CC BY
20ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ И АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
BASIC PROBLEMS OF ENERGY AND RENEWABLE ENERGY
t ЭФФЕКТ ДЖОЗЕФСОНА В КОМПОЗИЦИОННОЙ СРЕДЕ
f ПОЛУПРОВОДНИК-СВЕРХПРОВОДНИК
и
3 PACS: 74.25.Fy,
I Г. И. Исаков 74.50. + г, 74.81Bd
| Member of International Editorial Board (ISJAEE)
OJ
& Институт физики Национальной академии наук Азербайджана
§ пр. Г. Джавида, 33, Баку, Az-1143, Азербайджан
о E-mail: gudrat@physics.ab.az
The Josephson's I-V characteristic of the GaSb-V2Ga5 semiconductor-superconductor eutectic composition, where at the directed crystallisation the V2Ga5 superconductive phase in the GaSb semiconductor matrix is formed as parallel whiskers has been investigated. It has been revealed that depending on the eutectic composition, the Josephson I-V characteristic parameters are fundamental Josephson's relation hœ = 2eV, and on the parallelicity of infinitive Josephson cluster joints, has been suggested the formula n0 N hœ=2eV, which enables one fo evalute the frequency of the electromagnetic emission œ, amount of infinitive clusters N, and Josephson weak links n^N in the semiconductor-superconductor compositions.
Введение
Применение композиционных материалов в различных конструкциях намного превосходит применение однородных материалов, таких как химические элементы, химические соединения, твердые растворы. Среди композиционных материалов композиционные сверхпроводники занимают особое положение. Получение и исследования физических свойств композиционных сверхпроводников являются фундаментальными проблемами традиционной и альтернативной энергетики. Достаточно отметить, что применение в будущем композиционных сверхпроводящих проволок даст возможность снизить на 12-15 % потери электрической энергии в электрических сетях, а также сэкономить 12-15 % топлива в тепловых электрических станциях, £ что, несомненно, улучшит экологическую ситу-^ ацию. Композиционные материалы применяют е- также при создании сенсоров и аккумуляторов & водорода [1-4].
1 Одна из основных проблем современной фи-
| зики и энергетики — создание и исследование | джозефсоновских контактов и интегральных си-§ стем с управляемыми параметрами. К этим кон-£ тактам и интегральным системам предъявляются § такие требования, как малая емкость переходов о для обеспечения высокой скорости быстродействия, большое нормальное сопротивление барьера, воспроизводимость параметров и их ста-
бильность. Оптимальное согласование этих параметров связано с определенными научными и технологическими трудностями. Однако большинство недостатков, присущих различным джо-зефсоновским контактам, удается устранить, используя в качестве джозефсоновских переходов мостики постоянной и переменной толщины (£-£'-£), а также переходы типа сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник [5]. Среди многочисленных джозефсоновских переходов контакты типа Б-Бт-Б отличаются также возможностью управления параметрами полупроводниковой прослойки легированием и воздействием внешних электрических и магнитных полей [6-11]. Исходя из этого, поиск и исследование джозефсоновских сред, оптимально сочетающих свойства полупроводников и сверхпроводников, весьма актуально. Такими джозефсо-новскими средами могут быть композиции типа полупроводник-сверхпроводник.
Мы сообщали [12] об обнаружении эффекта Джозефсона в направленно кристаллизованной эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник (GaSb-V2Ga5). Как нам известно, это пока единственная композиция, в которой сверхпроводящая фаза в полупроводниковой матрице формируется в виде параллельных вис-керов и в которой был обнаружен эффект Джозефсона. Композиция обладает достаточным нормальным сопротивлением, что не требует дополнительных устройств для регистрации вы-
Статья поступила в редакцию 16.01.2005 г. Article has entersd in publishing office 16.01.2005
ходных сигналов. Емкость полупроводниковой среды между сверхпроводящими вискерами намного меньше емкости изолятора, результаты воспроизводимы.
В работе [13] установлена возможность управления тензометрическими параметрами эвтектической композиции полупроводник-металл. В работе [14] нами показано, что в эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник, как в нормальном, так и в сверхпроводящем состоянии, электрические свойства различных образцов из одного материала также управляемы. В других работах автора [15-18] показаны возможности перколяционных переходов типа полупроводник-металл и управление физическими свойствами композиций полупроводник-металл.
