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二硼化镁(MgB2)为迄今为止临界转变温度最高的金属化合物超导体(39K)。相比高温氧化物超导体，MgB2具有结构简单、晶界弱连接弱、相干长度长等优势，因此在超导电子应用领域有广阔的前景。基于高质量薄膜的约瑟夫森(Josephson)结是超导弱电应用的关键，对MgB2薄膜及其Josephson结的研究有非常重要的意义。
本论文利用电子束蒸发交替蒸镀B、Mg先驱膜后原位退火的方法在Si(111)衬底上制备了MgB2超导薄膜，其超导临界转变温度（Tc）高于30K。探索了利用飞秒激光在薄膜上刻蚀微桥结构的工艺条件，使用扫描电子显微镜观察了样品的形貌，并测量了样品的电输运特性(R-T、I-V)。研究结果表明：
飞秒激光焦点间距D=7μm时，桥区宽度大于1um，表现出薄膜的超导特性，临界电流密度Jc约为3×105A/cm2，正常态电阻Rn约为183O;D=6um时，桥区宽度约为200nm,I-V曲线受热噪声影响明显，表现出弱的超导电性，但是没有明显的Josephson效应的证据；D=5um时，样品表现出半导体或绝缘特性，类似于在薄膜上刻蚀一定深度的沟道，在薄膜Tc以下，I-V曲线中观察到负阻区域，研究认为可归因于MgB2-Si界面的Andreev反射。
利用飞秒激光在Si衬底MgB2薄膜上刻蚀一定深度的沟道结构，研究了MgB2薄膜和Si衬底的界面特性。作者认为MgB2薄膜和N型Si衬底界面能带结构类似于金属-半导体肖特基接触,电子隧穿界面势垒为主要输运机制，隧穿电流I和外加偏压V、温度T满足：I=I0exp(AV+BT)的关系。当温度高于200K时，Si衬底中电子向MgB2薄膜扩散，提高了薄膜载流子浓度，很好地解释了MgB2薄膜R-T曲线200K以上电阻随温度升高而减小的行为。