Эффект Джозефсона в контактах, содержащих многослойные FN структуры

• Автор: Карминская, Татьяна Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 86 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1 Эффективное уменьшение обменной энергии в Б-ИМ-З

джозефсоновских переходах

1.1 Структура Б-ЕГ4-Б перехода

1.2 Анализ волновых векторов и критического тока

1.2.1 Предел большого сопротивления FN границы слабой связи

1.2.2 Предел малого сопротивления ЕЙ границы слабой связи

1.3 Выводы главы

Глава 2 Критический ток Б-ЕУЕ-Б джозефсоновского перехода с коллинеарными векторами намагниченностей ферромагнитных пленок

2.1 Структура Б-ЕИЕ-Б перехода

2.2 Анализ волновых векторов и критического тока
2.2.1 Предел большого сопротивления FN границы слабой связи
2.2.2 Предел сильной нормальной пленки
2.2.3 Антипараллельная ориентация векторов намагниченностей
2.2.4 Параллельная ориентация векторов намагниченностей
2.2.5 Синхронизация волновых векторов
2.2.6 Критический ток
2.3 Выводы главы
Глава 3 Управление критическим током Б-ИКЕ-Б джозефсоновского перехода изменением взаимной ориентации векторов намагниченностей на произвольный угол
3.1 Структура Б-ЕИЕ-Б перехода
3.2 Предел сильной нормальной пленки
3.3 Анализ волновых векторов
3.4 Критический ток
3.5 Выводы главы
Глава 4 Критический ток Б-Е]М-Б джозефсоновских переходов в случае
произвольной толщины пленок в области слабой связи
4.1 Структура Б-ЕЫ-Б перехода

4.2 Критический ток Б-РМ-Э перехода
4.3 Свойства волнового вектора <7
4.4 Критический ток
4.5 Выводы главы
Заключение
Список публикаций автора
Список литературы

Введение
Актуальность темы
В настоящее время значительный интерес проявляется к джозсфсоновским структурам, содержащим ферромагнитные материалы в области слабой связи [1]-[4]. Эффект близости в ЯР структурах приводит к проникновению сверхпроводящих корреляций в ферромагнитный металл на длину порядка = (тр)121 гДе Н -величина обменной энергии, Бр - коэффициент диффузии ферромагнитного металла. В отличие от Бт структур в ЭР структурах эти корреляции не только затухают на длине когерентности, по и испытывают затухающие осцилляции как функция толщины ферромагнитной прослойки.
Такое поведение волновой функции качественно можно объяснить следующим образом. Куперовская пара, состоящая из электронов с противоположными импульсами и спинами проникает через БР границу в ферромагнетик. В присутствующем в ферромагнетике магнитном поле электрон со спином, направленным вдоль поля уменьшает свою энергию на II, а электрон со спином, направленным против ноля, увеличивает свою энергию на Н. Вследствие этого, в присутствии обменного ноля куперовская пара получает ненулевой импульс, что и приводит к осцилляциям ее волновой функции ]5|. Это явление аналогично состоянию, рассмотренному в [6] - [7].
Вследствие осциллирующего характера волновой функции критическая температура структуры, содержащей ферромагнитную прослойку, ведет себя немонотонно [9] - [13], а критический ток 1с перехода должен испытывать затухающие осцилляции с изменением толщины ферромагнитной прослойки, переходя из состояния с положительным значением 1с в состояние с отрицательным значением критического тока (0 — 7г-переход). Это явление было теоретически предсказано в |8] для джозефсоновского контакта с магнитными примесями внутри диэлектрической прослойки и в [14] - [15] для БРБ переходов в чистом и грязном пределах, а впервые нашло экспериментальное подтверждение в работах [23] - [26].
При описании эффекта близости в БР структурах применимы методы квантовой

2.2.4 Параллельная ориентация векторов намагниченностей
Выражения (2.30), (2.31) заметно упрощаются при /ц = /г2 = Н и сводятся к
о о 1 О h
91 = 42 = Т2 + 72 + (2-34)
Ьр V?
, П, { + )еР + Щ1 + гНеР
93 е» асж+№Ср2+т' ( ’
При параллельной ориентации векторов намагниченностей переход может находиться как в 0, так и в тг состоянии (см. главу 1).
2.2.5 Синхронизация волновых векторов
Интересно отметить, что при малых значениях Лх, /12 в системе имеет место синхронизация: 1т = 1т?2 и в том случае, когда /ц не равно строго /г2.
Относительная ширина области синхронизации ц = (|/11| — |/гг|)/111 при /ц « 1 и
г = (СлУСт)2 = Ю0, £лг/Слг = 4, = Ю составляет примерно 30 процентов и
сужается с дальнейшим ростом Иг-
Рис. 2.3. Зависимость мнимой части = 10, Т = 0.5ТС.