Эффект близости и когерентные явления в гибридных структурах сверхпроводник-нормальный металл-ферромагнетик

• Автор: Голикова, Татьяна Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Особенности транспортных явлений в субмикронных планарных структурах
1.1. Введение
1.2. Особенности эффекта близости и многократное андреевское отражение в БИБ структурах
1.3. Изготовление Э-И-Э структур
1.4. Схема экспериментальной установки
1.5. Экспериментальные результаты
1.6. Выводы главы
Глава 2. Гибридные планарные структуры 8-(1т/Е)-8. Влияние спиновой поляризации на транспортные свойства контактов
2.1. Введение
2.2. Эффект близости и минищель в ЭИ- и ЭГ- бислоях
2.3. Изготовление структур 8-(М/Г)-8 и схема эксперимента
2.4. Экспериментальные результаты
2.5. Выводы главы
Глава 3. Нелокальные неравновесные явления в планарных SNS структурах с джозефсоновскими контактами
3.1. Введение
3.2. Нелокальный сверхпроводящий ток в БИв структурах
3.3. Изготовление планарных многотерминальных ЭИв структур и схема эксперимента
3.4. Экспериментальные результаты

3.5. Выводы главы
Заключение
Литература

Введение
Актуальность темы.
Одним из важных открытий в исследовании свойств сверхпроводников, получившим в дальнейшем широкое практическое применение, является эффект Джозефсона [1]. Этот эффект связан с возможностью протекания сверхпроводящего тока через различные виды слабых связей, соединяющих сверхпроводящие (Б) электроды, в том числе через туннельный барьер I, короткое сужение С и нормальный металл N (контакты 8-1-8, Э-С-Э, Э-И-Э) [2]. В случае, например, Э-ВЭ контакта сверхпроводящий джозефсоновский ток 13 связан с разностью фаз сверхпроводящих волновых функций (р между двумя сверхпроводящими берегами соотношением 13=1с8тр, где 1С - максимально возможный, сверхпроводящий критический ток через контакт. Сверхпроводящие структуры с джозефсоновски-ми контактами в последнее время также привлекают значительный интерес как с фундаментальной, так и с практической точек зрения, в связи с развитием новых, высокотехнологичных методов получения таких структур и возможностью проводить эксперименты на мезоскопических системах. Проблема взаимного существования сверхпроводимости и ферромагнетизма, как двух систем с противоположно-различным порядком спинового упорядочения, также активно исследуется последние десятилетия. Существенным продвижением стала экспериментальная реализация джозефсоповского 7г - контакта в тонкопленочной системе МЬ/Сщ-яПге/НЬ, х—0.52 [3]. В таком контакте разность фаз волновых функций сверхпроводящего параметра порядка А в противоположных сверхпроводящих обкладках при отсутствии внешнего тока и магнитного потока имеет спонтанный сдвиг, равный я, а джозефсоновское соотношение для сверхпроводящего тока контакта выглядит следующим образом: / = /сзт((^ + 7г) = —/сзгщ0. Использование джозефсоновских я-контактов в сверхпроводящей криоэлектронике открывает но-

уол/)
Рис. 1.9. Появление гистерезиса на ВАХ контакта по мере понижения температуры
1.9 (для тестового образца А1-Си-А1 с Ь—300 нм и фу=20 нм). Как видно, этот переход происходит при температуре примерно 0.6 К и проявляется сначала в виде скачка на вольт-амперной характеристике, а затем, при дальнейшем понижении температуры, возникает и гистерзис.
Гистерезис на ВАХ наблюдался для всех образцов с Ь—35-Р230 нм. На Рис.
1.10 приведены зависимости критического тока /с и тока возврата /г от температуры. Из графиков видно, что значения критического тока 1С существенно меняются по мере изменения длины Ь образцов, причем для некоторых характеристик 1С(Т) характерен резкий излом кривых, который будет подробно обсуждаться ниже. Что же касается температурной зависимости тока возврата /Г(Т), то она почти одинакова для всех контактов вне зависимости от длины, как в абсолютных значениях, так и в смысле общего характера поведения: плавная зависимость с