отзыв вед.орг. (Теоретический анализ транспорта зарядов и тепла в контактах с высокотемпературными железосодержащими сверхпроводниками)

I«YTBEP:>KMIO»~peKTop YlHcTHT)'Ta«pH3HKH MHKp0CTPyKTYP~.«p.-M.H.,PAH;.....=f-~l-t+--_3. cI> .KpaCHllbHHKnpotpecOT3bm8eOYUleU 0p2aHU3al.lUU na KaHOUOamCKYIO ouccepmauuto EypMUCmp080UAH2eJlUHbl BflaOUMUp08Hbl «Teopemuuecxuu aHaJlU3 mpaucnopma 3apJl008 Umenna 8 xonmaxmax C eucoxomeunepamypuuuu :JICeJle30COOep:JICaUlUMUC8epXnp0800HUKaMU»B ,wICCepTaIJ;HH EypMHCTpOBOH A.B., rrpe,lJ;CTaBJIeHHOH na COHCKaHHe yqeHoHCTeneHH xaananara«cllH3HQecKWIcllH3HKo-MareMaTHtlecKHX HaYK no3neKTpoHHKa»,npaaeneasrpesynsrarucne.QHam.HOCTHreoperasecxax01.04.04 ­HCCne,lJ;OBaHHH3apR,ZJ;OBOrO H rennosoro rpaacnopra B CTpYKTYPax, BKJIIOQaromHX caepxnpoaonsmaeCOe,wlHeHIDI co CnmKHhIM 3aKOHOM ztacrrepcaa HopManLHhIX anesrpoaoa.Ilpa3TOM pexs-H,lJ;eT 0 TaK H83ldBaeMhIX MHor030HHhIX caepxnpoaonaasax, B KOTOphIX caepxrrpoaonamaamens H caepxnposonamaeHOCHTenH 3apR,ZJ;a B03HHKaroT aaP83ITH~hIXcerxerrraxnOBepXHocTH <bepMH, COOTBeTCTByIDlJlHX P83HhIM 3HepreTHQeCKHM 30HaM B xpacranne.A.K'ryam.HOCThreMhI,lJ;aHHhIXHCCne,lJ;OBaHHHHeBhI3hIBaeTCOMHeHHH,nOCKOnLKYMHoro30HHhIH xapasrep cBepxnpoBO,lJ;HMOCTH aKTHBHO 06C)')K,lJ;aeTCg B nocnenaae roztsr BKOHTeKcre 3KcnepHMeHToB B caepxrrposonaaxax MgB2 H COe,wlHeHHjIX aa OCHOBe )Kene3a.Ilpofineesa H,lJ;eHTHcllHKaIJ;HH CTpYKTYPhI caepxnpoaozmnea meITH, ee aHH3oTponHH H c1183hI aaPa3nH~ ysacrxaxnOBepXHOCTH <bepMH B TaKHXcacreaaxnpaanexaer 6onLilloeBHHMaHHe KaK reOpeTHKOB, TaK H 3KCnepHMeHTaTopoB.

Pa60ThI no 3TOH TeMaTHKenOCTomHO nmIBJUIIOTCg B Be)l;yID;HX cllH3Ht1ecKHX ~Hanax. Oco6oe BHHMaHHe yztenserca Bnareparype B03MO)KHOCTH peanH3aIJ;HH ,lJ;BYX30HHoro caepxnpoaonsmero CnapHBaHIDI S-THITaco C,lJ;BHrOM c1183hI rra Me)K)l;y pa3nHtlHhlMH 30HaMH. B csoea paoore aBTOp COCpe,lJ;OTO~Cg BOCHOBHOM aa HCCne,lJ;OBaHHH BnIDlHIDI CTpYKTYPhI caepxnpoaonamea meITH B HMnynLcHoMпространстве на транспортные свойства различных типов контактов. Для решенияпоставленных задач автор использовал в основном подходы микроскопической теориисверхпроводимости, такие как теория Боголюбова – де Жена. Особенностью подходаавтора при этом является использование метода сильной связи, или, более точно,метода ЛКАО (линейной комбинации атомных орбиталей).

Данный подход к задачамтранспорта через границы раздела обладает рядом преимуществ, поскольку позволяет вряде случаев проследить важные микроскопические детали электронного транспорта наинтерфейсах, зависимость транспортных характеристик от ориентации и структурырешеток контактирующих металлов. В принципе, этот подход предоставляетвозможность последовательного микроскопического обоснования того или иного типаграничных условий, вводимых феноменологически для огибающих блоховскихволновыхфункцийвразныхзонах.Сдругойстороны,последовательнаямикроскопичность описания создает, безусловно, ряд серьезных трудностей припопытке учета структурных особенностей реальной границы раздела.

