Транспорт неравновесных квазичастичных возбуждений в сверхпроводящем алюминии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В области сверхнизких температур экспериментально исследован электронный транспорт неравновесных квазичастичных возмущений, инжектированных в сверхпроводящий алюминий из нормального металла. Изучены гибридные наноструктуры в форме Т-образного электрода из нормального металла (медь) – туннельного слоя диэлектрика (оксид алюминия) – сверхпроводящей вилки (алюминий), являющиеся твердотельными аналогами двухлучевого оптического интерферометра. При фиксированных напряжениях смещения, больших сверхпроводящей щели, обнаружена немонотонная зависимость туннельного тока от перпендикулярного магнитного поля. Эффект интерпретирован как присутствие когерентной составляющей квазичастичного тока.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Гурский

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Автор, ответственный за переписку.
Email: karutyunov@hse.ru
Россия, Москва

Д. Л. Шаповалов

Институт физических проблем имени П.Л. Капицы Российской академии наук

Email: karutyunov@hse.ru
Россия, Москва

К. Ю. Арутюнов

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»; Институт физических проблем имени П.Л. Капицы Российской академии наук

Email: karutyunov@hse.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Камашев А.А., Большаков С.А., Мамин Р.Ф., Гарифуллин И.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 9. С. 1268; Kamashev A.A., Bolshakov S.A., Mamin R.F., Garifullin I.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 9. P. 1308.
  2. Гайфуллин Р.Р., Деминов Р.Г., Кушнир В.Н. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 4. С. 468; Gaifullin R.R., Deminov R.G., Kushnir V.N. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 4. P. 404.
  3. Tinkham M. Introduction to superconductivity. McGraw-Hill Inc., 1996.
  4. Clarke J. Nonequlibrium superconductivity, phonons, and Kapitza boundaries. New York: Plenum Press, 1981.
  5. Kopnin N. Theory of nonequilibrium superconductivity. New York: Oxford University Press, 2001.
  6. Tinkham M., Clarke J. // Phys. Rev. Lett. 1972. V. 28. No. 21. P. 1366.
  7. Clarke J. // Phys. Rev. Lett. 1972. V. 28. No. 21. P. 1363.
  8. Yagi R. // Superlattices and microstructures. 2003. V. 34. No. 3‒6. P. 263.
  9. Beckmann D., Weber H.B., v. Löhneysen H. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. Art. No. 197003.
  10. Russo S., Kroug M., Klapwijk T.M., Morpurgo A.F. // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. Art. No. 027002.
  11. Cadden Zimansky P., Chandrasekhar V. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. Art. No. 237003.
  12. Arutyunov K.Yu., Auraneva H.–P., Vasenko A.S. // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. Art. No. 104509.
  13. Arutyunov K.Yu., Chernyaev S.A., Karabassov T. et al. // J. Phys. Cond. Matter. 2018. V. 30. Art. No. 343001.
  14. Aharonov Y., Bohm D. // Phys. Rev. 1959. V. 115. P. 485.
  15. Zavyalov V., Chernyaev S., Shein K. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 969. Art. No. 012086.
  16. Шарвин Д.Ю., Шарвин Ю.В. // Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 34. № 5. С. 101.
  17. Альтшулер Б.Л., Аронов А.Г., Спивак Б.З. // Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 33. № 2. С. 101.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектр возбуждений для нормального металла (а) и сверхпроводника (б) при T = 0. Электроноподобные возбуждения обозначены серым цветом, а дырочноподобные – красным. При отсутствии возмущения все возбужденные состояния не заполнены (как серые, так и красные кружки – полые). В равновесном состоянии в сверхпроводнике (б) куперовские пары находятся в начале координат: обладают энергией Ek = 0 и суммарным импульсом p = 0. При конечной температуре или внешнем воздействии, приводящем к распариванию куперовских пар, появляются электроноподобные и дырочноподобные возмущения, симметрично заполняющие обе ветви спектра (в). При инжекции тока неспаренных электронов в сверхпроводник, в зависимости от полярности приложенного смещения, может возникнуть несимметричное заселение ветвей спектра возмущений. Например, избыток электроноподобных возмущений по сравнению с дырочноподобными (г)

Скачать (236KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематика НИС интерферометра (а). Микрофотография типичной наноструктуры, полученная методом растровой электронной микроскопии (б)

Скачать (166KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Вольтамперная характеристика I(V) НИС интерферометра при температуре Т = 11 мК. Стрелкой указано направление записи данных. На вставке приведен фрагмент ВАХ в области щелевых смещений V ~ 210 мкВ. Стрелками обозначены значения смещений по напряжению V = Vbias = const, при которых далее измерялись зависимости туннельного тока от магнитного поля I(V = Vbias, B)

Скачать (208KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Примеры зависимостей I(V = Vbias, B) для НИС интерферометра, измеренные при температуре Т = 20 мК для нескольких фиксированных значений напряжения инжекции квазичастиц Vbias = 208, 220, 230 и 239 мкВ. Стрелками обозначено направление развертки магнитного поля В

Скачать (287KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024