Туннельная, андреевская и джозефсоновская спектроскопия высокотемпературных сверхпроводников Bi2 Sr2 CuO6+ δ , Bi2 Sr2 CaCu2 O8+ δ и MgB2

• Автор: Ким Ки Ук
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава I. Сверхпроводящие свойства слоистых купратов и нового
сверхпроводникового соединения А^В
§ 1.1. Кристаллическая структура и электронный энергетический
спектр слоистых купратов
§ 1.2. Теоретические модели высокотемпературной
сверхпроводимости и их экспериментальное обоснование
§ 1.3. Структура и сверхпроводящие свойства ІУ^В
Глава II. Экспериментальная установка для регистрации ВАХ
джозефсоновских ВТСП контактов
§ 2.1. Быстродействующая цифровая установка для записи 1(У)-и с!1(У)/с1У- характеристик джозефсоновских контактов на
микротрещине в ВТСП образцах
§ 2.2. Экспериментальные методы: туннельная спектроскопия, внутренняя туннельная спектроскопия, андреевская спектроскопия,
джозефсоновская спектроскопия
§ 2.3. Приготовление контактов на базе ВТСП соединений
Ві28г2.хГахСиОб+б, Ві28г2.хГахСаСи208+5 и МрВ
Глава III. Определение сверхпроводящих параметров Вь8г2_хГахСиОб1й, Ві28г2.хЬахСаСи208+8 и М^В2 с помощью
туннельной, андреевской и джозефсоновской спектроскопии
§ 3.1. Исследование влияния допирования на сверхпроводящую щель у монокристаллических образцов ВІ28г2.хГахСаСи208+5 с помощью андреевской, туннельной и внутренней туннельной спектроскопии
§ 3.2. Исследование влияния допирования на взаимодействие переменного джозефсоновского тока с оптическими фононами в
Ш28г2-хЬахСиОб+8 и В128г2.хГахСаСи208+
§3.3 Определение сверхпроводящей щели в поликристаллических образцах 1У^В2 с помощью андреевской спектроскопии. Внутренний
эффект Джозефсона в М^В
Глава IV. Сравнительный анализ сверхпроводящих свойств допированных образцов ВГ2212, ВГ2201 и нового сверхпроводящего
соединения 1У^В
§ 4.1Скейлинг сверхпроводящей щели Д5 и критической температуры
Тс у допированных кристаллов ВГ2212(Ьа)
§ 4.2. О возможном влиянии протяженной сингулярности ван Хова на ВАХ туннельных контактов на базе Вь8г2_хГахСаСи208+5 вблизи
оптимального допирования
§ 4.3. Признаки сильного электрон-фононного взаимодействия у ВТ
2212 и ВГ2201 по данным джозефсоновской спектроскопии
§ 4.4. 1У^В2 - простой аналог купратных высокотемпературных
сверхпроводников
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
В 1999 году Абрикосовым была предложена теоретическая модель, успешно описывающая явление высокотемпературной сверхпроводимости и базирующаяся на фононном механизме спаривания [1]. Согласно Абрикосову высокая критическая температура Тс в ВТСП реализуется благодаря существованию вблизи уровня Ферми протяженной особенности ван Хова с высокой плотностью состояний [1, 2]. В модели Абрикосова основную роль в спаривании играют оптические фононы с малыми волновыми векторами [1, 3, 4]. Сильное электрон-фононное взаимодействие в ВТСП [5] подтверждается исследованиями неупругого туннелирования куперовских пар в с- направлении в ВвССО джозефсоновских контактах [6, 7], данными фотоэмиссионной спектроскопии [8, 9] и исследованиями изотопического эффекта [10
Альтернативой фононному спариванию в ВТСП является спаривание на спиновых флуктуациях, амплитуда которых должна быть максимальна вблизи фазового перехода моттовский диэлектрик-сверхпроводник [12]. Сравнительно недавно было предположено, что недодопированные купратные высокотемпературные
сверхпроводники (ВТСП) с магнонным спариванием характеризуются двумя щелевыми энергиями Др и Д5 [13]. Существующая в широком температурном интервале Т < Т* большая щель (псевдощель) Др, измеряемая фотоэмиссионной или туннельной спектроскопией, характеризует энергию связи 2 Др куперовских пар, остающихся в нскогерентном состоянии при Т > Тс (Тс - критическая температура сверхпроводника). Меньшая щель Д5 (сверхпроводящая щель), измеряемая андреевской или рамановской спектроскопией,

(УК) = аЧКРМ) + (3*1 (КРМ)сД + у*( с!(КРМ)/с11 ).
Для обеспечения устойчивого режима работы при включении цифрового моста, когда в начальный момент времени сигнал ошибки очень велик, нами введена нелинейная зависимость управляющего сигнала ошибки от величины разбаланса моста.
Подбором коэффициентов а и у удается перевести систему на границу между колебательным и апериодическим режимами работы. Для удобства отладки системы управляющая программа была модифицирована нами таким образом, чтобы можно было регистрировать переходные процессы в системе в реальном времени.
В процессе оптимизации системы ее собственную частоту удалось поднять до ( 70 - 80 ) Гц. Подавление автоколебаний системы в процессе записи с!1(У)/сГУ - характеристик производилось с помощью подбора коэффициентов а и у). Из рисунка видно, что среднее время на снятие одной точки составляет примерно 30 мсек. Отметим, что использование “интеллигентной” обратной связи, благодаря которой система адоптируется к условиям измерений, случайные помехи импульсного характера практически не влияют на точность измерений (при воздействии импульсной случайной помехи система переходит в режим ожидания).
При подключении параллельно диодной сборке омического сопротивления с11(У)Л1У- характеристика пробного образца смещается вверх по шкале проводимости строго параллельно, что является большим практическим преимуществом систем записи динамической проводимости (по сравнению с системами записи динамического сопротивления).