Арутюнов Константин Юрьевич

КВАНТОВЫЙ РАЗМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ В ЧИСТЫХ ПЛЕНКАХ АЛЮМИНИЯ

2024 · ARTICLE · ru

В мире современных технологий наблюдается тенденция активного уменьшения размеров электронных устройств. При разработке новых технологий, использующих наноструктуры, часто акцентируется внимание на изучении квантовых эффектов, которые имеют критическое значение для таких конструкций. Например, одной из отличительных характеристик наноструктур является квантовая природа энергетического спектра электронов. Этот спектр становится дискретным в тех направлениях, где движение электронов ограничено. В зависимости от размерности системы структуры могут быть классифицированы как нанопленки, квантовые нити или квантовые точки. Свойства таких объектов могут существенно отличаться от тех, что характерны для макроскопических. Метод уравнений Горькова является эффективным инструментом для анализа задач, связанных с моделью Бардина–Купера–Шриффера (БКШ). Например, с его помощью можно определить параметры сверхпроводящего состояния, критическую температуру и ток. Компоненты этих уравнений, такие как функции Грина, связаны с различными свойствами системы. Из исследований, проведенных на ранних стадиях изучения сверхпроводимости, было выяснено, что критическая температура (Tc), при которой материал переходит в сверхпроводящее состояние, может существенно отличаться для тонких пленок по сравнению с объемными материалами. Интересно отметить, что уменьшение толщины пленки может как уменьшать (например, в ниобии), так и увеличивать (например, в алюминии) значение Tc. В этой работе исследуется эффект квантового размера в тонких алюминиевых пленках. Это открывает путь к разработке материалов с более высокой температурой перехода, что может сделать обслуживание сверхпроводящих систем менее сложным и дорогостоящим. В данной работе была получена теоретическая зависимость критической температуры тонкой алюминиевой пленки от ее толщины. В качестве метода был выбран метод функций Грина, который не использовался ранее для вычисления данной зависимости и имеет больший потенциал по сравнению с другими методами теории сверхпроводимости, что открывает большие возможности для теоретических исследований в данной области. Авторы полагают, что данная работа поспособствует дальнейшим исследованиям квантовых размерных эффектов в низкоразмерных сверхпроводящих структурах.

Normal Metal–Insulator–Superconductor Aharonov-Bohm Interferometer

2024 · ARTICLE · en

When a non-equilibrium excitation (a non-paired electron) is injected into a superconductor, it can travel fairly large distance before forming an equilibrium Copper pair. Here, we fabricated and experimentally studied electron transport in a solid-state analogue of a two-slit optical interferometer: T-shaped normal metal electrode (copper) — dielectric tunnel layer (aluminum oxide) — superconducting fork (aluminum). If the perimeter of the interferometer loop is sufficiently small, the phase of the non-equilibrium quasiparticle wave function is preserved and can be adjusted utilizing the Aharonov-Bohm effect. The coherent contribution manifests itself as non-monotonic dependence of the tunnel current on perpendicular magnetic field.

Transport of Non-Equilibrium Quasiparticle Excitations in Superconducting Aluminum

2024 · ARTICLE · en

The electron transport of non-equilibrium quasiparticles injected into superconducting aluminum from a normal metal has been experimentally studied at ultralow temperatures. We studied hybrid nanostructures in the form of a T-shaped normal metal electrode (copper)—a dielectric tunnel layer (aluminum oxide)—a superconducting fork (aluminum), which can be considered as a solid-state analogue of a double-slit optical interferometer. At fixed bias voltages larger than the superconducting gap, a non-monotonic dependence of the tunnel current on perpendicular magnetic field has been observed. The effect is interpreted as the presence of a coherent component of the quasiparticle current.

Методика изготовления и физические свойства туннельных переходов микронных размеров

2024 · CHAPTER · ru

В работе обсуждаются методики изготовления, первичного микроскопического анализа и тестирования микроструктур на базе сверхпроводников, изоляторов и нормальных металлов. Туннельные гибридные системы Cu-AlOx-Al предназначены для исследования неравновесных и граничных явлений в сверхпроводниках.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР ИНДИЙ-ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИД-ИНДИЙ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

2024 · CHAPTER · ru

Электронные транспортные характеристики гетероструктур сверхпроводник – полидифениленфталид – сверхпроводник

2024 · CHAPTER · ru

Исследовались слоистые тонкопленочные гетероструктуры типа «сэндвич» сверхпроводник – полидифениленфталид (ПДФ) – сверхпроводник на различных диэлектрических подложках. В качестве сверхпроводника использовался свинец или индий. Известно, что под воздействием внешнего электростатического поля и/или механических напряжений электрическая проводимость ПДФ полимера может значительно возрастать. Целью настоящей работы было наблюдение возможности возникновения наведенной сверхпроводимости в обозначенных тонкопленочных структурах.

Наведенная сверхпроводимость в электроактивном полимере

2024 · CHAPTER · ru

Большинство полимеров можно отнести к классу органических диэлектриков. Сравнительно недавно было обнаружено, что существуют, так называемые, электроактивные полимеры, которые в основном состоянии являются широкозонными диэлектриками, но под влиянием внешних параметров могут проявлять высокую электропроводность. Эффект интерпретируется как стимулирование металлического состояния. Полидифениленфталид (ПДФ) относится к классу электроактивных органических диэлектриков, которые при приложении внешнего электростатического поля и/или механического напряжения проявляют электропроводящие свойства. Отличные эксплуатационные свойства, а также чувствительность электрических и оптических свойств к внешним воздействиям (температура, давление, различные виды излучения, электрические и магнитные поля и др.) делают ПДФ перспективным материалом для применений в устройствах органической электроники.

Исследование влияния квантово-размерного эффекта на сверхпроводящий переход в тонких пленках алюминия

2024 · CHAPTER · ru

В данной работе выполнен расчёт изменения критической температуры в зависимости от толщины алюминиевой пленки, как для чистого случая без учета рассеяния электронов, так и с учетом рассеяния на немагнитных примесях.

Coherent Electron Transport in a Non-single-connected Normal Metal-Insulator-Superconductor Heterostructure

2024 · CHAPTER · en

Критическая температура сверхпроводящих пленок алюминия

2023 · ARTICLE · ru

Экспериментально исследованы R(T) зависимости тонких сверхпроводящих пленок алюминия, изготовленных на подложках из лейкосапфира и арсенида галлия методом электронно-лучевого распыления и молекулярно-лучевой эпитаксии. Безотносительно к морфологии, был обнаружен заметный рост критической температуры сверхпроводящего перехода с уменьшением толщины пленки. Эффект интерпретируется как проявление квантового размерного эффекта.