Электронный транспорт в металлооксидных сверхпроводниковых гетеропереходах

Физика Низких Температур: Том 30, Выпуск 7-8 (Июль 2004), c. 795-809 ( к оглавлению , назад )

Электронный транспорт в металлооксидных сверхпроводниковых гетеропереходах

Ф.В. Комиссинский^1,2, К.И. Константинян¹, Ю. Кислинский¹, Г.А. Овсянников¹

¹Институт радиотехники и электроники РАН, Москва, 125009, Россия
E-mail: gena@hitech.cplire.ru

²Department of Microtechnology and Nanoscience, Chalmers University of Technology Göteborg S412 96, Sweden

Статья поступила в редакцию 23 января 2004 г.

Аннотация

Представлен обзор результатов исследований электронного транспорта в тонкопленочных гетеропереходах Au/YBa₂Cu₃O_x и Nb/Au/YBa₂Cu₃O_x. В ток-фазовых зависимостях гетеропереходов Nb/Au/YBa₂Cu₃O_x на с-ориентированных пленках YBCO экспериментально обнаружена вторая гармоника, температурная зависимость и фазовый сдвиг которой объясняются в рамках комбинированной симметрии d_x²-y² + s сверхпроводящего параметра порядка YBa₂Cu₃O_x. На вольт-амперных характеристиках гетеропереходов Au/YBa₂Cu₃O_x и Nb/Au/YBa₂Cu₃O_x на основе тонких пленок (1 1 20)YBa₂Cu₃O_x с наклонной кристаллографической осью c обнаружена аномалия проводимости при малых напряжениях, поведение которой исследовано при различных температурах и магнитных полях. Результаты экспериментов проанализированы в рамках модели возникновения связанных состояний, вызванных многократным андреевским отражением в переходах, содержащих сверхпроводник с d_x²-y² -типом симметрии сверхпроводящего параметра порядка. Исследования шумовых характеристик гетеропереходов Nb/Au/(1 1 20)YBa₂Cu₃O_x при T = 4,2 К выявили присутствие тепловой и дробовой компонент. Однако усиление дробового шума, вызванного многократным андреевским отражением, в эксперименте не обнаружено.

PACS:
74.50.+ -

References

1. C. C. Tsuei and J. R. Kirtley, Rev. Mod. Phys. 72, 969 (2000). Google Scholar

2. Y. Tanaka, Phys. Rev. Lett. 72, 3871 (1994); Y. Tanaka and S. Kashiwaya, Phys. Rev. B 53, R11957 (1996); Yu. S. Barash, A. A. Svidzinsky, and H. Burkhardt, Phys. Rev. B 55, 15282 (1997). Google Scholar

3. E. Ilâichev, V. Zakosarenko, R. P. J. Ijsselsteijn, V. Schultze, H.-G. Meyer, H. E. Hoenig, H. Hilgenkamp, and J. Mannhart, Phys. Rev. Lett. 81, 894 (1998). Google Scholar

4. H. Akoh, C. Camerlingo, and S. Takada, Appl. Phys. Lett. 56, 1487 (1990); A. G. Sun, D. A. Gajewski, M. B. Maple, and R. C. Dynes, Phys. Rev. Lett. 72, 2267 (1994); A. S. Katz, A. G. Sun, K. Char, and R. C. Dynes, Appl. Phys. Lett. 66, 105 (1995).Scitation Google Scholar

5. R. Kleiner, A. S. Katz, A. G. Sun, R. Summer, D. A. Gajewski, S. H. Han, S. I. Woods, E. Dantsker, B. Chen, K. Char, M. B. Maple, R. C. Dynes, and John Clarke, Phys. Rev. Lett. 76, 2161 (1996). Google Scholar

6. K. A. Kouznetsov, A. G. Sun, B. Chen, A. S. Katz, S. R. Bahcall, John Clarke, R. C. Dynes, D. A. Gajewski, S. H. Han, M. B. Maple, J. Giapintzakis, J.-T. Kim, and D. M. Ginsberg, Phys. Rev. Lett. 79, 3050 (1997). Google Scholar

7. A. F. Andreev, Zh. Ãksp. Teor. Fiz. 46, 1823 (1964) [Sov. Phys. JETP 19, 1228 (1964)]; A. F. Andreev, Zh. Ãksp. Teor. Fiz. 49, 655 (1965) [Sov. Phys. JETP 22, 455 (1966)].CAS Google Scholar

8. T. LÃ¶fwander, V. S. Shumeiko, and G. Wendin, Semicond. Sci. Technol. 14, R53 (2001).CAS Google Scholar

9. J. Lesueur, L. H. Greene, W. L. Feldmann, and A. Inam, Physica C 191, 325 (1992). Google Scholar

10. Yu. S. Barash, A. A. Svidzinsky, and H. Burkhardt, Phys. Rev. B 55, 15282 (1997). Google Scholar

11. M. FogelstrÃ¶m, D. Rainer, and J. A. Sauls, Phys. Rev. Lett. 79, 281 (1997). Google Scholar

12. M. Aprili, E. Badica, and L. H. Greene, Phys. Rev. Lett. 83, 4630 (1999); R. Krupke and G. Deutscher, Phys. Rev. Lett. 83, 4634 (1999); J. Lesueur, X. Grison, M. Aprili, and T. Kontos, J. Low Temp. Phys. 117, 539 (1999). Google Scholar