Сделанные вдиссертации теоретические предсказания представляются важными для современногоэксперимента, опубликованные результаты, безусловно, относятся к «горячей теме» втеории конденсированного состояния.Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемойлитературы, состоящего из 71 наименования. Она изложена на 115 страницах, включая37 рисунков.Во Введении обосновывается актуальность темы исследования и формулируютсяцели работы.Первая глава диссертации начинается с анализа важного вопроса о граничныхусловиях для волновых функций на интерфейсе нормального металла и многозонногосверхпроводника на основе метода сильной связи. Приведено рассмотрение какодномерного, так и двумерного случая.

Для однозонного сверхпроводника с d-типомспаривания выполнено сравнение с предшествующими работами. Полученные авторомграничные условия использованы далее для вычисления проводимости границынормальный металл – сверхпроводник на основе железа. Сверхпроводник при этомописывается в рамках двухзонного приближения (при этом в методе сильной связиоставляются 2 орбитали d-типа). Расчеты сделаны для двух моделей сверхпроводящегоспаривания с одинаковым (s++) или противоположным (s±) знаком сверхпроводящегопараметра порядка на различных листах зонной поверхности.

Результаты расчетовпоказалиналичиедополнительныхподщелевыхособенностейдляслучаяs±спаривания. Автор интерпретирует эти особенности как следствие появлениялокализованных состояний квазичастиц на поверхности сверхпроводника, которыепроявляютсявтранспортепрималыхпрозрачностяхконтакта.Появлениеповерхностных состояний, по-видимому, связано в этом случае тем, что на поверхностипроисходит гибридизация состояний с разным знаком сверхпроводящей щели.

Далееавтор выполняет обобщение расчетов на случай ненулевого угла между плоскостьюграницы и кристаллическими осями сверхпроводника. Проведенное в рамках сильнойсвязи рассмотрение задачи и полученная зависимость от типа спаривания являютсяновыми.Результатымогутбытьиспользованыдляидентификациитипасверхпроводящего спаривания в сверхпроводниках на основе железа.Вычисления проводимости для частного случая граничных условий и различныхтипов спаривания продолжены отчасти и в главе 2. В этой главе появляется также иновая задача: расчет джозефсоновского тока в контакте однозонного и двухзонногосверхпроводников. При этом в рамках модели межорбитального спаривания полученвывод о существовании фи-контакта, в котором минимум энергии реализуется не приразности фаз сверхпроводящего параметра порядка, равной нулю или пи.В третьей главе автор снова возвращается к задаче о проводимости контактанормального металла со двухзонным сверхпроводником, концентрируясь на этот раз наслучае межзонного типа спаривания.

Исследованы две щелевые особенности на ВАХ,обсуждено соответствие с экспериментами.В последних двух главах диссертации автор переходит от задач вычислениятранспорта заряда к задачам о транспорте тепла. Так, в частности, в главе 4 авторуудалось предложить весьма оригинальный способ управления тепловым транспортом вструктурах ферромагнетик – сверхпроводник, к которым приложено конечноенапряжение. При этом ферромагнетик состоит из двух частей и тепловой потокконтролируетсязасчетизмененияугларазориентациинамагниченностивферромагнитных подсистемах. В главе 5 электронный транспорт тепла исследован всистемах нормальный металл – двухзонный сверхпроводник.

Собственно речь в главах4и5идетобобобщенииизвестногомикрорефрижераторногоэффекта,заключающегося в возникновении потока тепла в контактах NS под действиемпротекающего электрического тока. Автором установлена интересная зависимостьуказанного эффекта от типа спаривания (s++ или s±).Достоверность основных выводов, сформулированных диссертантом, обеспечиваетсяправильным выбором необходимых теоретических методов исследования и апробациейработы на Российских и Международных конференциях.

Новизна и практическаязначимость полученных результатов, подтверждаются достаточным количествомпубликаций в ведущих физических журналах.Вместе с тем по диссертации необходимо сделать некоторые замечания:1. Граничные условия в рамках модели сильной связи выведены автором впредположении совпадения кристаллических структур двух контактирующихматериалов. На практике кристаллические решетки различных металлов,скорее всего, различны. В диссертации отсутствует анализ того, насколькоиспользованноевесьмасильноепредположениеосовпадениикристаллических структур материалов является критичным для полученныхрезультатов. Насколько метод сильной связи может быть эффективным вболее реалистичной ситуации несовпадающих решеток? Не является липодход, основанный на феноменологических граничных условиях дляогибающих волновых функций, более адекватным в этой ситуации?2.

Представляется, что вклад надщелевых состояний в сверхтекучий ток вконтакте с размерами, меньшими длины когерентности должен быть мал поаналогии с контактами обычных сверхпроводников. Как указано на стр.60,причинааномальноговкладанепрерывногоспектраквазичастицвджозефсоновский ток может быть связана с наличием в системе двух сильноразных сверхпроводящих щелей. Данное утверждение нуждается в болеедетальной аргументации, которая подтвердила бы, что в джозефсоновскихконтактах, рассмотренных автором, вклад непрерывного спектра квазичастицоказывается существенным в противоречии со стандартной ситуациейкороткого контакта.3.

