Диссертация (1105377), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ìîæíî âûäåëèòü äâà ðàçíûõòèïà òðèïëåòíîãî óïîðÿäî÷èâàíèå. Ïåðâûé îòíîñèòñÿ ê ïàðàì ñ íóëåâîé ïðîåêöèåéñïèíà îòíîñèòåëüíî îñè íàìàãíè÷åííîñòè. Òàêîé òèï óïîðÿäî÷èâàíèÿ íàçûâàåòñÿ êîðîòêèì òðèïëåòîì è çàòóõàåò íà õàðàêòåðíûõ äëèíàõ ξF∗ 1 .  ñâîþ î÷åðåäü, ïðè íàëè÷èè ìàãíèòíûõ íåîäíîðîäíîñòåé, íàïðèìåð, â ñëó÷àå íåñêîëüêèõ ìàãíèòíûõ ñëîåâ ñíåêîëëèíåàðíîé íàìàãíè÷åííîñòüþ, ôîðìèðóåòñÿ äðóãîé òèï òðèïëåòíîãî ïîðÿäêà ñêîíå÷íîé ïðîåêöèåé ñïèíà ïàðû. Òàêèå ñâåðõïðîâîäÿùèå êîððåëÿöèè íå ðàçðóøàþòñÿîáìåííûì ïîëåì, è õàðàêòåðíàÿ äëèíà çàòóõàíèÿ òàêîãî ýôôåêòà áëèçîñòè ñðàâíèìà∗. Ýòîò òèï óïîðÿäî÷èâàíèÿ íàçâàí "äëèííûé òðèïëåò" [4850].ñ ξNÖåëü ðàáîòûÖåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàçâèòèå òåîðåòè÷åñêèõ ìîäåëåé, îïèñûâàþùèõ ïðîöåññû â ãèáðèäíûõ ãåòåðîñòðóêòóðàõ, ñîñòîÿùèõ èç ñâåðõïðîâîäÿùèõ, íîðìàëüíûõ è ôåððîìàãíèòíûõ ìåòàëëîâ, à òàêæå äèýëåêòðè÷åñêèõ ñëîåâ.
Ïðîâåäåíèåâ ðàìêàõ ìèêðîñêîïè÷åñêîé òåîðèè ñâåðõïðîâîäèìîñòè ðàñ÷åòîâ îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ òàêèõ ñòðóêòóð è èõ çàâèñèìîñòåé îò ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ è ìàòåðèàëüíûõêîíñòàíò, îáðàçóþùèõ èõ ìàòåðèàëîâ. Îöåíêà âîçìîæíîñòè ïðèìåíåíèÿ òàêèõ ñòðóêòóð â êà÷åñòâå óïðàâëÿþùåãî ýëåìåíòà ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïàìÿòè, èíâåðòîðà ôàçûè ϕ-êîíòàêòà.Íàó÷íàÿ íîâèçíà äèññåðòàöèîííîé ðàáîòå âïåðâûå ïîëó÷åíû ñëåäóþùèå íîâûå ðåçóëüòàòû:1. Âïåðâûå ðàññ÷èòàíà çàâèñèìîñòü õàðàêòåðíûõ äëèí çàòóõàíèÿ è îñöèëëÿöèéñâåðõïðîâîäÿùèõ êîððåëÿöèé â ãåòåðîñòðóêòóðå ñâåðõïðîâîäíèê-ôåððîìàãíåòèê, êàêôóíêöèÿ ðàçìåðà è âèäà äîìåííîé ñòðóêòóðû ôåððîìàãíèòíîãî ìàòåðèàëà.2.
Âïåðâûå ðàññ÷èòàíû òîê-ôàçîâûå ñîîòíîøåíèÿ â òî÷êàõ 0-π ïåðåõîäà âñòðóêòóðàõ ñ ïðîäîëüíî îðèåíòèðîâàííîé ïðîñëîéêîé èç ôåððîìàãíåòèêà è íîðìàëü12íîãî ìåòàëëà è ïðîäåìîíñòðèðîâàíà âîçìîæíîñòü íàëè÷èÿ â íèõ ïðåâàëèðóþùåãîâêëàäà âòîðîé ãàðìîíèêè â òîê-ôàçîâîì ñîîòíîøåíèè.3. Âïåðâûå íà îñíîâå ìèêðîñêîïè÷åñêîé ìîäåëè ðàññ÷èòàíû çàâèñèìîñòè êðèòè÷åñêîãî òîêà â äæîçåôñîíîâñêèõ êîíòàêòàõ ñî ñëîæíîé ñîñòàâíîé ïðîñëîéêîé èçòóííåëüíîãî áàðüåðà, òîíêîé ñâåðõïðîâîäÿùåé ïëåíêè è ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ îò ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ, ìàòåðèàëüíûõ êîíñòàíò è òåìïåðàòóðû. Ñåðèè çàâèñèìîñòåéñèñòåìàòèçèðîâàíû è âûäåëåíû îáëàñòè ïàðàìåòðîâ, ñîîòâåòñòâóþùèå îñíîâíûì ðåæèìàì ðàáîòû ñòðóêòóðû.4.
