准光学介质微波谐振器的研制和超导体微波特性研究

通过研制一种新型准光学介质谐振器（QDR），将我国现有超导微波电动力学特性的研究，从微波波段拓展到毫米波段，从薄膜材料拓展到体材料，特别是高质量单晶材料，进而实现微波复阻抗的高精度测量，特别是电抗分量的高精度测量。.利用这种高精度测量，可以在低温下（直至1-2 K），更加细致、准确地揭示超导态下超流电子和准粒子的行为，研究重点是铁基超导体波函数对称性及其低能激发准粒子的反常行为。通过对于不同分子结构、不同离子类型、以及不同掺杂浓度样品的系统研究，力求为拓展和加深人们对铁基超导体机理的认识。同时继续进行MgB2和其他超导薄膜材料的微波特性研究，并对不同非常规超导体的微波特性进行比较。.QDR技术的发展，为超导毫米波器件的设计打开了新的思路。拟投入适当力量，开展基于QDR技术的高温超导毫米波创新器件的探索研究，力求实现超导物理和超导技术研究的相互推动，满足国家的战略需求。

本课题的目的是通过研制一种新型准光学介质谐振器(QDR)，将我国现有超导微波电动力学特性的研究，从微波波段拓展到毫米波段，从薄膜材料拓展到体材料，特别是高质量单晶材料，进而实现微波复阻抗的高精度测量，特别是电抗分量的高精度测量。.在2010年，课题组研制成功9.375 GHz的白宝石晶体谐振器，完成带有减压降温液池的液氦实验装置，并用此装置开展了对铁基超导薄膜FeSe1−xTex (x=0.7)微波性质的研究。.2011年我们试制了用于液氦温区测试的QDR实验平台，该平台可以在4K-300K的范围内，在Ka波段对超导薄膜和单晶进行自动化微波测量。实验过程和结果表明，实验平台基本符合测量要求，实验结果符合预期， .2012年我们进一步完善了用于液氦温区测试的QDR实验平台，使其工作温度达到1.6K，并可在Ka波段和X波段对超导薄膜和单晶进行自动化微波测量。本课题组还试制了新的带径向裂隙的柱状准光学介质谐振器(QDR)，以用于超导单晶的测量。.利用本课题组研制的QDR实验平台，我们开展了对铁基超导薄膜FeSe1−xTex (x=0-1)和铁基超导单晶BaFe2-xNixAs2微波特性的研究，结果显示，低温时样品的归一化表面电抗和归一化面内穿透深度随温度的变化呈现幂指数关系，表明样品具有多能隙结构。.由于可用于毫米波段测量的准光学介质谐振器(QDR)与常规谐振器相比具有极高的Q值和极低的相位噪声，有望用其制造新型的毫米波本地振荡器，以提高我国毫米波接收机的灵敏度。