Автореферат (1104938), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В 14 из 19 авторских публикаций данной диссертационной работы автор диссертации является первым автором публикации, т.е.другими соавторами этих работ вклад автора диссертации был признан определяющим.Структура и объем работыДиссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации - 115 стр., включая 37 рисунков.
Список литературысостоит из 71 наименования.Содержание работыВо введении дан краткий обзор теоретических и экспериментальных работ,относящихся к теме диссертации, обоснована ее актуальность, сформулированыцели и задачи работы, перечислены основные результаты, представляемые назащиту, дано краткое описание содержания глав диссертации.В главе 1 теоретически исследуется электронный транспорт через границунормального металла и сверхпроводящего двухзонного пниктида, описываемогов рамках наиболее популярных в настоящее время s++ и s± моделей сверхпроводящего спаривания, в приближении сильной связи. Для этой цели рассматривается двумерная атомарная решетка нормального металла и пниктида дляразличных углов ориентации кристаллографических осей пниктида и границы.В разделе 1.1 продемонстрирована процедура получения уравненийБоголюбова-де-Жена и вывода граничных условий в приближении сильной связи для одномерной модели контакта нормального металла и однозонного сверхпроводника.
Показано, что проводимость контакта нормальный металл - сверхпроводник, полученная в рамках предложенного метода, совпадает с проводи6мостью такого контакта, описываемого широко известной моделью Блондера Клапвийка - Тинкхамаσ(E) = 1+ | a |2 − | b |2σN [1 + σN | Γ |2 +(σN − 1) | Γ |4 ]=,| 1 − (1 − σN )Γ2 |2(1)√где Γ = ∆/(E + E 2 − ∆2 ), ∆ - величина сверхпроводящей щели, но с обобщенным определением проводимости данного контакта в нормальном состоянии вприближении сильной связиσN (k, q) = 1− | b |2 =2σ1 [cos[(q − k)l] − cos[(q + k)l]].1 + σ12 − 2σ1 cos[(q + k)l](2)где σ1 = tt′ /γ 2 , t, t′ , γ - параметры хоппинга в нормальном металле, сверхпроводнике и через границу, соответственно, q(k) - волновой вектор в нормальномметалле (сверхпроводнике).
Также показано, что проводимость контакта нормального металла и однозонного сверхпроводника с d-типом сверхпроводящегоспаривания, рассчитанная в рамках предложенной модели, совпадает с ранееполученным результатом, но с обобщенным определением проводимости такогоконтакта в нормальном состоянии.В разделе 1.2 в рамках приближения сильной связи получены уравненияБоголюбова-де-Жена на узлах кристаллической решетки в плоскости сверхпроводящего пниктида для случая нулевой ориентации кристаллографическихосей пниктида относительно границы. На основе данных уравнений выведены граничные условия для контакта нормальный металл - двухзонный пниктид для данной ориентации границы и кристаллографических осей пниктида, атакже получено выражение для потока вероятности в направлении, перпендикулярном границе.
Продемонстрировано, что полученные граничные условияобеспечивают сохранение потока вероятности через рассматриваемую границу.На основе выведенных граничных условий рассчитаны проводимости переходов нормальный металл - сверхпроводящий пниктид для aнизотропных s++(∆ = ∆0 (cos(kx ) + cos(ky )) + ∆1 ) и s± (∆ = ∆0 cos(kx ) cos(ky )) моделей сверхпроводящего спаривания. Показано, что в случае s± модели для малых прозрачностей границы помимо двух характерных особенностей на щелях практически7для всех значений волнового вектора, параллельного границе, наблюдается четко выраженная подщелевая особенность (рис.
1(A)). Данная подщелевая особенность отсутствует в случае s++ модели для всех значений волнового вектора, параллельного границе (рис. 1(B)). Таким образом, показано, что на основесравнения проводимостей контакта нормального металла и сверхпроводящегопниктида для нулевого угла ориентации кристаллографических осей пниктида по отношению к границе возможно отличить рассматривамые две наиболеепопулярные модели сверхпроводящего спаривания по наличию и отсутствиючетко выраженной подщелевой особенности в случае s± или s++ модели спаривания, соответственно.Рис. 1: Проводимость в случае нулевого угла разориентации для s± модели (A) и s++ модели(B), значение квазиимпульса, параллельного границе, равно ky = 3π/4. Значения параметровхоппинга через границуγ1 = 0.1, γ2 = 0.14 (eV) (пунктирные линии), и γ1 = 0.009, γ2 = 0.005(eV) (сплошные линии).В разделе 1.3 в рамках приближения сильной связи получены уравненияБоголюбова-де-Жена на узлах кристаллической решетки в плоскости сверхпроводящего пниктида для случая ненулевого угла ориентации кристаллографических осей пниктида относительно границы.
На основе данных уравнений выведены граничные условия для контакта нормальный металл - двухзонный пниктид для данной ориентации границы и кристаллографических осей пниктида,а также получено выражение для потока вероятности в направлении, перпендикулярном границе. При рассмотрении электронного транспорта через N − Spконтакты с ненулевым углом разориентации учтен хоппинг не на один, как вслучае нулевого угла разориентации, а на два соседних слоя атомов пниктида.Это обстоятельство привело к существенному усложнению граничных условий,8Рис.