Âïåðâûå ðàññ÷èòàíû òîê-òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè â äæîçåôñîíîâñêèõêîíòàêòàõ ñî ñëîæíîé ñîñòàâíîé ïðîñëîéêîé èç òóííåëüíîãî áàðüåðà, òîíêîé ñâåðõïðîâîäÿùåé ïëåíêè è ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ. Ïîêàçàíî òåìïåðàòóðíîå ïåðåêëþ÷åíèåìåæäó 0 è π ñîñòîÿíèÿìè ÷åðåç ñîñòîÿíèå ñî çíà÷èòåëüíîé àìïëèòóäîé âòîðîé ãàðìîíèêè â òîê-ôàçîâîì ñîîòíîøåíèè, îáóñëîâëåííîé íàëè÷èåì ñâåðõïðîâîäÿùåãî ñëîÿâíóòðè îáëàñòè ñëàáîé ñâÿçè.5.
Âïåðâûå òåîðåòè÷åñêè ïðîäåìîíñòðèðîâàí äæîçåôñîíîâñêèé π -êîíòàêò ñ õàðàêòåðíûì íàïðÿæåíèåì IC RN íà óðîâíå òóííåëüíûõ ïåðåõîäîâ.Ïîëîæåíèÿ âûíîñèìûå íà çàùèòó1. Õàðàêòåðíûå äëèíû çàòóõàíèÿ è îñöèëëÿöèé ñâåðõïðîâîäÿùèõ êîððåëÿöèé,íàâîäèìûõ ýôôåêòîì áëèçîñòè âãëóáü äîìåííîé ñòðóêòóðû ôåððîìàãíåòèêà çàâèñÿòîò ðàçìåðà äîìåíîâ è îðèåíòàöèè äîìåííîé ñòðóêòóðû.2. Íàëè÷èå äîìåííîé ñòðóêòóðû â ôåððîìàãíåòèêå ìîæåò ïðèâîäèòü ê ôîðìèðîâàíèþ äâóõ îòëè÷íûõ êîìïîíåíò àìïëèòóäû ñïàðèâàíèÿ ñî ñâîéñòâàìè, ñîîòâåòñòâóþùèìè ýôôåêòó áëèçîñòè â íîðìàëüíîì ìåòàëëå è ôåððîìàãíåòèêå.3.
 äæîçåôñîíîâñêèõ ñòðóêòóðàõ ñ ïðîäîëüíî-îðèåíòèðîâàííîé ïðîñëîéêîé èçíîðìàëüíîãî è ôåððîìàãíèòíîãî ìåòàëëîâ âîçìîæíà ðåàëèçàöèÿ ϕ-ñîñòîÿíèÿ ñ íåòðèâèàëüíîé òîê-ôàçîâîé çàâèñèìîñòüþ. Ñóùåñòâîâàíèå òàêèõ ñîñòîÿíèé âîçìîæíî â îáëàñòÿõ ïàðàìåòðîâ â îêðåñòíîñòÿõ 0-π ïåðåõîäà.4. Îáëàñòü ïàðàìåòðîâ ñóùåñòâîâàíèÿ ϕ-ñîñòîÿíèÿ ìîæåò áûòü ðàñøèðåíà çàñ÷åò èçìåíåíèÿ ãåîìåòðèè ñòðóêòóðû.
Ðàñïîëîæåíèå ñâåðõïðîâîäÿùèõ ýëåêòðîäîâ èçàêëþ÷åííîãî ìåæäó íèìè ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ íàä íîðìàëüíîé ïëåíêîé ÿâëÿåòñÿîïòèìàëüíûì äëÿ ðåàëèçàöèè ϕ-êîíòàêòà.135. Òîêîâûé òðàíñïîðò â äæîçåôñîíîâñêîé ñòðóêòóðå ñî ñëîæíîé ïðîñëîéêîé, ñîñòîÿùåé èç òóííåëüíîãî áàðüåðà, òîíêîé ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïëåíêè è ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ, îïðåäåëÿåòñÿ ïîäàâëåíèåì ñâåðõïðîâîäèìîñòè â ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïëåíêåçà ñ÷åò ýôôåêòà áëèçîñòè è ìåñòîì ëîêàëèçàöèè ïðûæêà ôàçû íà ôåððîìàãíèòíîìèëè äèýëåêòðè÷åñêîì ñëîÿõ.6. Õàðàêòåðíîå íàïðÿæåíèå IC RN äæîçåôñîíîâñêîé ñòðóêòóðû ñî ñëîæíîé ïðîñëîéêîé, ñîñòîÿùåé èç òóííåëüíîãî áàðüåðà, òîíêîé ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïëåíêè è ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ, ìîæåò äîñòèãàòü çíà÷åíèé ñîïîñòàâèìûõ ïî âåëè÷èíå ñ õàðàêòåðíûì íàïðÿæåíèåì òóííåëüíîãî SIS ïåðåõîäà.7.
