Транспортные свойства слоистых гетероструктур ферромагнетик / сверхпроводник во внешнем магнитном поле

• Автор: Авдеев, Максим Викторович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Эффект близости в системах

ферромагнетик - сверхпроводник

1.1. Эффект близости

1.2. Неоднородное сверхпроводящее состояние ЛОФФ

1.3. Теория эффекта близости в слоистых ГБ структурах

1.4. Модель спинового переключателя тока на основе трёхслойных

РЭ структур

Глава 2. Микроскопическая теория Ев структур во внешнем магнитном поле

2.1. Эффективный гамильтониан магнитного сверхпроводника

2.2. Гриновскио функции сверхпроводящего состояния
2.3. Уравнения для парной амплитуды в Э и Б’ слоях
2.4. Граничные условия для парной амплитуды для слоистых РЭ
систем
Глава 3. Транспортные свойства симметричных ЕЭ структур в магнитном поле
3.1. Введение
3.2. Краевая задача и уравнения Узадсля
3.3. Распределение плотности экранирующего тока в РЭ структурах
3 4. Спиновый переключатель на основе симметричной РЭР системы в маыштном поле
Глава 4. Трёхслойные асимметричные ЕБ структуры во внеш-

нем магнитном поле
4.1. Введение
4.2. Трёхслойная FSF система
4.3. Трёхслойная FFS система
4.4. Обсуждение результатов
Заключение
Цитированная литература
Список публикаций автора
Авторские свидетельства
Приложение. Описание программного комплекса “Proximity Effect 1.0”

Введение
Актуальность работы. Несмотря на то, что сверхпроводимость была открыта Камерлингом-Оннесом в 1911 т., первая микроскопическая теория, объясняющая это явление, была создана лишь в конце 50-ых годов Бардиным, Купером и Шриффероы [1] (теория БКШ). Однако, интерес к этому явлению не ослабевает и в настоящее время. В первую очередь это связано с практическим применением этого явления в области слаботочной электротехники и электроники. Здесь, прежде всего, нужно назвать приборы уникальной чувствительности, основанные на эффекте Джозефсона, сверхпроводящие квантовые интерферометры (сквиды), болометры, СВЧ-резонаторы, параметрические преобразователи частоты и.т.п. [2. 3].
Особые перспективы связываются с исследованиями сверхпроводящих контактов, состоящих из чередующихся слоев сверхпроводящего (Э) и ферромагнитного (Б) металлов, с толщинами слоёв, лежащих в нанометровом диапазоне (см. обзоры [4-8], а также приведённые в них ссылки).
Во-первых, такие искусственно созданные системы уникальны тем, что в них сосуществуют два конкурирующих явления - сверхпроводимость и магнетизм. Важно отмстить, что в однородных материалах сосуществование этих двух антагонистических явлений требует специальных, достаточно трудно выполнимых условий. В искусственно созданных БЭ контактах, где сверхпроводящий и ферромагнитный порядки пространственно разделены, такое сосуществование становится возможным и приводит, благодаря эффекту близости [9], к наведению в Б слоях сверхпроводящих корреляций. С другой стороны, наличие обменных полей существенно модифицирует сверхпроводящие свойства слоистых ББ систем (т.н. магнитный эффект близости [8]). В таких системах возникает многообразие явлений, которые можно контролировать, меняя параметры ББ контакта, например толщины Э и Б слоёв. Однако, с

Здесь рр и ур - импульс п скорость Ферми соответственно. При выводе (2.31) предполагалось, что ррК 1, т.е. нас фактически интересует вид функции 0 на расстояниях больших, чем атомные. Подставив теперь полученное выражение для функции Грина (2.31) в определение (2.28), получим явный вид для ядра К в случае однородного магнитного сверхпроводника без учёта внешнего магнитного поля
/ т* 2 ( 2Ы — г 21 агпЯ зепсн
Кад(К,ы) = бар (—) ехр(- Я] . (2.32)
При 1 — 0, это выражение сводится к известному выражению для обычного сверхпроводника [71]. Здесь важно отметить тот факт, что при наличии обменного взаимодействия /, действующего на спины электронов проводимости, ядро (2.32) является осциллирующей функцией расстояния 7?. Характерная длина, на которой происходят осцилляции, а/ = Ур/21, получила название длина спиновой жёсткости (см., например обзор [4]). Как впервые было показано в работах Ларкина. Овчинникова [43] и Фульде, Феррела [44] такая осцилляционная зависимость ядра для ферромагнитного однородного сверхпроводника приводит к тому, что ПП также представляет из себя осциллирующую функцию от координаты г и в простейшем случае имеет вид А (г) = ехргкуг. Такое неоднородное состояние с отличным от нуля когерентным импульсом пар в литературе получило название состояния ЛОФФ. Заметим, что в случае грязного металла (случай сильного рассеяния электронов проводимости на немагнитных примесях), величина импульса к/ ~ 1/JlfCif (1} - средняя длина свободного пробега).
Для получения уравнения, которому удовлетворяет ядро (2.32), найдем