В разделе 2.2 полный джозефсоновский ток должен выражаться интегралом повсем направлениям импульса квазичастиц. Именно такое интегрирование, повидимому,должнобытьответственнозавосстановление2пи–периодичности, которая нарушена на рис.2.6d из-за того, что на нем изображенвклад лишь для одного направления импульса.

Возникает вопрос: сохранитсяли утверждение о существовании фи- контакта после такого интегрирования?IIpHBe,ZJ;eHHhIe 38Me"tlaHIDI, O,ZJ;HaKO, He CHH)KaIOT 06m;eH BhICOKOH onenxa npe,ZJ;CTaBJIeHHOH,ZUICCepnW;HH. B ueJIOM, CJIe,ZJ;yeT OTMeTHTb, "tITO ,ZUICCepTaIJ;HOHHWI pefiora EypMHCTPOBOHA.B. ,ZJ;eMOHCTPHpyeT BhICOK)'lO KBaJIHcPHKaIJ;mo asropa KaK cPH3HKa-reopeTHKa H JIBJllleTCHcym:eCTBeHHhIMBKJIa,ZJ;OMBpa3BHTHereopaaTPaHCnOpTa3apH,ZJ;aHTeIIJIaBMe30CKOnH"tIeCKHX CBepxrrpOBO,ZJ;Hm;HX cacrexax.II0JIY"tleHHhIe pe3YJIbTaThI npe,ZJ;CTaB.lUIIOT 60JIbillOH aarepec H xoryr 6hITh peKOMeH,ZJ;OBaHhIK HCnOJIb30BaHHIO B HaY"tJ:HhIX KOJIJIeKTHBax: I1HCTHTYT cPH3HKH rsepnoro TeJIa PAH (r.qepHOrOJIOBKa),<l>H3HKO-TeXHH"tIeCKHHHHCTHTYTHM.l1ocPcPe(r.Camcr-Ilerepfiypr),I1HCTHTYT cPH3HKH MeTaJIJIOB YpO PAH (r.Exarepaafiypr), I1HCTHTYT cPH3H"tIeCKHX np06JIeMHM.

II.lI. Kanansr(r.MOCKBa), Ka3aHCKHH rocy,ZJ;apCTBeHHhIH YHHBepCHTeT(r.Kasaas),I1HCTHTYT cPH3HKH MHKpOCTPyKTyp PAH (r, HH)KHHH HOBropo,ZJ;), <l>H3H"t1eCKHH I1HCTHTYTHM.II.H.lIe6e,ZJ;eBaPAH(r.MOCKBa)H.ZJ:PyrHXHaY"tJ:HhIXnearpax,3aHHMaIOm;HXCHHCCJIe,ZJ;OBaHHHMH no ,ZJ;aHHOH np06JIeMe.,l(HccepTaIJ;IDI H asropediepar aarracaau XOpOillHM H nOHHTHhIM H3bIKOM. AaropeeeparnOJIHOCThIO0TP~aeTcO,ZJ;ep)KaHHe ,ZUICcepTau;HH.OueHHBWI ,ZUICCepTaIJ;HIO EypMHCTPOBOH AB. B ueJIOM, MO)KHO 38KJI1O"tIHTh, "tITO noOpHrHHaJILHOCTH, o6'beMY nOJIY"tleHHhIX pe3yJIbTaTOB, ,ZJ;OCTOBepHOCTH, HaY"tJ:HOH ueHHOCTHOHa COOTBeTCTByeT BceM TPe60BaHHHM IIoJIo)KeHIDI 0 nopanxe IIpHCYJK)l;eHIDI Y"tJ:eHhIXcreneaea,a COHCKaTeJIb, HeCOMHeHHO, 3aCJIY)KHBaeT IIpHCYJK)l;eHIDI Y"tJ:eHOH creneaaKaH,ZUI,ZJ;aTa cPH3HKO-MaTeMaTH"tIeCKHX aayx no CneUHaJIbHOCTH 01.04.04 -«cPH3H"tIeCKWI3JIeKTPOHHKa».,l(HccepTaIJ;IDI EypMHCTPOBOH AB.

o6CYJK)l;aJIaCb aa cexaaape I1<1>M PAH no cPH3HKernepzroro TeJIa 3 cPeBpaJIH 2014 r., IIpOTOKOJI 9/401.~a{~OT3hIB COCTaBHJI:,[{OKTOp cPH3.-MaT. aayx,38M. napexropa I1<1>M PAH~IIpe,ZJ;ce,ZJ;aTeJIb cexaaapa,,[{OKTOp cPH3.-MaT. aayx,3aB.oT,ZJ;.120 I1<1>M PAHA.C.MeJIbHHKOBB.B.KypHHvCexperaps cexaaapaM.H.c.I1<1>M PAHAH.30ToBa/;;.