Магнитные свойства двумерных решеток туннельных джозефсоновских контактов

• Автор: Ишикаев, Салават Мансурович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 95 с. : ил.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Эффекты Джозефсона. Перспективы практических применений

1.2. Магнитная динамика в регулярных джозефсоновскнх решетках

1.2.1 Экспериментальные исследования свойств регулярных

джозефсоновскнх решеток

1.2.2 Магнитные свойства регулярных джозефсоновскнх решеток

1.3. Самоорганизованная критичность - универсальное явление природы

1.3.1 Самоорганизация критического состояния в слабосвязанных

сверхпроводниках

1.3.2 Экспериментальные исследования явления самоорганизованной

критичности
1.3.3. Постановка задачи
ГЛАВА II. МЕТОДИКИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ДЖОЗЕФСОНОВСКНХ РЕШЕТОК
2.1. 1 Ьготовление регулярных джозефсоновскнх структур
2.1.1 Измерения критического тока и ВДХ образцов при различных
температурах
2.2. Измерения магнитных свойств образцов
2.2.1 Конструкция СКВНД-магнитометра
2.2.2. Оптимизация приемных катушек трансформатора потока СКВИД-магннтометра
2.2.3. Экспериментальная реализация приемной системы и проверка се параметров
Выводы

ГЛАВА III. ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ДЖОЗЕФСОНОВСКИХ РЕШЕТОК
3.1 Измерение температурных зависимостей критических токов одиночных контактов
3.2 Измерение магнитного момента решеток джозефсоновских переходов при различных температурах
3.2.1 Результаты поисков лавин магнитного потока в решетках джозефсоновских переходов Б^-типа и ВТСП-керамнках
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность работы.
В настоящее время наблюдается большой интерес к изучению регулярных двумерных решеток джозефсоновских переходов (в дальнейшем - J-решетки). Опубликовано множество теоретических работ, посвященных магнитным свойствам J-решеток, и в той или иной степени нуждающихся в подтверждении адекватности расчетов эксперименту. Проведено много транспортных исследований J-решеток, однако прямые экспериментальные измерения магнитною момента практически отсутствуют. Сравнение результатов экспериментальных исследований магнитных свойств с представленными в литературе теориями позволяет проверить их применимость к J-решеткам, а также указать факторы, определяющие наблюдаемые явления, что является важной научной задачей. Эксперименты позволяют обнаружить новые явления, т.к. из-за сложности электродинамики J-решеток не все факторы могут быть учтены в теории.
Исследование джозефсоновских решеток актуально и в прикладном плане, т.к. они более эффективные, чем единичные контакты, источники излучения, детекторы, смесители, - благодаря синхронизации излучений от отдельных контактов. Явление джозефсоповской генерации можно использовать для создания перестраиваемых источников излучения в области субмиллимсгровых волн, где сейчас источники практически отсутствуют, благодаря возможности синхронизации излучения отдельных контактов в решетке. Экспериментальные исследования помогут в понимании факторов, как способствующих, так и ограничивающих эффективность когерентной микроволновой генерации.
Активно развивается в настоящее время так называемая RSFQ-логика (Rapid Single Flux Quantum Logic), когда информация передается и хранится is джозефсоновских структурах в виде квантов магнитного потока. Широко обсуждается возможность квантовых вычислении, причем джозефсоновские структуры рассматриваются как одни из самых перспективных для реализации

образца и его объема, что снижает точность измерений. Из-за неоднородности чувствительности измеряемая магнитометром величина всегда более или менее отличается от магнитного момента образца вследствие либо достаточно заметных размеров образца, либо вследствие его неточного положения. Значительная пространственная неоднородность чувствительности приемных катушек может приводить к существенным искажениям результатов.
СКВИД-магнитометры обычно применяются для исследования образцов малых размеров с малой величиной магнитною момента, где их преимущества очевидны. Исходя из этого, рассмотрим вопрос о такой конфигурации приемных катушек, которая обеспечила бы независимость сигнала от положения и объема образца в некоторой ограниченной зоне измерения, которую будем для краткости именовать в дальнейшем однородной зоной. Причем размеры этой зоны в универсальных конструкциях, предназначенных дія исследовании в широком температурном интервале, ограничены тем, что сверхпроводящие приемные катушки и образец разделены вакуумной изоляцией, и максимальный диаметр образца составляет обычно не более 30% от диаметра приемных катушек. Поэтому данная величина и была взята за размер зоны, в которой минимизировалась неоднородность.
Для расчета потока сигнала целесообразно воспользоваться принципом обратимости для двух контуров с током [102], который, исходя из принципа взаимности, позволяет найти ноток Ф в приемных катушках от намагниченного образца:
Ф = /'о {«Л • М)(ІУ
Г (5)
где Ід - вектор напряженности магнитного поля от единичного тока в приемных катушках, М - намагниченность образца, V - объем образца. Формула (1) имеет несколько следствий.