НЕЛИНЕЙНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ КОМПОЗИТНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СТРУКТУР Текст научной статьи по специальности «Физика»

НЕЛИНЕЙНАЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ КОМПОЗИТНЫХ

СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СТРУКТУР

Водолазов Д. Ю.

ИФМРАН, г. Нижний Новгород, РФ, vodolazov@ipmras.ru

Сверхпроводники характеризуются наличием в них кинетической индуктивности Lk, в дополнении к обычной, геометрической индуктивности Lg. Тогда как Lg определяет энергию магнитного поля, запасенную в сверхпроводнике с током Eh ~ LgI2/2, то Lk связна с кинетической энергией сверхпроводящих электронов Ek ~ LkI2/2. Зависимость концентрации сверхпроводящих электронов от температуры T и тока I приводит к зависимости Lk(I,T), что используются во многих приложениях, таких как детекторы электромагнитного излучения, параметрические усилители, детекторы магнитного поля/тока.

В своем докладе я представляю результаты наших работ, посвященных исследованию зависимости Lk(I,T) в двух типах композитных/гибридных сверхпроводников: сверхпроводник/ферромагнетик/нормальный металл (SFN) [1] и сверхпроводник/нормальный металл (SN) [2,3]. Для SFN композита, находящегося в состоянии Фульде-Феррелла, было теоретически предсказано: а) наличие гистерезис-ной зависимости Lk(I), приводящей к наличию двух состояний с различной величиной Lk при одном значении тока; б) сильная нелинейность Lk как при токе распаривания, так и при значительно меньшем токе; с) расходимость Lk не только при критической температуре, но и при температуре перехода в состояние Фульде-Феррелла.

Для SN композита, состоящего из 'грязного' сверхпроводника и низкоомного нормального металла был найден диапазон параметров, когда зависимость Lk(I) композита имеет сильно нелинейную область при токе, значительно меньшем тока распаривания [2,3], что было подтверждено в эксперименте [2]. На основе полученного результата был предложен новый тип детектора (сенсора) одиночных фотонов (в том числе гигагерцового диапазона) и магнитного поля/тока - сенсор на нелинейной кинетической индуктивности [3].

Литература

1. P.M. Marychev and D.Y. Vodolazov, Extraordinary kinetic inductance of superconductor/ferromagnet/normal metal thin strip in an Fulde-Ferrell state, Journal of Physics, Condensed Matter 33, 385301 (2021).

2. M. Yu. Levichev, I. Yu. Pashenkin, N. S. Gusev, and D. Yu. Vodolazov, Finite momentum superconductivity in superconducting hybrids: Orbital mechanism, Phys. Rev. B 108, 094517 (2023).

3. Д.Ю. Водолазов, Сенсор на нелинейной кинетической индуктивности, Письма в ЖЭТФ, том 118, вып. 10, с. 769 - 775 (2023).