2: Проводимость контакта нормального металла и сврхпроводящего пниктида для угларазоринтации границы, равного π/4 для (A) s± модели сверхпроводящего спаривания и (B)s++ модели сверхпроводящего спаривания. Значение квазиимпульса, параллельного границе,ky = 0. Значения параметров хоппинга на границе выбраны следующими: γ1 = 0.1, γ2 =0.14, γ1′ = 0.2, γ2′ = 0.06 (eV) (пунктирные линии) и γ1 = 0.009, γ2 = 0.005, γ1′ = 0.02, γ2′ = 0.01(eV) (сплошные линии).вида волновых функций и выражения для потока, связанному с необходимостью учета электронного транспорта не только по двум энергетическим зонам,но и по двум долинам в этих зонах. Используя полученные граничные условия,рассчитаны проводимости для N − Sp контакта для угла π/4 разориентацииграницы и кристаллографичесих осей пниктида.
Показано, что изучение проводимостей контактов нормального металла со сколотым под углом π/4 к границекристаллом пниктида не позволяет различить симметрии параметра порядка всверхпроводящем пниктиде: полученные зависимости проводимости от напряжения качественно схожи для s± и s++ моделей сверхпроводящего спаривания(рис. 2).В разделе 1.4 для различных размеров поверхности Ферми в нормальномметалле рассчитаны усредненные по волновому вектору, параллельному границе, проводимости N − Sp контакта для угла ориентации кристаллографическихосей пниктида по отношению к границе, равного 0.
Показано, что усредненныепроводимости N − Sp контакта для нулевого угла ориентации границы качественно отличаются для s± и s++ моделей сверхпроводящего спаривания длябольшого размера поверхности Ферми в нормальном металле, что дает возможность отличить эти две модели на эксперименте (рис. 3).Таким образом, в главе 1, основываясь на уравнениях сильной связи, по9Рис. 3: (A) Поверхности Ферми в нормальном металле с µn = 0.2 (левый рисунок) и FeBS(правый рисунок). Проводимость в случае s++ модели (B) и s± модели (C) для малой прозрачности γ1 = 0.009 и γ1 = 0.005 (сплошная линия), и для большой прозрачности γ1 = 0.1 иγ1 = 0.14 (пунктирная линия).лучены граничные условия для контакта нормального металла с многозонными сверхпроводниками с необычными видами спаривания, которые позволяют учесть как сложный непараболический и анизотропный спектр нормальныхвозбуждений в сверхпроводнике и их многозонный характер, так и необычныевиды симметрий сверхпроводящего параметра порядка.
Продемонстрированавозможность отличить две наиболее популярные s± и s++ модели сверхпроводящего спраивания путем анализа проводимостей N −Sp контакта для нулевогоугла ориентации кристаллографических осей пниктида по отношению к границе.В главе 2 теоретически исследуется когерентный электронный транспортв структурах с многозонными сверхпроводниками, описываемыми моделямивнутриорбитального (s± модель) и межорбитального сверхпроводящего спаривания. Для этого расмотрено микросужение между сверхпроводящим пниктидом (Sp ) и нормальным металлом (N ) или обычным изотропным сверхпровод10ником БКШ-типа (S). Длина микросужения l предполагается много меньшейдлины когерентности ξ в сверхпроводниках и упругой lel и неупругой lin характерных длин свободного пробега, что позволяет пренебречь подавлением параметра порядка вблизи границы.
В такой геометрии естественно пользоваться подходом Боголюбова-де-Жена, который корректно описывает когерентныйтранспорт в сверхпроводящих структурах с параметром порядка, являющимсязнакопеременным в конфигурационном пространстве.В разделе 2.1 рассчитаны проводимости N − Sp перехода при нулевой температуре в случае сверхпроводника Sp , описываемого s± и межорбитальной моделями сверхпроводящего спаривания. Кристалл пниктида ориентирован так,что N −Sp граница параллельна кристаллографической оси y.
Для данных расчетов использованы граничные условия, которые являются частным случаемграничных условий, полученных в главе 1, для нулевого угла ориентации границы по отношению к кристаллографическим осям пниктида. Продемонстрировано, что зависимость проводимости от напряжения N − Sp контакта имеетдве особенности, вызванные особенностью в плотности состояний на большейсверхпроводящей щели пниктида и объединенной особенностью от меньшей щели и подщелевой особенности в случае, когда пниктид описывается s± модельюспаривания (рис. 4 (левый график)).
В случае описания пниктида в рамках межорбитальной модели спаривания проводимость N −Sp контакта имеет как двещелевые особенности, так и особенность при нулевом напряжении (ZBA) (рис.4 (правый график)).В разделе 2.2, используя граничные условия раздела 2.1, рассчитаны фазовые зависимости связанных андреевских состояний, вклада от них в джозефсоновский ток, вклада от континуума в джозефсоновский ток и полного токаДжозефсона Is (φ) = Id (φ) + Ic (φ), состоящего из тока Id (φ), переносимого квазичастицами, занимающими дискретные андреевские уровни, и тока Ic (φ), переносимого квазичастицами из непрерывного спектра при нулевой температуречерез S − c − Sp переход со сверхпроводником Sp , описываемым s± и межорбитальной моделями сверхпроводящего спаривания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