В работе [19] в эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник нами обнаружены классические и квантовые перколяционные явления и установлены возможности управления ими. Показано, что ответственными за эффект Джозефсона в эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник являются бесконечные джозефсоновские кластеры.
Экспериментальные и теоретические исследования эффекта Джозефсона, открытого в 1962 г., продолжаются [20-24].
Цель настоящей работы — выяснение возможности управления параметрами джозефсо-новской вольт-амперной характеристики, оценка количества бесконечных джозефсоновских кластеров и джозефсоновских слабых связей в эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник.
В работе приводятся оригинальные результаты по управлению параметрами джозефсоновской вольт-амперной характеристики эвтектической композиции GaSb-V2Ga5 при различных углах а между направлением кристаллизации X (направлением вискеров сверхпроводящей фазы) и электрическим током I. Мы не встречали описания управления характеристиками джозефсоновских сред подобным простым методом. Результаты данной работы могут быть также использованы при создании аналогичных низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводников и джозеф-соновских структур на их основе.
Экспериментальные результаты
Получение эвтектической композиции. Исходный материал GaSb получали прямым сплавлением Ga и БЪ в стехиометрическом соотношении. Расплав подвергали 20-кратной зонной очистке. Эвтектическую композицию GaSb-V2Ga5 получали прямым сплавлением GaSb, V, Ga, взятых в стехиометрических соотношениях, отвечающих составу соединения V2Ga5. Процесс сплавления проводился в кварцевой ампуле с вакуумом 10-5 мм рт. ст. при постоянной вибрации. После расплавления слиток подвергали направ-
ленной кристаллизации вертикальным методом Бриджмена со скоростью движения фронта кристаллизации 7 см/ч.
Эвтектическую композицию исследовали с помощью микроскопа МИМ-8М. На рис. 1 представлены микрофотографии поверхности эвтектики GaSb-V2Ga5. Видно, что металлические фазы V2Ga5 в матрице GaSb формируются в виде вискеров, ориентированных преимущественно в направлении движения фронта кристаллизации.
а б
Рис. 1. Поверхность эвтектики Оа8Ъ-У2Оа5(х200): а — параллельно направлению металлических вискеров У2Оа5; б — перпендикулярно
Металлографические исследования показывают, что в эвтектиках полупроводник-металл, в частности АшВу-металл, полученных направленной кристаллизацией, число игл, стержней, пластинок или других включений на единицу площади поперечного сечения велико (103104 мм-2) [25-29], и при росте композиции всегда имеет место некоторое нарушение регулярной структуры. Среднестатические оценки показали, что для GaSb-V2Ga5 плотность вискеров составляет 2104 мм-2, длина вискеров от 500 мкм до бесконечности, толщина 1-2 мкм (см. рис. 1). Из рисунка видно, что плотность вискеров не везде одинакова, имеются и пустые области, поэтому мы фотографировали различные участки поверхности композиции GaSb-V2Ga5. На рис. 2 представлены наихудшие участки поверхности композиции GaSb-V2Ga5. Видно, что нарушение регулярности эвтектики происходит как по направлению движения фронта кристаллизации, так и перпендикулярно ему.
а б
Рис. 2. Наихудшие участки поверхности эвтектики ОаБЪ-У2Оа5 с нарушением регулярности (х200): а — параллельно направлению движения фронта кристаллизации; б — перпендикулярно
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE № 2(22) 2005
Нарушение регулярности роста эвтектической композиции GaSЪ-V2Ga5 наблюдается также и при исследовании поверхности композиции электронным микроскопом (рис. 3). На рис. 3,а видно, что даже одиночный вискер растет нерегулярно. Диаметр вискера не везде одинаков — имеются области с явным его уменьшением. На рис. 3,6 представлена большая площадь поверхности эвтектики и кроме вискера из рис. 3,а видны еще два вискера. Один из них находится в нижнем левом углу. На правой стороне среднего вискера видна пустая искривленная канавка, где был расположен протравленный металлический вискер при обработке поверхности травителем. Видно, что вдоль роста вискеров металлической фазы межфазные границы полупроводник-металл сильно изменяются, межфазные поверхности сильно искривляются, появляются различные дефекты на поверхности металлических вискеров и полупроводниковой прослойки. Отметим, что в области сужения диаметр металлического вис-кера составляет ~0,5 мкм.
1 2
Лр! > 1кр2 > ••• > ^кру:
(1) (2)
Видно, что вольт-амперные характеристики пластинки также обнаруживают гистерезисы при
Uкр! < Uкр2 < ••• < Uкр7.
