Conventional Josephson metal - insulator - metal devices are inherently underdamped and exhibit hysteretic current-voltage response due to a very high subgap resistance compared to that in the normal state. At the same time, overdamped junctions with single-valued characteristics are needed for most superconducting digital applications. The usual way to overcome the hysteretic behavior is to place an external low-resistance normal-metal shunt in parallel with each junction. Unfortunately, such solution results in a considerable complication of the circuitry design and introduces parasitic inductance through the junction. This paper provides a concise overview of some generic approaches that have been proposed in order to realize internal shunting in Josephson heterostructures with a barrier that itself contains the desired resistive component. The main attention is paid to self-shunted devices with local weak-link transmission probabilities that are so strongly disordered in the inter-face plane that transmission probabilities are tiny for the main part of the transition region between two super-conducting electrodes, while a small part of the interface is well transparent. We discuss the possibility of realizing a universal bimodal distribution function and emphasize advantages of such junctions that can be considered as a new class of self-shunted Josephson devices promising for practical applications in superconducting electronics operating at 4,2 K.

Thin-film hybrid heterostructures formed by superconducting molybdenum-rhenium-alloy films with a critical temperature of about 9 K and nanoscale silicon-based semiconducting interlayers with metallic tungsten nanorods have been fabricated and studied. Current-voltage characteristics of the junctions were measured at 4,2 K and under influence of 11 GHz microwave irradiation. The evidence of a quasi-one-dimensional transport through the tungsten weak links disrupted by phase-slip centers was revealed in MoRe/doped Si/MoRe trilayers under irradiation by a high-frequency field. Also, measured current-voltage characteristics of five-layer MoRe/doped Si/MoRe/doped Si/MoRe devices exhibit a strong influence of a dissipation state in the MoRe interlayer. Namely, the switching from a superconducting state with low dissipation to a finite-conductance regime can be initiated by the emergence of an extra phase-slip center in the MoRe interlayer. Possible physical mechanisms of the two findings are discussed.

За допомогою формалізму Ландауера-Буттікера досліджено спін-залежний балістичний транспорт крізь мезоскопічну трьохтермінальну Y-подібну структуру з чутливою до спіну феромагнітною мембраною в одному з вихідних провідників. Розрахунки, виконані при досить низьких температурах, коли тепловими ефектами і розсіюванням на магнонах можна знехтувати, передбачають істотне посилення ефекту спінової фільтрації, обумовленого неузгодженістю між зонними структурами феромагнітного металу та провідника. На закінчення обговорено можливі застосування цього явища для ефективної інжекції спін-поляризованого струму в надпровідник і саморегульованих спінових струмів квантових спінтронних мережах.

За допомогою формалізму Ландауера-Буттікера досліджено спін-залежний балістичний транспорт крізь мезоскопічну трьохтермінальну Y-подібну структуру з чутливою до спіну феромагнітною мембраною в одному з вихідних провідників. Розрахунки, виконані при досить низьких температурах, коли тепловими ефектами і розсіюванням на магнонах можна знехтувати, передбачають істотне посилення ефекту спінової фільтрації, обумовленого неузгодженістю між зонними структурами феромагнітного металу та провідника. На закінчення обговорено можливі застосування цього явища для ефективної інжекції спін-поляризованого струму в надпровідник і саморегульованих спінових струмів квантових спінтронних мережах.

The origin of anomalous current-carrying edge states in quasi-two-dimensional quantum samples with an insulating interior is currently mysterious. We propose to address this issue using a hybrid setup, an interferometric phase-sensitive configuration of two independent scanning probe tips, normal and superconducting, able to realize the quantum interference effect of quasiparticle currents moving in different directions along the metallic-like one-dimensional near-boundary channels. To simulate the dissipationless edge currents, we consider a quantum material with a simple Corbino disk geometry and analyze how the differential conductance spectrum depends on the distance between the two tips, the applied voltage bias, and the presence of a magnetic field. An essential difference between classical and quantum expectations should clarify the enigmatic origin of the long-range conducting modes observed in different materials at low temperatures. Strong dependence on the applied magnetic field can be useful for practical implementation of the quantum effects associated with the phase difference of electron wave functions in the ring geometry.

Теоретично показано, що комбінація двох електронних методів, вимірювання спектрів провідності і електронного дробового шуму може бути ефективною для виявлення гвинтових андріївських крайових станів у квантових когерентних провідниках. Щоб реалізувати цю методологію практично, запропоновано інтерферометричну фазочутливу конфігурацію, що складається з двох незалежних сканувальних зондів, нормального і надпровідного, і показано, що відповідний крайовий струм сильно залежить від прикладеного магнітного поля.

Останнім часом у зв'язку з пошуком топологічних надпровідників особливий інтерес викликають дослідження багатошарових структур на основі надпровідних і напівпровідникових плівок. Природа неочікуваного підвищення критичної температури в таких надгратках досі є предметом дискусій. Можливі джерела - це незвичайний механізм куперівського спаровування в надструктурах, поява надпровідності в напівпровідникових шарах або аморфізація області розділу між двома різними плівками. У роботі досліджували наношарові Mo/Si надгратки з температурою надпровідного переходу між 7 і 8 К, які було виготовлено за методом радіочастотного магнетронного розпилення. Мезоскопічні точкові контакти на них було реалізовано шляхом дотику гострого металевого вістря зі срібла до поверхні зразка. Використовуючи спектроскопію за методом андреєвського відбиття для визначення величини параметра надпровідного порядку, виміряли точково-контактні спектри надграток Mo/Si, які добре відповідали теорії Блондера - Тінкхама - Клапвійка, що передбачає звичайне s-хвильове впорядкування у надпровідному стані. Одержані результати показують, що надзвичайно висока температура переходу з нормального в надпровідний стан у Mo/Si надгратці не пов'язана з якимось екзотичним механізмом, а скоріше є наслідком утворення аморфного сплаву на межі розділу між шарами Mo та Si. Висновок: основним фактором, який призводить до посилення надпровідних характеристик, є поява м'яких коливальних мод у невпорядкованих прошарках Mo/Si і, як наслідок, виникнення так званого бозонного піку у фононних спектрах надграток. Очікується, що одержані результати стимулюватимуть зусилля щодо реалізації надпровідних пристроїв на основі кремнію з далекосяжним потенціалом застосування, зокрема, у надпровідній електроніці.