Äæîçåôñîíîâñêàÿ ñòðóêòóðà ñî ñëîæíîé ïðîñëîéêîé, ñîñòîÿùåé èç òóííåëüíîãî áàðüåðà, òîíêîé ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïëåíêè è ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ, ìîæåòáûòü ïåðåêëþ÷åíà èç 0 â π ñîñòîÿíèå çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû èëè ýôôåêòèâíîãî îáìåííîãî ïîëÿ ìàãíèòíîãî ìàòåðèàëà.Íàó÷íî-ïðàêòè÷åñêàÿ öåííîñòü äèññåðòàöèèÍàó÷íî-ïðàêòè÷åñêàÿ öåííîñòü ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ â äèññåðòàöèè, îïðåäåëÿåòñÿ âîçìîæíîñòüþ ïðèêëàäíîãî ïðèìåíåíèÿ èññëåäîâàííûõ ýôôåêòîâ è ñòðóêòóðäëÿ ñõåì ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ýëåêòðîíèêè.Òåîðèÿ ýôôåêòà áëèçîñòè ìåæäó ñâåðõïðîâîäíèêîì è äîìåííîé ñòðóêòóðîéôåððîìàãíèòíîãî ìàòåðèàëà ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíà ïðè ïîñòðîåíèè ìîäåëè èñêóññòâåííûõ ñîñòàâíûõ ìàòåðèàëîâ.
Òàêîé èñêóññòâåííûé ìàòåðèàë ñîñòîèò èç òîíêèõ÷åðåäóþùèõñÿ ñëîåâ ôåððîìàãíåòèêà èëè íîðìàëüíîãî ìåòàëëà è õîðîøî îïèñûâàåòñÿìîäåëüþ, ðàññìîòðåííîé â ãëàâå 1. Ñâîéñòâàìè ïîäîáíîãî ìàòåðèàëà ìîæíî óïðàâëÿòüïðè åãî ñîçäàíèè, èçìåíÿÿ ïîðÿäîê è øèðèíó íàïûëÿåìûõ ïðîñëîåê òîãî èëè èíîãî ìàòåðèàëà, à òàêæå ïðèëîæåíèåì âíåøíèõ ìàãíèòíûõ ïîëåé, èçìåíÿþùèõ íàïðàâëåíèåâåêòîðîâ íàìàãíè÷åííîñòè â îòäåëüíûõ ñëîÿõ ãîòîâûõ ñòðóêòóð.Òàê, äæîçåôñîíîâñêèå ñòðóêòóðû ñ ïðîäîëüíî-îðèåíòèðîâàííîé ïðîñëîéêîé èçíîðìàëüíîãî è ôåððîìàãíèòíîãî ìåòàëëîâ ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ ñîçäàíèÿíîâîãî áàçèñíîãî ýëåìåíòà ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ýëåêòðîíèêè - ϕ-êîíòàêòà. Ñäâèã äæîçåôñîíîâñêîé ôàçû â îñíîâíîì ñîñòîÿíèè è ôîðìèðîâàíèå äâóõúÿìíîãî ïîòåíöèàëàîòêðûâàþò øèðîêèå âîçìîæíîñòè äëÿ ïðèìåíåíèÿ â ÿ÷åéêàõ ïàìÿòè è êâàíòîâûõ ñõåìàõ ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ýëåêòðîíèêè, òàêèõ êàê êâàíòîâûé áèò è êâàíòîâûé äåòåêòîð.14Ñòðóêòóðû ñî ñëîæíîé ñîñòàâíîé ïðîñëîéêîé èç òóííåëüíîãî áàðüåðà, òîíêîéñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïëåíêè è ôåððîìàãíèòíîãî ñëîÿ îáëàäàþò âûñîêèì õàðàêòåðíûìíàïðÿæåíèåì IC RN íà óðîâíå òóííåëüíûõ SIS ïåðåõîäîâ.