Рис. 4. Схема дискообразной пластинки из эвтектической композиции
Рис. 3. Микрофотографии поверхности эвтектики ОаБЪ-У2Оа5, снятые на электронном микроскопе вдоль направления роста металлических вискеров У2Оа5: а — один стержень (Х7000); 6 — три стержня (Х3000)
Для измерения вольт-амперной характеристики при различных углах а между предполагаемым направлением электрического тока I и направлением вискеров X (0°; 15°; 30°; 45°; 60°; 75°; 90°) из эвтектической композиции GaSЪ-V2Ga5 был вырезан диск (рис. 4). В центр и на окружности диска были нанесены оловянные контакты 0...7. Штриховыми линиями показаны вискеры сверхпроводящей фазы V2Ga5, жирными линиями — возможные сверхпроводящие пути (кластеры). Характеристики измерены между контактами 0-1; 0-2; ... ; 0-7.
Следует отметить, что этот образец при всех а переходит в сверхпроводящее состояние.
На рис. 5 характеристики того же образца при различных а и Т = 2 К. Видно, что при всех а форма кривой характерна для эффекта Джо-зефсона. Однако с увеличением а критический ток !кр сильно уменьшается. Конечное напряжение икр при нарушении сверхпроводимости сильно увеличивается.
400 600 800
U, мВ
Рис. 5. Вольт-амперные характеристики снятые из контактов: 1 — 0-1; 2 — 0-2; 3 — 0-3; 4 — 0-4; 5 — 0-5; 6 — 0-6; 7 — 0-7
всех а и сверхпроводимость восстанавливается скачком. При этом напряжении восстановления выражаются неравенством
Ubocj < UBOC2 < ••• < UBOcr
(3)
На рис. 6 показаны начальные участки вольт-амперных характеристик (см. рис. 5) пластинки. Видно, что на характеристиках контактов 0-3; 0-4; ... ; 0-7 до появления большого скачка при напряжениях несколько милливольт появляются ступеньки тока и напряжения без воздействия внешних высокочастотного излучения и магнитного поля.
100
0 2 4 6 8 10
U, мВ
Рис. 6. Начальные участки (0-10 мВ) вольт-амперных характеристик 3, 4, 7 (см. рис. 5)
Обсуждение результатов
Как было показано [12, 14, 19, 29], в случае /1| X доминирует прохождение сверхтока по вискерам, представляющим собой джозефсонов-ские мостики переменной толщины. Некоторые из вискеров бесконечны, т. е. полностью пронизывают образец. Вискеры представляют собой кластеры (5 — сверхпроводящий
вискер, или сверхпроводящий берег, 5' — сужение вискера, или джозефсоновский микромостик переменной толщины). При аФ 0 сверхток проходит по длинным вискерам, соединяющим области плотно расположенных коротких вис-керов, и по контактам типа сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник. В этом случае бесконечый сверхпроводящий кластер состоит из цепочки — полупроводни-
ковая прослойка между сверхпроводящими вис-керами) (рис. 4).
При /1| X полное число микромостиков переменной толщины можно выразить формулой
п = п0 N, (4)
где п0 — число микромостиков переменной толщины на протяжении одного вискера; N= = 104 мм-2 — число вискеров на единицу площади поперечного сечения композиции.
Очевидно, что с увеличением угла а плотность вискеров, участвующих в токопереносе, уменьшается. Если учесть, что /кр ~ f (N1, то при 0° < а < ... < 90°, N> N.
Отметим, что слабые связи кластеров 5-5'-сильнее, чем кластеров Таким образом, при аФ 0(/1| X) доминирующий механизм протекания сверхтока по вис-керам с увеличением а заменяется более слабой связью сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник, что позволяет управлять параметрами джозефсоновской вольт-амперной характеристики с изменением угла а.
При параллельном соединении N вискеров джозефсоновских бесконечных кластеров полный сверхток описывается выражением
I = I +12 +... + ^. (5)
Учитывая, что токи текущих статистически одинаковых кластеров равны, получаем:
I = NIN, (6)
где /у — сверхток, протекающий по одному бесконечному джозефсоновскому кластеру.
Зная, что N« 104 мм-2, по рис. 5 (кривая 1) можно оценить для одного бесконечного кластера значения критического тока /кр7У и плотности критического тока /нарушения сверхпроводимости. Оценки, полученные по формуле (6), показали, что /кр7У = 0,2 мА,
= 6103 А/см2.
