На прикладі модельної гетероструктури, що створена двома потенціальними бар'єрами та провідним прошарком нанометрових розмірів, проаналізовано вплив процесів декогеренції на електронний транспорт. Показано, що існуючі два феноменологічні підходи до цієї проблеми, що базуються на введенні випадкового розподілу неконтрольованих фаз або стохастичного фактора, який "знищує" пам'ять про квантово-механічну фазу, призводять до різних фізичних результатів. Стверджено, що тільки другий підхід описує справжню втрату квантово-механічної фазової когерентності у мезоскопічній системі з послідовним електронним тунелюванням.

Предложена микроскопическая модель баллистического фазово-когерентного транспорта квазичастиц в джозефсоновских сверхпроводниковых переходах с двумя потенциальными барьерами и нормальной прослойкой нанометровых размеров между ними. Выполненные модельные расчеты позволяют объяснить природу особенности вольт-амперных характеристик соответствующих гетероструктур в районе энергетической щели. Эта особенность наблюдалась ранее экспериментально в различных джозефсоновских переходах и известна в литературе как "колено".

Індекс рубрикатора НБУВ: З843.35

Рубрики:

Фосфор, сурма, миш'як, вісмут, ванадій, тантал та їхні сполуки

Шифр НБУВ: Ж14388 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вперше розглянуто задачу про залежність пов'язаних енергетичних станів в одновимірній потенціальній ямі, створеній двома надпровідниковими обкладинками, від різниці фаз їх параметрів порядку. Проаналізовано особливості джозефсонівського транспорту залежно від структури перехідної області між обкладинками.

Приведены результаты сравнительного анализа температурного поведения разных типов (SIS, SNS, SNIS) переходов Джозефсона. Предложена теоретическая модель, позволяющая описывать с учетом эффекта близости зависимость критического тока Джозефсона упомянутых гетероструктур от температуры. Оценена стабильность параметров структур по отношению к изменениям температуры.

Рассчитаны вольт-амперные характеристики туннельных гетероструктур металл - изолятор - металл, для которых закон дисперсии в диэлектрическом слое описывается двухзонным приближением Франца - Кейна. Показано, что в таких переходах ток является монотонно возрастающей функцией напряжения лишь в том случае, когда уровень Ферми находится в верхней половине запрещенной зоны. В противном случае вольт-амперные кривые могут содержать участки отрицательного дифференциального сопротивления.

Індекс рубрикатора НБУВ: В368.31

Рубрики:

Надпровідність. Надпровідники

Шифр НБУВ: Ж27665/рад. эл. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Теоретичний аналіз впливу валентної зони нанорозмірного діелектричного шару на тунельний струм в контактах напівметал ізолятор - метал показав, що їх вольт-амперні характеристики можуть мати ділянки негативного диференціального опору в залежності від положення рівня Фермі. Даний результат дозволяє вперше пояснити аномальну поведінку тунельних кривих, яка неодноразово спостерігалася експериментально, але досі ще не знайшла свого остаточного теоретичного обгрунтування. Вперше теоретично досліджено вплив верхнього краю валентної зони ізолятора на ефект спінової фільтрації в тунельних структурах із двома нанорозмірними шарами магнітною діелектрика. Розрахунки залежності магнітоопору таких систем від поданої напруги зсуву показали, що за невеликої напруги його величина стає нескінченно малою тоді, коли хімічний потенціал знаходиться поблизу середини забороненої зони ізолятора. Дана обставина, яка не була врахована раніше, пояснює гігантську розбіжність між теоретичними оцінками магнітоопору подвійних тунельних спінових фільтрів і відповідними експериментальними даними. В межах теоретичного підходу, який базується на теорії розсіювання носіїв струму в багатошарових структурах, виконано комп'ютерні симуляції зарядового транспорту в дуже асиметричних джозефеонівських контактах з двома потенціальними бар'єрами та вільним від дефектів нормальним прошарком між ними. Встановлено, що в даному випадку ділянки негативного диференціального опору на вольт-амперних характеристиках контактів з перехідними металами та сплавами виникають внаслідок утворення зв'язаного квантово-механічного стану в нормальній області. Відповідні експериментальні криві, одержані для переходів Джозефсона з нітридом ніобію, підтверджують теоретичні висновки.

В рамках полуклассического приближения рассчитаны зависимости дифференциальной проводимости туннельных контактов ферромагнитный металл - изолятор - металл от напряжения смещения в зависимости от толщины изолятора. Показано, что их туннельные характеристики отражают особенности электронной структуры ферромагнитного электрода, хотя соответствующие плотности состояний электродов не входят непосредственно в расчетные формулы. В частности, при напряжении, соответствующем энергии Ферми зоны со спином вниз, на кривой дифференциальной проводимости возникает излом, форма которого меняется при приложении давления.

В рамках двухзонной модели электронной структуры изолятора показано, что учет влияния верхнего края валентной зоны на туннелирование зарядов сквозь наноразмерные слои магнитного диэлектрика приводит к устранению гигантского расхождения между теоретическими и экспериментальными значениями магнетосопротивления двойных спиновых фильтров. Установлено, что туннельное магнетосопротивление контактов, образованных ферромагнитными Fe электродами и двухзонным изолятором, радикально зависит от положения химического потенциала внутри запрещенной зоны диэлектрика.

Розглянуто відкриття в явищі надпровідності, яке вперше у світі експериментально виявили харківські науковці, описано можливості джозефсонівської генерації електромагнітного випромінювання, його теоретичне та практичне значення.

Предложен и теоретически обоснован новый метод увеличения спиновой поляризации туннелирующих электронов в многослойных структурах с помощью квантового размерного эффекта в ферромагнитной металлической пленке наноразмерной толщины. Математическое моделирование зарядового транспорта в проводящих гетероструктурах показало, что разброс толщин такой пленки, неизбежный в условиях промышленного производства, не окажет существенного влияния на обсуждаемый эффект. Это позволит создать новые спинтронные устройства для вычислительной техники с гораздо большей эффективностью, чем существующие.