Òàêèì îáðàçîì, ìàãíèòíûåóïðàâëÿþùèå ýëåìåíòû äëÿ ÿ÷ååê ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïàìÿòè, ñîçäàííûå íà îñíîâåòàêèõ ñòðóêòóð, îáëàäàþò áûñòðîäåéñòâèåì ñîïîñòàâèìûì ñ òóííåëüíûìè êîíòàêòàìè, øèðîêî èñïîëüçóåìûõ â ñõåìàõ áûñòðîé îäíîêâàíòîâîé ëîãèêè (ÁÎÊ). Ïîäîáíûåõàðàêòåðèñòèêè ìîãóò ïîçâîëèòü óñïåøíî èíòåãðèðîâàòü ýëåìåíòû ïàìÿòè â ñóùåñòâóþùèå ñõåìû ÁÎÊ ëîãèêè.Èññëåäîâàíèå äæîçåôñîíîâñêèõ ïåðåõîäîâ ñî ñâåðõïðîâîäÿùèì ñëîåì â îáëàñòèñëàáîé ñâÿçè îòêðûâàåò ðÿä âîçìîæíûõ ïðèìåíåíèé.
Òàê, äæîçåôñîíîâñêàÿ ñòðóêòóðàñ äâóìÿ ôåððîìàãíèòíûìè ñëîÿìè, ðàçäåëåííûìè ñâåðõïðîâîäíèêîâîé s ïðîñëîéêîéìîæåò áûòü ïðèìåíåíà â êà÷åñòâå óïðàâëÿþùåãî ýëåìåíòà äëÿ ñâåðõïðîâîäíèêîâîé ïàìÿòè. Áàçèñ ñîñòîÿíèé äëÿ òàêîé ñòðóêòóðû ñîîòâåòñòâóåò ñóùåñòâîâàíèþ s-ïðîñëîéêèâ ñâåðõïðîâîäÿùåì è íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè ñîîòâåòñòâåííî.Ñòåïåíü äîñòîâåðíîñòè è àïðîáàöèÿ ðàáîòûÄîñòîâåðíîñòü ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ îáåñïå÷åíà èñïîëüçîâàíèåì â òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòàõ ìèêðîñêîïè÷åñêîé òåîðèè ñâåðõïðîâîäèìîñòè, îïòèìàëüíûì âûáîðîìôèçè÷åñêèõ ìîäåëåé, îòðàæàþùèõ îñíîâíûå ñâîéñòâà èññëåäóåìûõ ñèñòåì, à òàêæå íàëè÷èåì àñèìïòîòè÷åñêèõ ïåðåõîäîâ ê ðåçóëüòàòàì, ïîëó÷åííûì ðàíåå â áîëåå ïðîñòûõìîäåëÿõ è ñîâïàäåíèåì ðàññ÷èòàííûõ çàâèñèìîñòåé ñ èìåþùèìèñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè.- 4-îé Âñåðîññèéñêîé êîíôåðåíöèè ìîëîäûõ ó÷åíûõ "Ìåæäóíàðîäíûé ìîëîäåæíûé íàó÷íûé ôîðóì "Ëîìîíîñîâ-2010", Ìîñêâà, 2010;- Âñåðîññèéñêîé êîíôåðåíöèè è íàó÷íîé øêîëå äëÿ ìîëîäûõ ó÷åíûõ "Íîâûåìàòåðèàëû è íàíîòåõíîëîãèè â ýëåêòðîíèêå ÑÂ× Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, 2010;- Advanced research workshop "Meso-2012", ×åðíîãîëîâêà, 2012;- International Conference "Micro- and nanoelectronics - 2012"(ICMNE-2012), Çâåíèãîðîä, Ìîñêîâñêàÿ îáëàñòü, 2012;- 11-th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS-13), Ãåíóÿ,Èòàëèÿ, 2013;-8-thInternationalConferenceon15VortexMatterinNanostructuredSuperconductors, Ðîäîñ, Ãðåöèÿ, 2013;- XVIII ìåæäóíàðîäíîì ñèìïîçèóìå "Íàíîôèçèêà è íàíîýëåêòðîíèêà ÍèæíèéÍîâãîðîä, 2014.- Moscow International Symposium on Magnetism (MISM-2014), Ìîñêâà, 2014;- International Scientic Conference "Science of Future", Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, 2014;- XIX ìåæäóíàðîäíîì ñèìïîçèóìå "Íàíîôèçèêà è íàíîýëåêòðîíèêà", ÍèæíèéÍîâãîðîä, 2015.- 12-th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS-15), Ëèîí,Ôðàíöèÿ, 2015;îòðàæåíû â 21 ïóáëèêàöèè, â òîì ÷èñëå â äåâÿòè ñòàòüÿõ â íàó÷íûõ ðåôåðèðóåìûõ æóðíàëàõ [A1]-[A9], ðåêîìåíäîâàííûõ ÂÀÊ, â äâóõ ïàòåíòàõ [A10], [A11], àòàêæå â 10 òåçèñàõ äîêëàäîâ êîíôåðåíöèé [A12]-[A21].Ëè÷íûé âêëàä àâòîðà äèññåðòàöèè ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå íåïîñðåäñòâåííî àâòîðîìèëè ïðè åãî àêòèâíîì ó÷àñòèè.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
