墨获得,超导电极采用Ti/Al/Ti三层结构。
3:实验设备与材料清单:
样品安装于稀释制冷机中。连续波(CW)模式工作的激光二极管发出波长λ=1.31微米的光,通过光纤引导至SGS结。
4:31微米的光,通过光纤引导至SGS结。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:测量电流-电压(IV)特性随背栅电压Vbg、光照功率Ptot和浴温Tbath的变化关系。
5:数据分析方法:
分析临界电流Ic和常态电阻Rn随光照功率及浴温的变化,以理解光激发对超导态的影响。
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laser diode
CW mode at the wavelength k ? 1.31 lm
Used to illuminate the SGS junction with monochromatic light.
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optical fibers
Guided the light from the laser diode to the SGS junction.
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dilution refrigerator
Used to mount the sample and maintain low temperatures during the experiment.
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Ti/Al/Ti trilayer
Used as the superconducting electrodes in the SGS junction.
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Al2O3 layer
Grown by atomic layer deposition to protect the junction area from unintentional contaminants.
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