Взаимодействие поверхностных акустических волн с носителями заряда в сверхпроводящих пленках

• Автор: Дьяконов, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 125 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕТОДИКА

§ 1. Экспериментальная установка

§2. Возбуждение и прием поверхностных акустических волн

§3. Исследование нелинейных акустических процессов

§4. Транспортные измерения

§5. Изготовление слоистых структур пьезодиэлектрик -

сверхпроводник

ГЛАВА II. ПОВЕРХНОСТНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЕ УЛЛлМЬОз - МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПЛЕНКА
Введение (обзор литературы)
§1. Нелинейные акустические эффекты при распространении ПАВ
на свободной поверхности ЬПТЬОз
§2. Спектральные характеристики ПАВ в слоистой структуре
ЫЕЛЮз - пленка РЬ
ГЛАВА III. НЕЛИНЕЙНОЕ АКУСТОЭЛЕКТРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНКАХ СВИНЦА 46 Введение (обзор литературы)
§ 1. Транспортные свойства пленок РЬ
§2. Влияние поверхностных акустических волн
на сверхпроводящее состояние пленок РЬ

ГЛАВА IV. АКУСТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
В СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНКАХ УВа2Си307.,
Введение (обзор литературы)
§ 1. Транспортные свойства пленок УВа2Сиз07.х
§2. Акустоэлектрический эффект в монолитной слоистрй структуре
УВа2Си307..г- ЫМЮ3
§3. Акустоэлектрический эффект в слоистой структуре
УВа2Си307-.г - зазор - ЕВТЬОз
§4. Обсуждение экспериментальных результатов
§5. Акустоэлектрический эффект в пленках УВа2Си307.д. при Т> Тс
'ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Акустические и акустоэлектрические исследования являются эффективными методами изучения физических свойств твердых тел. Особый интерес вызывает распространение поверхностных акустических волн (ПАВ) и их взаимодействие с элементарными возбуждениями в пленках сверхпроводников. С одной стороны, эти исследования позволяют глубже понять природу физических процессов, происходящих в сверхпроводниках, а с другой - использовать полученную информацию для практических применений в быстроразви-вающихся областях науки и технике - акустике, акустоэлектронике, криоэлектронике.
Целью настоящей работы является экспериментальное изучение нелинейного акустоэлектронного взаимодействия интенсивных поверхностных акустических волн с носителями заряда в пленках сверхпроводников.
В качестве инструмента исследования акустоэлектронного взаимодействия были выбраны ПАВ рэлеевского типа, распространяющиеся в слоистой структуре пьезодиэлектрик ЫЕИэОз - пленка сверхпроводника.
В качестве объекта исследований были выбраны пленки низкотемпературного сверхпроводника РЬ и высокотемпературного сверхпроводника УВагСизСАх для изучения особенностей воздействия ПАВ на материалы с различными сверхпроводящими свойствами.
РЬ обладает одной из самых высоких температур сверхпроводящего перехода среди простых металлов (Тс « 7.2 К). В поперечном магнитном поле тонкие пленки РЬ ведут себя как сверхпроводники II рода [1,2]. Отличительной особенностью свинца является аномально большая константа электрон-фононного взаимодействия (Ле.р1, « 1.5), что выделяет этот материал в класс сверхпроводников с сильной связью. Модель БКШ в ее оригинальном виде [3] оказывается неприменимой в этом случае и для описания сверхпроводящих свойств таких материалов используется модифицированная теория [4].

В работе было обнаружено, что наличие тонкого (2-4 нм) дефектного слоя на поверхности звукопровода также может вызывать дисперсию скорости ПАВ и приводить к осцилляциям амплитуд гармоник. Эффект осцилляций может быть использован для определения упругих свойств пленок и контроля качества обработки поверхности.
Таким образом, обзор проведенных исследований показывает, что нелинейные эффекты играют существенную роль в процессе распространения интенсивных поверхностных акустических волн и должны учитываться при обсуждении взаимодействия ПАВ с носителями зарядов в проводящих пленках.
К сожалению, в литературе отсутствуют сведения о температурных зависимостях нелинейных акустических свойств ЫЫЬОз, знание которых представляется необходимым при низкотемпературных экспериментах на ПАВ. Исследования спектрального состава нелинейной ПАВ в широком интервале температур имеют и самостоятельный интерес, поскольку дают возможность определить величину и температурную зависимость нелинейных упругих модулей ниобата лития.
Во второй главе представлены исследования нелинейных процессов при распространение интенсивных ПАВ на свободной поверхности 1л№>Оз в интервале температур 300 - 4.2 К и изучено влияние пленок РЬ на спектральный состав поверхностных акустических волн при Т— 300 К.
§1. Нелинейные акустические эффекты при распространении ПАВ ■ ' на свободной поверхности РЛЫЪОз
Экспериментальная методика
Исследования нелинейных акустических процессов на свободной поверхности ПМлНЮз в интервале температур 300 - 4.2 К проводились на под-