Электронный транспорт в бикристаллических переходах и гибридных гетероструктурах из купратных сверхпроводников

• Автор: Кислинский, Юлий Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Кристаллическая структура купратных сверхпроводников
1.2. Бикристаллические переходы: структура и физические модели
1.3. Многослойные джозефсоновские переходы из купратных сверхпроводников
1.4. Переходы с нетривиальными ток-фазовыми зависимостями сверхпроводящего тока
1.5. Метод измерения ток-фазовой зависимости
1.6. Магнитополевые зависимости критического тока в переходах из купратных сверхпроводников
1.7. Локализованные состояния в купратных диэлектриках
1.8. Постановка задачи
Глава 2. Методика электрических измерений
2.1 Измерения вольтамперных характеристик
2.2. Магнитополевые измерения
2.3. Методика определения ток-фазовой зависимости по ступеням Шапиро
2.4. Измерения второй гармоники ток-фазовой зависимости по
детекторному отклику на воздействие электромагнитного излучения
Глава 3. Бикристаллические переходы из купратных сверхпроводников
3.1. Технология изготовления переходов на бикристаллических подложках
3.2. Зависимости критических токов и нормальных сопротивлений от
углов разориентации
3.3. Приделы применимости модели
3.4. Детектирование субммиллиметрового излучения

Глава 4. Гибридные оксидные меза-гетероструктуры на наклонных купратных пленках
4.1. Транспорт постоянного тока
4.2. Магнитополевые зависимости критического тока гибридных оксидных меза-гетероструктур на наклонных пленках
4.3. Ток - фазовые зависимости гибридных оксидных меза-гетероструктур на наклонных пленках
Г лава 5. Г ибридные оксидные меза-гетероструктуры с
антиферромагнитной прослойкой
5.1. Структура и сопротивление пленок СаГхСиСЬ
5.2. Эффект близости в сверхпроводящих гибридных оксидных
меза-гетероструктурах с тонкими антиферромагнитными прослойками
5.3. Меза-гетероструктуры с толстыми антиферромагнитными прослойками
5.4. «Гигантские» магнитоосцилляции критического тока в меза-гетероструктурах
с прослойкой СаогозСиСЬ
5.5. Ток - фазовые зависимости меза-гетероструктур с прослойками СаГхСиОг
Заключение. Основные результаты диссертации
Библиографический список литературы
Основные публикации автора по теме диссертации
Приложение. Ослабление помех фильтрами низкой частоты
Предметный указатель
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы, объект и предмет исследования. В последнее время большое внимание уделяется процессам протекания сверхпроводящего и квазичастичного тока в тонкопленочных структурах на основе купратных сверхпроводников (КС), которые обладают с1х2.у2 - симметрией сверхпроводящей волновой функции (О-сверхпроводники). В отличии от металлических сверхпроводников с Б-симметричным изотропным параметром порядка (8- сверхпроводников), в Б-сверхпроводнике параметр порядка меняет знак при изменении на 90° направления импульса квазичастиц в аЬ-плоскости кристаллической решетки. В результате, у контактов между В- и Б-, а также между И- и Б-сверхпроводниками, зависимость сверхпроводящего тока К от разности фаз ф между волновыми функциями параметра порядка (ТФЗ) может отличаться от - синусоидальной. Сложный химический состав КС и их высокая чувствительность к содержанию кислорода влияют на физические свойства контактов сверхпроводников вблизи границы раздела. В КС наблюдается высокая температура сверхпроводящего перехода (Тс) и амплитуда параметра порядка А существенно выше, чем у обычных (металлических) сверхпроводников, так у ТВагСизСТ-б (УВСО) она достигает А~30н-40 мэВ при температуре Т=4.2 К. Однако, соответственного увеличения характерного напряжения переходов 'У’с=1сКы (1с
критический ток, 11н - нормальное сопротивление), у О-сверхпроводников - не наблюдается, тогда как у Э-сверхпроводников напряжение Ус~Л. Величина Ус определяет сигнальные и шумовые характеристики перехода. У наиболее воспроизводимых переходов в эпитаксиальных пленках УВСО на бикристаллических подложках Ус1 мВ при Т=77 К. Поэтому исследование зависимостей 1с и 11н от углов разориентации бикристаллических переходов и детектирование ими субмм. излучения представляет значительный интерес.
Структуры с магнито-активными прослойками вызывают большой интерес в настоящее

Критическое поле Нсо=Фо/(А,л) соответствует проникновению 1 вихря в переход. Для 1с(Н) при 1>4Ал характерны: линейное падение критического тока на главном пике, ненулевые минимумы и ассиметрия ВАХ при положительных и отрицательных токах смещения Д. Расчеты распределения ]с(х) по графикам 1с(Н) подробно описаны в [77].
Рисунок 1.10. Зависимость критического тока от магнитного поля туннельного перехода РЬ/А°/¥ВСО с малой прозрачностью [78]. На вставке зависимость 1с(Т) в нулевом поле.
Из й-волновой симметрии следует, что у контактов между с-направлением Б-сверхпроводника и Б-сверхпроводником должна быть велика вторая гармоника: |я|>1. Но у переходов между с-направлением в+йДу2 сверхпроводника УВСО и РЬ зависимость 1с(Н) была - фраунгоферовой (рис. 1.10), [78]. Эти переходы имели большой гистерезис на ВАХ и большие сопротивления ЛмА-Ю’4 Ом-см2, следовательно, малую прозрачность барьера