Как отмечено выше, при аФ 0 сверхток осуществляется по кластерам типа 5-5'-5-5т-5'-
Участие в этих кластерах сверхпроводящих
вискеров 5 и сужений 5' показывает, что /^ и при а Ф 0 не могут превышать найденные значения, поэтому, подставляя значения /кр и /крЛ, в (6), можно оценить количество бесконечных джозефсоновских кластеров на 1 мм2. Оценки показали, что для дискообразной пластинки „ 3,7102 < N< 104. |
Следует отметить, что многоступенчатый вид * вольт-амперной характеристики характерен для | вискеров [5, 30, 31]. Однако сравнение экспери- ^ ментальных данных эвтектической композиции | GaSb-V2Ga5 с одиночными оловянными и алю- ^ миниевыми [5, 31] мостиками переменной тол- 1
а
щины показывает, что ступеньки напряжения в & нашем эксперименте гигантские. В многоступен- § чатой характеристике напряжение на каждой @ ступеньке (см. рис. 6) почти на три порядка, а в одноступенчатой (см. рис. 5) на пять порядков и более превышает значения для одиночных мостиков и одиночных джозефсоновских контактов, исследованных в работах [5, 31].
По-видимому, причиной увеличения критических параметров в эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник является также осцилляция потенциальных ям, соответствующих мостикам вискеров. Такая осцилляция под действием внешнего электромагнитного излучения теоретически показана в работах [32, 33]. В нашем случае внешнее высокочастотное электромагнитное поле заменяется внутренним высокочастотным электромагнитным полем. Действительно, в объеме композиции число контактов и мостиков на вискерах огромно, и, согласно [28, 32], они могут представлять собой потенциальные ямы, где электроны пространственно локализованы.
Можно предположить, что гигантские ступеньки напряжения в нашем эксперименте обусловлены синхронизацией однотипных джозефсо-новских слабых связей. В этом случае при резис-тивном состоянии (V Ф 0) и при последовательности джозефсоновских слабых связей (см. рис. 6) по протяженности одного джозефсоновского бесконечного кластера напряжение в каждой ступеньке выражается по следующей формуле:
У = УХ + + ... + Ущ, (7) )
где п0 — число последовательных синхронизированных слабых связей в каждой ступеньке на- & пряжения. 1
и
Если принять во внимание, что синхронизи- | рованные джозефсоновские связи однотипны, то |
V = V =...=УП0, (8) |
У = ПоУп,. (9) |
Отметим, что многоступенчатые вольт-ам- с« перные характеристики в джозефсоновских контактах появляются, в основном, под действием внешнего высокочастотного электромагнитного излучения или внешнего магнитного поля [5]. Гигантские ступеньки напряжения в нашем экс-
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology
АЭЭ № 2(22) 2005 ISJAEE № 2(22) 2005
перименте наблюдаются без внешнего магнитного и без внешнего высокочастотного полей.
По-видимому, в нашем случае внешнее высокочастотное электромагнитное поле в композиции заменяется внутренним. Фундаментальное соотношение Джозефсона
слабых связей каждая ступенька напряжения описывается формулой
Йю= 2eV
(10)
где Н — постоянная Планка, эргс, ю — частота, Гц, справедливо для всех джозефсоновских контактов и джозефсоновских слабых связей. При прохождении сверхтока в эвтектической композиции в силу синхронизации джозефсонов-ских контактов композиция сама является генератором электромагнитного излучения. В эвтектической композиции каждый контакт, генерирующий высокочастотное электромагнитное излучение, находится в высокочастотном поле других контактов. При напряжении VФ 0 в силу синхронизации частота электромагнитного излучения однотипных джозефсоновских микромостиков Б-Б'-Б или Б-Бт-Б контактов одинакова: Ню1 = Ню2 =... = Нюп. Поэтому резонанс генерированного излучения одного контакта с другим приводит к осцилляции потенциальных ям, пространственно расположенных в неоднородных границах раздела Б-Бт-Б и сужениях вискеров. Электроны, когда их энергия становится больше ширины щели, могут диффундировать из связи в берег, где функция их распределения близка к равновесной из-за малой концентрации сверхтока. Таким образом, резонанс высокочастотных излучений способствует уменьшению числа квазичастиц в связях и эффективному ослаблению связи, что приводит к повышению критических параметров. Отсутствие же внешнего магнитного и внешнего высокочастотного поля в нашем эксперименте доказывает, что наблюдаемые гигантские ступеньки тока и напряжения, по-видимому, являются ступеньками Шапиро. Следует отметить, что в формировании многоступенчатой вольт-амперной характеристики участвуют также и вискеры, где при рези-стивном состоянии появляются центры (либо линии) проскальзывания фазы.
