Математические модели сосуществования сверхпроводимости и магнетизма в наноструктурах ферромагнитный металл/сверхпроводник

• Автор: Терентьева, Лариса Анатольевна
• Шифр специальности: 05.13.18, 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 113 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ И МАГНЕТИЗМА В ОДНОРОДНЫХ И НЕОДНОРОДНЫХ СИСТЕМАХ.

1.1 Сосуществование сверхпроводимости и магнетизма

в однородных материалах

1.2 Неоднородное сверхпроводящее состояние.

1.3 Теория сосуществования в слоистых РМБструктурах

1.4 Критический анализ экспериментов с БМБсистемами

и сравнение с теорией

1.5 Механизм осцилляций критической температуры

в РМБструктурах

1.6 Краевая задача для эффекта близости в неоднородной РМБ системе. ГЛАВА 2. ТРЕХМЕРНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭФФЕКТА БЛИЗОСТИ В ТОЛСТОСЛОЙНЫХ НАНОСТРУКТУРАХ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ МЕТАЛЛ СВЕРХПРОВОДНИК.
2.1 Введение и формулировка проблемы.
2.2 Краевая задача для трехслойной наноструктуры РМБРМ.
2.3 Решение краевой задачи для эффекта близости в
трехслойной ММ системе
2.4 Температура сверхпроводящего перехода РМБРМсистем.
2.5 Эффект близости в трехслойной структуре БРМБ.
2.6 Выводы и обсуждение результатов
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ И МАГНИТНЫХ СОСТОЯНИЙ ТОНКОСЛОЙНЫХ НАНОСТРУКТУР МЪМ И БРМЗ.
3.1 Введение в проблему и постановка задачи
3.2 Эффект близости в тонком двухслойном РМБ контакте.
3.3 Конкуренция сверхпроводящих и магнитных состояний в тонких трехслойных структурах ЫИБРМ
3.4 Сверхпроводимость тонких трехслойных структур ЗРМБ
3.5 Выводы.
ГЛАВА 4. СПИНОВЫЕ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ТОКА.
4.1 Прикладные аспекты сверхпроводимости и магнетизма
4.2 Спиновые переключатели тока на основе РМ8РМструктур.
4.3 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Дело в том, что математические модели позволяют сочетать математическую строгость с физической простотой и наглядностью. Таким образом, разработка и теоретический анализ новых трехмерных математических моделей трехслойных структур РМ/Э/РМ и З/РМ/Б, их теоретический анализ являются актуальной задачей, имеющей существенное значение для сверхпроводящей спиновой электроники. Объектом исследования являются толстослойные и тонкослойные структуры РМ/Б, ? М/$/? М и Б/РМ/Б. Предметом исследования является трехмерное математическое моделирование процессов сосуществования сверхпроводимости и магнетизма в наноструктурах ферромагнитный металл/сверхпроводник. Научная задача работы заключается в теоретическом исследовании сверхпроводящих и магнитных свойств РМ/8-контактов и трехслойных структур РМ/Э/РМ и 8/РМУ8 на основе трехмерной математической модели. Сформулировать математическую модель сосуществования сверхпроводимости и магнетизма в виде трехмерной краевой задачи, учитывающей как взаимодействия внутри слоев РМ и 8, так и взаимодействия между слоями для толстослойных и тонкослойных структур РМЛЗ, РМ/Б/ТМ и 8/РМ/8. Найти аналитические решения этих краевых задач для различных вариантов сосуществования сверхпроводимости и магнетизма. Получить конечные формулы для нахождения температуры перехода в сверхпроводящее состояние Тп оптимизированные по различным параметрам слоистой структуры. Провести численный анализ полученных формул и построить диаграммы состояний гетерогенных структур РМ/в, РМ/Б/РМ и Э/РМ/Э, найти области значений параметров, отвечающих реализации различных вариантов сосуществования сверхпроводимости и магнетизма. Исследовать возможность использования трехслойных наноструктур РМ/8/РМ в качестве логического элемента с двумя каналами записи информации (сверхпроводящим и магнитным). Методы исследований. Для реализации поставленной цели и задач в диссертационной работе использовались аналитические и численные методы математической физики для решения неоднородных краевых задач в применении к системам ферромагнитный металл/сверхпроводник. Достоверность полученных результатов. Сформулированные в диссертационной работе научные положения и выводы подтверждены теоретическими обоснованиями, результатами компьютерного моделирования и согласованностью разработанной теории с известными экспериментальными данными. В предельных частных случаях они воспроизводят известные положения, полученные другими авторами. Построена трехмерная математическая модель эффекта близости, в которой учтены пространственные изменения парной амплитуды не только поперек РМ/8-структур, но также и вдоль РМ/8 границ раздела. Впервые при математическом моделировании эффекта близости учтены величина и знак межэлектронного взаимодействия в ферромагнитном металле, что позволило построить реалистическую модель, объясняющую все основные экспериментальные факты для трехслойных систем РМ/8/РМ и 8/РМ/8. На основе построенной теории предсказаны новые лфазные сверхпроводящие состояния в тонкослойных РМ/8/РМ-структурах, объяснена причина отсутствия подавления сверхпроводимости в короткопериодной сверхрешетке вб/Ьа и предсказаны величина и знак межэлектронного взаимодействия в ферромагнитном гадолинии. Теоретическая значимость работы заключается в разработке трехмерных математических моделей толстослойных и тонкослойных наноструктур РМ/8/РМ и 8/РМ/8, позволивших исследовать взаимную подстройку сверхпроводимости и магнетизма в этих структурах. Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что изучаемые в ней трехслойные системы РМ/8/РМ являются весьма перспективными для использования в сверхпроводящей спиновой электронике. Они могут служить элементной базой для создания наноэлектронной аппаратуры принципиально нового типа, совмещающей преимущества сверхпроводящего и магнитного каналов записи информации в одном образце. Эти каналы могут раздельно управляться с помощью слабого внешнего поля. Публикации н апробация результатов. Основные положения работы опубликованы в работах, среди которых 6 журнальных статей и тезисов докладов, 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК.