| 中文题名： | 斜长针尖qPlus传感器的振动模式和约瑟夫森辐射模式的研究 |
| 姓名： | |
| 保密级别： | 公开 |
| 论文语种： | 中文 |
| 学科代码： | 070201 |
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| 学生类型： | 学士 |
| 学位： | 理学学士 |
| 学位年度： | 2022 |
| 学校： | 北京师范大学 |
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| 第一导师姓名： | |
| 第一导师单位： | |
| 第二导师姓名： | |
| 提交日期： | 2022-05-23 |
| 答辩日期： | 2022-05-18 |
| 外文题名： | Study on vibration mode of qPlus sensor with angled-long tip and Josephson radiation mode |
| 中文关键词： | qPlus传感器 ; 倾斜长针尖 ; 有限元分析 ; Majorana零模 ; 约瑟夫森辐射 |
| 外文关键词： | qPlus sensor ; angled long tip ; finite element analysis ; Majorana zero modes ; Josephson radiation |
| 中文摘要： |
本论文分为两部分。第一部分是斜长针尖qPlus传感器的振动模式研究。原子力显微镜中的核心器件是由音叉和针尖组成的qPlus传感器，其振动性能决定了原子力显微镜的分辨能力。本文采用有限元分析的办法研究了一个具有倾斜长针尖的qPlus传感器。发现倾斜长针尖有多种振动模式，理论上可以实现多个方向原子力的测量，并对不同针尖不同模式的稳定性做出了判断。此外，实验中发现针尖的反向伸长能够提高振动的品质因数，我们的计算结果证实了这一点。第二部分是欠阻尼约瑟夫森拓扑结中的约瑟夫森辐射模式。我们证明了Majorana二能级系统的量子动力学在约瑟夫森辐射谱中诱导了振荡模式。利用Floquet方法，我们得到了这些振荡模式的解析结果，发现它们可以用贝塞尔函数很好地描述。我们进行了数值模拟以验证分析结果，并证明这些贝塞尔辐射图案在很大范围的结参数下都存在。
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| 外文摘要： |
This thesis includes two parts. The first part is on the atomic force microscopy. The core device of AFM is the qPlus sensor, which is a tuning fork with a tip attached to the end of its arm. Its vibration performance determines the resolution of AFM. This paper studies a qPlus sensor with an angled, long tip by the method of finite element analysis by computer calculation. It is found that the angled, long tip has several vibration modes, which can theoretically realize the measurement of atomic force in multiple directions. The stability of different modes of different tips has also been judged. In addition, it is found that the reverse elongation of the tip can improve the quality factor of vibration in experiment, which confirmed by our calculation results. The second part is on Josephson radiation in underdamped topological Josephson junction. We show that the quantum dynamics of the Majorana two-level system induces oscillatory patterns in the Josephson emission spectra. With the Floquet method, we obtain analytical results for these oscillatory patterns and find that they are well described by Bessel functions. We perform numerical simulations to verify the analytical results, and demonstrate that these Bessel radiation patterns exist for a wide range of junction parameters.
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| 参考文献总数： | 35 |
| 优秀论文： | |
| 作者简介： | 张阅剑，北京师范大学物理学系2018级本科生，以第一作者身份公开发表论文两篇，一篇在《物理实验》上，一篇在Phy. Rev. B上。 |
| 插图总数： | 21 |
| 插表总数： | 1 |
| 馆藏号： | 本070201/22133 |
| 开放日期： | 2023-05-23 |
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