На рис. 7, а, 6 представлены схемы джозефсоновских контактов. На рис. 7, в показано, что каждый контакт находится в высокочастотном поле других контактов.
Исходя из соотношений (9) и (10), находим, что при последовательном соединениии джозефсоновских слабых связей, т. е. по протяженности одного бесконечного джозефсоновско-го кластера энергия излучения на каждой ступеньке выражается формулой
n0 Йю= 2eV.
(11)
Отметим, что сверхток в композиции осуществляется не одним кластером, а параллельно соединенными бесконечными N вискерами джо-зефсоновских кластеров. Поэтому при учете всех
n0 N Hrn = 2eV.
(12)
Электронно-микроскопические исследования показывают, что при а = 0 и длине образца 45 мм п0 = 5, п = 5104. Оценки, проведенные по
Рис. 7. Схема джозефсоновских контактов: а — а = 0, сверхток протекает по сверхпроводящим виске-рам 5 (черные стержни) и по микромостикам Б-Б'-Б; 6 — а Ф 0, сверхток протекает по сверхпроводящим вискерам Б, по микромостикам Б-Б'-Б и по контактам Б-Бт-Б (полупроводниковые прослойки заштрихованы); в — Джозефсоновские контакты в высокочастотном поле других контактов (стрелками показано электромагнитное излучение джозефсоновских слабых связей)
одноступенчатой характеристике (см. рис. 5, кривая 1) и формуле (12), показывают, что синхронизированные джозефсоновские слабые связи дают высокочастотное электромагнитное излучение с ю ~ 109 Гц. Если считать, что ю джозеф-соновских слабых связей при различных а приблизительно одинакова, то по многоступенчатой вольт-амперной характеристике (см. рис. 6) можно определить полное количество джозефсо-новских слабых связей п = при V = 0,1 мВ п = 5102; при V = 1 мВ п = 5103; при V = 2 мВ п = 10103. Для больших ступенек напряжения п изменяется от 5105 до 3,5106.
Отметим, что исследуемая композиция является трехмерной джозефсоновской средой, при уменьшении толщины образцов можно превратить ее в двумерную интегральную схему.
Заключение
Из рис. 5, 6 и также из формул (1)-(3) видно, что влияя на угол а между предполагаемым направлением электрического тока I и направлением вискеров X в эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник можно управлять критическим током, конечным напряжением и напряжением восстановления сверхпроводимости.
Образование многоступенчатой вольт-амперной характеристики без внешнего магнитного поля и без внешнего высокочастотного излучения показывает, что ступеньки являются ре-
зультирующими гигантскими ступеньками Шапиро с вкладом центров (либо линий) проскальзывания фазы и синхронизацией огромного числа джозефсоновских слабых связей. Поэтому в резистивном состоянии композиция сама является аналогом интегральной схемы джозефсо-новских переходов (генератором электромагнитного излучения), работающих в синфазном режиме с самонакачкой.
Предложена формула, позволяющая оценить частоту электромагнитного излучения джозефсоновских слабых связей по количеству бесконечных джозефсоновских кластеров и джо-зефсоновских слабых связей в направленно-кристаллизованных эвтектических композициях полупроводник-сверхпроводник.
Полученные результаты могут быть использованы при создании и исследовании аналогичных низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводников и джозефсоновских структур на их основе.
Автор выражает благодарность сотруднику Украинского национального научного центра «Харьковский физико-технический институт» М. А. Тихоновскому за предоставленные электронно-микроскопические снимки, а также академику НАН Азербайджана Ф. М. Гашимзаде за полезные советы при обсуждении работы.
Список литературы
1. Гусев А. Л. Низкотемпературные сенсоры и поглотители водорода // Сб. тез. II Международ. симп. «Безопасность и экономика водородного транспорта» IFSSEHT-2003. Альтернативная энергетика и экология. 2003. Спец. вып. С.110-114.
2. Гусев А. Л., Золотухин И. В., Калинин Ю. Е., Коротков Л. Н., Самохина О. И., Ситников А. В., Спиридонов Б. А. Влияние водорода на электрические свойства пленок окислов металлов, легированных кремнием // Там же. С. 115.
