CC BY
0ЭФФЕКТ БЛИЗОСТИ И СПИН-ВЕНТИЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ В СЛОИСТЫХ
СТРУКТУРАХ PdFe-Nb
Больгинов В.В., Шуравин Н.С., Карелина Л.Н.
Институт физики твёрдого тела им. Ю.А. Осипьяна Российской академии наук,
Черноголовка, Россия, bolg@issp.ac.ru
Слоистые тонкопленочные структуры ферромагнетик-сверхпроводник (FS) обладают большим потенциалом для приложений в области сверхпроводниковой электроники. Спиновый антагонизм сверхпроводимости и ферромагнетизма позволяет реализовать контакты Джозефсона сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник (SFS) с отрицательным знаком ток-фазового соотношения (пи-контакты) [1]. Для реализации пи-контактов наиболее удобными материалами являются слабоферромагнитные сплавы с криогенными температурами Кюри, в которых малая энергия обменного взаимодействия обеспечивает большие пространственные масштабы затухания сверхпроводимости и осцилляций сверхпроводящего параметра порядка. Также в FS-структурах наблюдается эффект спинового вентиля [2], который может служить основой для реализации элементов сверхпроводниковой памяти, технологически совместимой с устройствами цифровой сверхпроводящей электроники. Наиболее яркие эффекты были получены при использовании сильных ферромагнетиков с выраженной планарной ориентацией намагниченности.
В докладе будет приведен обзор экспериментов по изучению многослойных гибридных структур на основе сверхпроводящего ниобия и разбавленного сплава PdFe с содержанием магнитных атомов около 1% ат. Этот материал является криогенным ферромагнетиком с низкой температурой Кюри и планарной магнитной анизотропией, сочетая в себе свойства, необходимые для реализации пи-контактов и спиновых вентилей. В частности, контакты Джозефсона на основе этого сплава обладают эффектом магнитной памяти, необходимым для реализации джозефсоновских запоминающих элементов. Несмотря на слабость обменного взаимодействия, спин-вентильный эффект в гетероструктурах PdFe-Nb-PdFe также наблюдается в окрестности сверхпроводящего перехода. Такой эффект может наблюдаться даже при достаточно низких температурах (вплоть до 93% критической) при значительной амплитуде изменения напряжения на образце (порядка 700 мкВ). Будут представлены результаты экспериментов по изучению эффекта близости в многослойных и планарных структурах PdFe-Nb: измерение зависимости критического тока SFS-контактов от толщины слоя PdFe и критической температуры FS-бислоев. Будут рассмотрены сложности, возникающие при проведении таких экспериментов, и даны оценки характерных пространственных масштабов сверхпроводящего параметра порядка в слое PdFe. Полученные результаты делают слоистые FS-структуры PdFe-Nb перспективными для использования в цифровой сверхпроводящей электронике.
Литература
1. Golubov A.A., Kupriyanov M.Y., Il'ichev E.// Reviews of Modern Physics. - 2004. -Vol. 76. - P. 411-469.
2. Kushnir V.N., Sidorenko A.S., Tagirov L.R. [et al.] // Springer International Publishing AG, part of Springer Nature. - 2018. - Section 1. - P. 1-29.
