2024

Экспериментальное исследование квантовых явлений в гибридных сверхпроводящих системах на основе топологических изоляторов

Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию электронно-транспортных свойств джозефсоновских контактов на основе нанокристаллов топологических изоляторов. В основе исследования лежит индуцирование сверхпроводящих корреляций из сверхпроводника в топологический изолятор, проявляющее уникальные особенности электронных свойств материала. Была разработана и реализована специализированная установка для синтеза монокристаллов топологических изоляторов методом физического осаждения из газовой фазы (PVD) с двузонным индукционным нагревом. Установка позволяет контролировать дефицит селена дихалькогенида висмута Bi2(Te𝑥Se1−𝑥)3влияющего на положение уровня Ферми. Получены ультратонкие нанокристаллы Bi2(Te𝑥Se1−𝑥)3с нестехиометрическим содержанием селена Bi2Te2.3Se0.7. На основе полученных нанокристаллов впервые изготовлены субмикронные планарные джозефсоновские контакты Nb-Bi2Te2.3Se0.7-Nb различной геометрии. Теоретический анализ данных о проводимости, а также анализ температурной зависимости критического тока указывает на баллистический характер переноса заряда через нанокристаллы Bi2Te2.3Se0.7. Джозефсоновские контакты Nb- Bi2Te2.3Se0.7-Nb в присутствии внешнего высокочастотного излучения демонстрируют исчезновение первой ступеньки Шапиро в диапазоне частот изучения от 1 ГГц до 2 ГГц. Проведённый теоретический расчет с использованием tRSJ модели демонстрирует, что такое поведение может свидетельствовать о присутствии вклада 4𝜋-периодичной компоненты в сверхток как минимум на уровне 5%.

Автор Дмитрий Сергеевич Яковлев, Кандидатская
Специальность ВАК 01.04.07, «Физика конденсированного состояния»
2023

Спиновые эффекты в сверхпроводниковых гетероструктурах

Диссертационная работа посвящена теоретическому исследованию некоторого круга вопросов сверхпроводниковой спинтроники и показывает, что синергия между сверхпроводимостью и традиционными для спинтроники магнитными и спин-орбитальными материалами привносит фундаментально новую спиновую физику. Изучено сверхпроводящее состояние в присутствии зеемановского поля в неравновесных условиях. Построена теория термоиндуцированного спинового сигнала в сверхпроводниках, развита теория термоиндуцированного движения доменных границ в гетероструктурах сверхпроводник/(анти)ферромагнетик. Предсказан ряд магнитоэлектрических эффектов, которые возможны только в сверхпроводящем состоянии. Сюда относится гигантское спиновое расщепление плотности состояний под действием сверхтока, индуцированная сверхтоком триплетная сверхпроводимость. Предсказан новый фундаментальный механизм взаимодействия магнитных моментов через фазу сверхпроводника. Построена теория прямого и обратного магнитоэлектрического эффектов в сверхпроводящих гетероструктурах с текстурированными магнетиками, включая теорию резистивного состояния при наличии динамики намагниченности. Для киральных магнитных структур предсказан новый тип трехчастичного магнитного взаимодействия, переносимого сверхтоком.

Автор Ирина Вячеславовна Бобкова, Докторская
Специальность ВАК 01.04.02, «Теоретическая физика»
2023

Мезоскопические квантовые явления в сверхпроводящих системах

Автор Василий Сергеевич Столяров, Докторская
Специальность ВАК 01.04.07, «Физика конденсированного состояния»
2023

Структура и электронное строение бифункциональных материалов на основе смешанных теллуридов марганца, германия и висмута

Автор Александр Сергеевич Фролов, Кандидатская
Специальность ВАК 01.04.07, «Физика конденсированного состояния»
2023

Электронно-транспортные свойства системы длинных джозефсоновских контактов

Автор Сергей Ю Гребенчук, Кандидатская
Специальность ВАК 01.04.07, «Физика конденсированного состояния»
2022

Динамика магнитного момента в гибридных системах сверхпроводник-ферромагнетик

Автор Игорь Головчанский, Докторская
Специальность ВАК 01.04.07, «Физика конденсированного состояния»