3. Абаляев В. В., Ефимов О. Н., Гусев А. Л. Новые материалы для сенсоров водорода на основе электроактивных полимеров и углеродных нанотрубок // Там. же. С. 116-117.
4. Тарасов Б. П., Клямкин С. Н., Фокин В. Н., Борисов Д. Н., Яковлева Н. А., Щур Д. В., Шил-кин С. П. Аккумулирование водорода в композитах Mg-La(Mm)-Ni + La(Mm)Ni5 // Там же. С. 41.
5. Бароне А., Патерно Дж. Эффект Джозеф-сона. Физика и применения. М: Мир, 1984.
6. Асламазов Л. Г., Фистуль М. В. Температурная зависимость критического тока контактов сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник // ЖЭТФ. 1981. Т. 81, № 1(7). С. 382-397.
7. Асламазов Л. Г., Фистуль М. В. Резонансное туннелирование в контактах сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник // ЖЭТФ. 1982. Т. 83, №3(7). С. 1170-1176.
8. Асламазов Л. Г., Фистуль М. В. Особенности вольтамперной характеристики контактов сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник // ЖЭТФ. 1984. Т. 86, №4(7). C. 1516-1526.
9. Schapers Th., Muller R. P., Kaluza A. et al. Adjustment of the critical current in a Nb-InxGa1-xAs/InP Josephson contact by light exposure // Appl. Phys. Lett. 1999. Vol. 75, No. 3. P.391-393.
10. Петров М. И., Балаев Д. А., Шайхутдинов К. А., Александров К. С. и др. Транспортные свойства композитов ВТСП + полупроводник с различной концентрацией носителей / / Физика твердого тела. 1997. Т. 39, № 5. C. 829-834.
11. Petrov M. I., Balaev D.A., Shaihutdi-nov K. A., Aleksandrov K. S. Superconductor-semiconductor-superconductor junction network in bulk polycrystalline composites Y3/4Lu1/4Ba2Cu3O7 + + Cu1-xLixO // Supercond. Sci. Technol. 2001. Vol. 14, No. 9. P. 788-805.
12. Алиев М. И., Исаков Г. И., Алиев Ф. Ю., Эминзаде А. Т. Эффект Джозефсона в эвтектическом сплаве типа полупроводник-сверхпроводник // ДАН. 1989. Т. 306, № 3. C. 583-586.
13. Исаков Г. И. Управление тензорезистив-ными параметрами эвтектической композиции полупроводник-металл // Письма в ЖТФ. 1996. Т. 22, № 24. C. 70-74.
14. Исаков Г. И. Управление сверхпроводимостью эвтектики полупроводник-сверхпроводник / / Письма в ЖТФ. 2003. Т. 29, № 19. C. 40-47.
15. Исаков Г. И. Управление электрическими свойствами эвтектической композиции полупроводник-сверхпроводник// Прикладная физика. 2003. № 6. С. 45-52.
16. Исаков Г. И. Управление кинетическими эффектами в микрокомпозитных эвтектиках // Прикладная физика. 2004. № 5. С. 45-50.
17. Исаков Г. И. Управление физическими свойствами микрокомпозитной эвтектики / / Датчики и отстемы. 2004. № 8. С. 37-40.
18. Исаков Г. И. Управление электрическими и тепловыми свойствами композитов с нитевидными кристаллами // ИФЖ. 2004. Т. 77, №5. С. 181-187.
19. Исаков Г. И. Классические и квантовые перколяционные явления и управление ими в эвтектических композициях полупроводник-сверхпроводник // ЖЭТФ. 2004. Т. 126, вып. 4(10). С. 915-925.
20. Likharev K. K. Superconductor Devices for Ultrafast Computing // Appl. of Superconductors. 2000. P. 247-293.
21. Likharev K. K., Naveh Y., Averin D. Physics of High-jc Josephson Junctions and Prospects of their RSFQ VLSI Applications // IEEE Trans. on Appl. Supercond. 2001. Vol. 11, No. 1. P. 1056-1060.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology
АЭЭ № 2(22) 2005 ISJAEE № 2(22) 2005
22. Askerzade I. N., Kulik I. O. Point normal metall-superconductor (NS) contact in nonballistic regime // Modern Phys. Lett. B. 2003. Vol. 17, No. 10-12. P. 649-655.
