Влияние андреевских связанных состояний на глубину проникновения магнитного поля и туннельные характеристики сверхпроводников с анизотропным спариванием

• Автор: Каленков, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

1 Основные уравнения

ф 1.1 Квазиклассическая теория сверхпроводимости

1.2 Поверхностные состояния

2 Низкотемпературная аномалия в эффекте Мейсснера

2.1 Отклик Андреевских поверхностных состояний на магнитное

поле

2.2 Связь низкотемпературной глубины проникновения с числом

состояний в сверхпроводнике

2.3 Эффект Мейсснера

ф 2.3.1 Борновские примеси

2.3.2 Унитарные примеси

2.4 Спонтанный ток
2.5 Заключительные замечания
3 Нелинейный эффект Мейсснера при низких температурах
3.1 Нелинейный отклик андреевских состояний
3.2 Нелинейный эффект Мейсснера в нелокальном режиме
3.2.1 Влияние примесей и поверхностных уровней
3.3 Заключительные замечания
4 Влияние беспорядка у поверхности на транспортные свойства сверхпроводников
♦' 4.1 Примесные состояния
4.1.1 Точечная примесь вблизи (110) поверхности
4.1.2 Волновая функция примесного уровня в рамках квазиклассической теории сверхпроводимости
4.1.3 Волновая функция примесного состояния в рамках уравнений Горькова
4.2 Модель приповерхностного грязного слоя
4.2.1 Влияние поверхностных дефектов на нулевой уровень
4.2.2 Случай малой поверхностной концентрации дефектов
4.2.3 Припороговая концентрация дефектов
4.2.4 Грязный слой произвольной толщины
4.2.5 Большая концентрация примесей
4.3 Заключительные замечания
Заключение
А Уравнения сверхпроводимости
В Структура решений уравнений Эйленбергера
С Отклик сверхпроводника на магнитное поле. Решение уравнений Максвелла
Список литературы

Теоретические и экспериментальные исследования транспортных и термодинамических свойств сверхпроводящих соединений являются важными для понимания природы сверхпроводящего состояния в этих веществах. Многие экспериментальные факты, в том числе и фазочувствительные исследования, свидетельствуют в пользу того, что параметр порядка в купратных высокотемпературных сверхпроводниках, сверхпроводниках с тяжёлыми фермиона-ми и в соединении Зг2Еи04 является сильно анизотропным, принимая различные значения в зависимости от направления распространения квазичастицы [1,2,3,4] (а также литература указанная в этих обзорах). Наличие в сверхпроводнике параметра порядка с анизотропным спариванием может существенно повлиять на их физические свойства, по сравнению с аналогичными свойствами изотропных .з-волновых сверхпроводников. В частности, анизотропный параметр порядка подавляется в окрестностях примесей, границ разделов, поверхностей и других неоднородностей, тогда как в в сверхпроводниках параметр порядка нечувствителен к примесям и границе с вакуумом или диэлектриком. Также, теорема Андерсона о нечувствительности критической температуры к немагнитным примесям оказывается неприменимой к сверхпроводникам с анизотропным спариванием.
Те сверхпроводящие фазы, для которых параметр порядка обращается в ноль вдоль некоторых направлений импульса на поверхности Ферми обладают степенной зависимостью плотности состояний при малых энергиях. Показатель степени зависит от закона обращения в ноль параметра порядка. В случае линий нулей показатель степени равен единице. При низких температурах такое поведение плотности состояний приводит к степенной зависимости объёмных значений глубины проникновения магнитного поля,
месей [72]: I<т(0)| — аЛ0 ехр(-ЬтАо) с коэффициентами а и Ь порядка единицы. В этом случае нелокальность отклика важна при выполнении следующего условия на длину свободного пробега £ = ь/т > £01п(А0/£о). Наличие сильных рассеивателей (унитарный предел) в сверхпроводнике приводит к значительно более строгому условию на длину свободного пробега. Так, в унитарном пределе с логарифмической точностью (сг(0) | ~ л/ГиДо [35] и нелокальность важна только при очень малых скоростях рассеяния Ги < Ло(£о/^о)2Нелокальный отклик сверхпроводника может также быть замаскирован наличием поверхностных андреевских уровней с малой энергией, которые могут давать заметный вклад в нелинейную поправку к глубине проникновения [94]. Если ориентация кристалла допускает существование этих уровней, то при при малой концентрации унитарных примесей вклад поверхностных уровней значительно превышает нелинейную поправку к глубине проникновения от массива сверхпроводника. При дальнейшем увеличении концентрации унитарных примесей вклад поверхностных уровней уменьшается и одновременно влияние нелокальное становится пренебрежимо малым. Таким образом, при наличии андреевских связанных состояний с нулевой энергией нелинейный эффект Мейсснера в нелокальном режиме ненаблюда-ем при любой концентрации унитарных рассеивателей. В случае борновского рассеяния на примесях сравнение нелинейной поправки от поверхностных уровней и вклада массива сверхпроводника приводит к тому, что при при £ 3> (А^о)1/3 вкладом массива сверхпроводника можно пренебречь. А при условии £ойт(Ао/£о) £ И (Ао£о)1//3 необходим одновременный учёт вклада поверхностных уровней и нелокальных эффектов от массива сверхпроводника в нелинейную поправку к глубине проникновения.
3.3 Заключительные замечания
В этой главе исследовался нелинейный отклик на магнитное поле сверхпроводников с анизотропным спариванием. В разделе 3.1 приведены вычисления нелинейного отклика поверхностных связанных состояний с нулевой энергией. Нелинейная поправка к глубине проникновения вдали от точки появления спонтанного поверхностного тока квадратичная по полю. Величи-