Флуктуации и эффекты энергетической релаксации в слабосвязанных сверхпроводящих структурах

• Автор: Хлус, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 147 c. : ил

ГЛАВА I. ФЛУКТУАЦИИ И ЭФФЕКТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ РЕЛАКСАЦИИ В СВЕРХПРОВОДЯЩЕМ КОЛЬЦЕ, СОДЕРЖАЩЕМ ДНОЗЕФСО-НОВСКИЙ КОНТАКТ
1.1. Макроскопическая квантовая интерференция в слабосвязанном сверхпроводящем кольце

1.2. флуктуации в одноконтактном сверхпроводящем интерферометре,

1.3. Влияние неравновесных процессов в сверхпроводящем точечном контакте на характеристики
. ВЧ-сквида

1.3.1. Малая амплитуда колебаний, линейное приближение

1.3.2. Гистерезис в сквиде, связанный с неравно -весностыо джозефсоновского контакта.Малая амплитуда колебаний

1.3*3. Произвольная амплитуда колебаний, I « 1

1.4. Обсуждение результатов и выводы

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ФЛУКТУАЦИЙ НА КОГЕРЕНТНЫЕ

ЯВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ ДЖ03ЕФС0Н0ВСКИХ КОНТАКТОВ В ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПСЭДЕ
2.1. Предварительные замечания
2.2. Двухконтактный интерферометр в высокочастотном электромагнитном поле
2.2.1. Вольт-амперные характеристики симметричного

2.2.2. ВАХ асимметричного интерферометра
2.3. Синхронизация в многоконтактной джозефсонов -ской цепочке
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОН'-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МИКРОКОНТАКТАХ
3.1. Изучение электрон-фононного взаимодействия в металлах с помощью микроконтактов
3.2. Модель контакта и основные уравнения
3.3. Вычисление неупругой добавки к току 97 3.4» Нелинейная ВАХ микроконтакта типа 5 - С
при больших напряжениях
3.5. Нелинейная проводимость и избыточный ток микроконтактов 5-с-о. при больших напряжениях
3.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

К настоящему времени достигнуты значительные успехи в изучении слабосвязанных сверхпроводящих структур, начало которому бы -ло положено в 1962 году теоретическим предсказанием Джозефсоном [і] эффекта когерентного туннелирования мевду сверхпроводниками, разделенными тонкой диэлектрической прослойкой. При этом сверх -проводящий туннельный ток переносится куперовскими парами. Это явление тесно связано с макроскопической квантовой когерентностью сверхпроводящего состояния, вытекающей из существования комплексного параметра порядка А (Г, t) [2], который играет роль макроскопической волновой функции конденсата куперовских пар. Существенно, что когерентность может сохраняться между сверхпроводниками, разделенными локализованными в пространстве областями, где сверхпроводимость каким-либо способом подавлена, - такие системы принято называть слабосвязанными.
8а последние более чем два десятилетия сверхпроводящие слабосвязанные системы интенсивно изучались экспериментально и теоретически [3-6] » что стимулировалось все более широким их использованием для создания различных криоэлектронных устройств, во многих случаях обладающих уникальными свойствами: элементов вычислительной техники, СВЧ-приборов (смесителей, детекторов, усилителей), метрологических устройств, а также измерительных приборов, основанных на явлении макроскопической квантовой ин -терференции, получивших название сквидов * [7-ІІІ.
Для реализации джозефсоновских систем с требуемыми параметрами и нахождения их предельных характеристик важное значение
* ОТ англ. SQUID - Superconducting Quantum Interference
Device.

уравнении (1.39) использовать выражение для сверхпроводящего тока is t ( kdk А(к-,а,,уе)
Ч (?)'**? а-кгу/г {1_ы„г«ук ’ (1.57)
ГДе Л(к; a,,fe) = U-kzsinz f^l)vz
Если Л(к) не обращается в нуль при /< -> i , то эффективная "высокочастотная" токо-фазовая зависимость is((p) имеет логарифмически расходящуюся производную di5/d(f при ^ = , в чистом
пределе is (у) имеет в этой точке скачок. Поэтому и в данном случае при любом t возможны гистерезисные эффекты. Но при малой амплитуде колебаний и (ре , близком к 7Г , величина А при также мала и поведение характеристик сквида слабо меняется по сравнению с результатами, полученными линеаризацией по &
1.4. Обсуждение результатов и выводы
Рассмотренные в п. 1,2 флуктуационные эффекты в сверхпроводящем слабосвязанном кольце физически очевидны и не требуют особого обсуждения.
В п. 1.3 показано, что влияние неравновесности джозефсонов
ского контакта, которая создается вследствие конечности времени
энергетической релаксации электронов , существенно изменяет
поведение ВЧ-сквида при частоте накачки CJ сравнимой по величи
не с Tg . Расчеты проведены на основе результатов микроскопической теории [23,24] , справедливой вблизи критической температу-