23. Аскерзаде И. H. BAX диффузионных точечных NS контактов малых размеров // Письма в ЖТФ. 2003. Т. 29, вып. 21. С. 74-81.
24. Аскерзаде И. H. Влияние ангармонизма соотношения ток-фаза на BAX джозефсоновс-ких переходов // ЖТФ. 2003. Т. 73, № 11. С. 141-143.
25. Алиев М. И., Исаков Г. И. Электрические свойства эвтектического сплава в системе InSb-YbSb // Изв. АН СССР. Сер. Неорганические материалы. 1980. Т. 16, № 5. С. 15-25.
26. Алиев М. И., Исаков, Г. И., Джабба-ров Р. М. Электрические свойства GaSb и InSb, легированных Gd и Yb, и эвтектик на их основе // Физические свойства сложных полупроводников. Баку: Элм, 1982. С. 15-25.
27. Алиев М. И., Исаков Г. И., Эминзаде А. Т. Физические свойства эвтектических сплавов систем GaSb-V2Ga5 и GaSb-GaV3Sb5 // Изв. АН
СССР. Сер. Неорганические материалы. 1985. Т. 21, № 11. С.1890-1893.
28. Алиев М. И., Исаков Г. И., Эминзаде А. Т. Особенности явлений переноса в эвтектических сплавах систем GaSb-V2Ga5 и GaSb-GaV3Sb5 // Изв. АН СССР. Сер. Неорганические материалы. 1988. Т. 24, № 3. С. 404-408.
29. Исаков Г. И. Особенности перколяцион-ной сверхпроводимости эвтектики GaSb-V2Ga5 // Изв. АН СССР. Сер. Неорганические материалы. 2003. Т.39, № 11. С. 1295-1300.
30. Ивлев Б. И., Копнин Н. Б. Теория токовых состояний в узких сверхпроводящих каналах // УФН. 1984. Т. 142, №3. C. 435-471.
31. Meyer J. D. Spannungestufen in den U(T)-Uberder Zinn-Whisker // Appl. Phys. 1973. Vol. 2, No. 6. P. 303-320.
32. Aslamazov L. G., Larkin A. I. The critical current of superconducting contacts in a microwave field // Phys. Lett. 1978. Vol. 67A. P. 226-228.
33. Асламазов Л. Г., Ларкин А. И. Влияние СВЧ-поля на критический ток сверхпроводящих контактов // ЖЭТФ. 1978. Т. 74, № 6. C. 21842195.
НОВОСТИ НАУКИ;И ТЕХНИКИ *
ФИЗИКИ УЗНАЛИ, КАК СДЕЛАТЬ i_J УСТОЙЧИВЫЕ СВЕРХПРОВОДНИКИ
Алексей Безрядин и его коллеги из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign) установили, что сверхпроводники нанометрового масштаба ведут себя несколько непривычно по сравнению со сверхпроводниками из тех же материалов, но обычных макроскопических размеров.
В частности, физики проводили опыты с проводами диаметром всего несколько десятков атомов и длиной 100 нанометров. Это были углеродные нанотрубки. Причем, собственно, изучаемым сверхпроводником являлось ее германий-молибденовое покрытие.
Ученые охладили установку ниже критической температуры для данного сверхпроводника и посмотрели, как он реагирует на сильное магнитное поле. Обычно, если наращивать его напряженность, оно в какой-то момент разрушает состояние сверхпроводимости. Но, как оказалось, при таком масштабе негативное влияние магнитного поля на сверхпроводник было во много раз слабее, чем предсказывала стандартная модель. Зато выяснилось, что при уменьшении размеров сверхпроводника начинают играть огромную роль так называемые пограничные эффекты и воздействие случайных флуктуаций в движении электронов. Получилось, что в предельных случаях (при уменьшении диаметра провода) сверхпроводник обретал сопротивление, пусть и ничтожно малое, хотя точно в тех же условиях тот же самый материал, но «большим куском», показывал нулевое сопротивление.
Исследователи сделали вывод, что оптимизация размеров сверхпроводников (нитей, из которых набираются кабели), в зависимости от материалов и условий работы, поможет инженерам попасть в ту самую «золотую середину», когда будет наблюдаться эффект сверхпроводимости и, в то же время, проводник будет нечувствителен к действию мощного магнитного поля
Это может оказаться полезным в целом ряде приборов, например, в устройствах магнитной томографии.
Источник: http://www.membrana.ru
