Исследование сверхпроводящих джозефсоновских контактов с туннельным и ферромагнитным слоями

• Автор: Столяров, Василий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1. Введение

1.2. Сверхпроводимость и квантовые когерентные явления в сверхпроводниках

1.3. Эффекты Джозефсона и джозефсоновские контакты

1.3.1. Туннельный джозефсоновский контакт

1.3.2. Резистивно-шунтированная модель джозефсоновского контакта (RCSJ)

1.3.3. Температурная зависимость критического тока в SIS и SNS джо-зефсоновских контактах
1.4. Джозефсоновский контакт в магнитном поле
1.5. Эффект близости на SN и SF-границах раздела
1.5.1. Джозефсоновский SFS л-контакт
1.5.2. Джозефсоновский SIFS контакт :
1.6. Экспериментальное наблюдение О-я-перехода
1.7. Преимущества SIFS джозефсоновских контактов
1.8. RSFQ-логика, комплементарная ячейка, SFQ-тригер
ГЛАВА 2. Технологические и экспериментальные методы
2.1. Введение
2.2. Установки магнетронного напыления многослойных тонкопленоч-
ных структур, используемые при изготовлении джозефсоновских контактов

2.3. Технологии изготовления многослойных тонкопленочных структур для Аг-ЭШЭ джозефсоновских контактов и для РгіРе-ЭРЭ и
джозефсоновских контактов
2.4. Формирование туннельного слоя А120
2.5. Установка фотолитографии МЛВ-4 и фоторезист AZ5214E
2.6. Установка реактивного плазмохимического травления тонких пленок (ШЕ)
2.7. Установка анодирования
2.8. Технология изготовления туннельных джозефсоновских контактов
• методом мультиплицирования
2.9. Технология изготовления Аг-ЭЛРЭ джозефсоновских контактов с клином по толщине Р-слоя методом мультиплицирования
2.10. Установка термического напыления тонких пленок (ТЕЭ)
2.11. Технология изготовления РсіТе-БЕВ джозефсоновских контактов
2.12. ЭСиГО-измерения РйРе-ЭРЭ ЛЛэ
2.13. Технология изготовления джозефсоновских контактов Р(іРе-31¥3
2.14. Методика транспортных сіс-измерений РсІРе-ЗШБ джозефсоновских контактов
2.15. <1с-измерения АТ-БШв джозефсоновских контактов и Н3 система
ГЛАВА 3. ЭШЭ джозефсоновские контакты с сильным ферромагнетиком
3.1. Введение
3.2. Особенности изготовления джозефсоновских контактов т/А1203/Си/Мг/т
3.3. Транспортные измерения на Аг-ЭГРЭ джозефсоновских контактах
3.4. Обсуждение экспериментальных результатов
3.5. Заключение по результатам третьей главы
ГЛАВА 4. Магнитные переключатели на основе джозефсоновских переходов с магнитомягкой прослойкой

4.1. Введение
4.2. Характеризация слабого ферромагнитного сплава Рс1Ре
4.3. Особенности изготовления и измерения БРБ ЛЛэ
4.4. Экспериментальные результаты и влияние магнитной анизотропии
на характеристики РЛРе-БГЗ контактов
4.5. Влияние уменьшения размера РРе-ЭРЭ контактов на транспортные характеристики. Джозефсоновская магнитометрия
4.6. Магнитные переключатели на основе БРЯ контактов
4.7. Заключение по результатам четвертой главы
ГЛАВА 5. Джозефсоновские контакты с высокими критическими
напряжениями и переключатели на их основе
5.1. Введение
5.2. Особенности изготовления образцов РсРе-ЭШВ контактов
5.3. Транспортные измерения и характеристики РсРе-ЭШЭ контактов
5.4. Переключатели 81РЭ на основе Рс1Ре-МЯЛз
5.5. Аппроксимация экспериментальных данных
5.6. Устойчивость во времени логических состояний Рс1Ре-контактов
5.7. Заключение по результатам пятой главы
Заключение
Литература
Приложение-СБ диск

симости 1С{Н) затем измерялись при малых приложенных полях при =4.2 К. Достаточно небольшая (~7 Гс) неусредненная остаточная намагниченность ферромагнитного слоя складывалась с внешним приложенным магнитным полем, что приводило к сдвигу "фраунгоферовской" зависимости и уменьшению, практически до нуля, критического тока при поле Н=0.

В работах [6, 13, 14, 45] устойчивость доменной структуры Г-слоя к небольшим приложенным полям была необходима для изготовления стабильных инверторов сверхпроводящей фазы, как это обсуждается ниже. Для реализации магнитных переключате-
РиС. 1.11. Сдвиг зависимости 1С(Н) под действием лей, описанных в двух последних „ „
’ J остаточной намагниченности г -слоя для ЬгЬ сэндвича
главах диссертации, необходимы, Л'Ь - СиШ - N>1 (с размерами 50 x 50 мкм2): кривая
до намагничивания, кривая 2 - после намагничивания
наоборот, магнито-мягкие ферро
(Из работы |5|.)
магнитные барьеры. Как будет показано в Главе 4, кривые /С(Я) джозефсоновских ЭРЭ-переходов А'Ь — Рф).99р’ео.о1 — N1) на основе слабоферромагнитных слоев Р7Ре демонстрируют гистерезис даже при развертках Н~ ±2 Гс.
1.5. Эффект близости на БК и ЭР-границах раздела
Поскольку объектами исследований в диссертации являются многослойные сэндвичи 81РЭ и ЗРБ типа, необходимо подробно обсудить контактные явления, возникающие на границе сверхпроводника с несверхпроводящим металлом: нормальным металлом (14) и ферромагнетиком (Р)