13. I. K. Bdikin, P. B. Mozhaev, G. A. Ovsyannikov, F. V. KomissinskiÄ±Ì, I. M. KotelyanskiÄ±Ì, and E. I. Raksha, Fiz. Tverd. Tela (St. Petersburg) 43, 1548 (2001) [Phys. Solid State 43, 1161 (2001)]. Google Scholar

14. E. Ilâichev, V. Zakosarenko, L. Fritzsch, R. Stolz, H. E. Hoenig, H.-G. Meyer, M. Gotz, A. B. Zorin, V. V. Khanin, A. B. Pavolotsky, and J. Niemeyer, Rev. Sci. Instrum. 72, 1882 (2001).Scitation Google Scholar

15. K. K. Likharev and B. T. Ulrich, Systems with Josephson Junctions: Basic Theory [in Russian], MGU, Moscow (1978). Google Scholar

16. M. Yu. Kupriyanov and K. K. Likharev, IEEE Trans. Magn. MAG-27, 2460 (1991). Google Scholar

17. F. V. KomissinskiÄ±Ì, G. A. Ovsyannikov, Yu. V. KislinskiÄ±Ì, I. M. KotelyanskiÄ±Ì, and Z. G. Ivanov, Zh. Ãksp. Teor. Fiz. 122, 1247 (2002) [JETP 95, 1074 (2002)]. Google Scholar

18. M. Yu. Kupriyanov, A. Brinkman, A. A. Golubov, M. Siegel, and H. Rogalla, Physica C 326â327, 16 (1999). Google Scholar

19. J. Y. T. Wei, N.-C. Yeh, D. F. Garrigus, and M. Strasik, Phys. Rev. Lett. 81, 2542 (1998). Google Scholar

20. V. ZaÄ±Ìtsev, Zh. Ãksp. Teor. Fiz. 86, 1742 (1984) [Sov. Phys. JETP 59, 1015 (1984)]. Google Scholar

21. M. Yu. Kuprianov and V. F. Lukichev, Zh. Ãksp. Teor. Fiz. 94(6), 139 (1988) [Sov. Phys. JETP 67, 1164 (1988)]. Google Scholar

22. A. V. ZaÄ±Ìtsev, JETP Lett. 51, 41 (1990); A. F. Volkov, A. V. Zaitsev, and T. M Klapwijk, Physica C 210, 21 (1993). Google Scholar

23. G. Sun, A. Truscott, A. S. Katz, R. C. Dynes, B. W. Veal, and C. Gu, Phys. Rev. B 54, 6734 (1996). Google Scholar

24. H. J. H. Smilde, H. Hilgenkamp, G. J. Gerritsma, D. H. A. Blank, and H. Rogalla, IEEE Trans. Appl. Supercond. 11(2), 501 (2001). Google Scholar

25. F. V. KomissinskiÄ±Ì, G. A. Ovsyannikov, E. Ilâichev, and Z. Ivanov, JETP Lett. 73, 361 (2001); P. V. Komissinski, E. Ilâichev, G. A. Ovsyannikov, S. A. Kovtonyuk, M. Grajcar, R. Hlubina, Z. Ivanov, Y. Tanaka, N. Yoshida, and S. Kashiwaya, Europhys. Lett. 57, 585 (2002). Google Scholar

26. V. N Gubankov, V. P. Koshelets, and G. A. Ovsyannikov, Zh. Ãksp. Teor. Fiz. 71, 348 (1976) [Sov. Phys. JETP 44, 181 (1976)]. Google Scholar

27. N. Didier, C. Dubourdieu, A. Rosova, B. Chenevier, V. Galindo, and O. Thomas, J. Alloys Compd. 251, 322 (1997). Google Scholar

28. M. Sigrist, K. Kuboki, P. A. Lee, A. J. Millis, and T. M. Rice, Phys. Rev. B 53, 2835 (1996); R. Haslinger and R. Joynt, J. Phys.: Condens. Matter 12, 8179 (2000). Google Scholar

29. J. Millis, Phys. Rev. B 49, 15408 (1994). Google Scholar

30. J. G. Simmons, J. Appl. Phys. 34, 1793 (1963).Scitation Google Scholar

31. M. B. Walker and P. Pairor, Phys. Rev. B 60, 10395 (1999); M. B. Walker and P. Pairor, Phys. Rev. B 59, 1421 (1999); M. B. Walker and P. Pairor, Physica C 341â348, 1523 (2000). Google Scholar

32. G. Deutscher, Y. Dagan, A. Kohen, and R. Krupke, Physica C 341â348, 1629 (2000); Y. Dagan and G. Deutscher, Phys. Rev. Lett. 87, 177004 (2001). Google Scholar

33. R. A. Riedel and P. F. Bagwell, Phys. Rev. B 57, 6084 (1998). Google Scholar

34. A. A. Golubov, M. Yu. Kupriyanov, and E. Ilâichev, Rev. Mod. Phys. 76, 411 (2004). Google Scholar

35. K. Y. Constantinian, G. A. Ovsyannikov, I. V. Borisenko, J. Mygind, and N. F. Pedersen, Physica C 367, 276 (2002). Google Scholar

36. Y. Tanaka, T. Asai, N. Yoshida, J. Inoue, and S. Kashiwaya, Phys. Rev. B 61, R11902 (2000). Google Scholar

37. T. LÃ¶fwander, V. S. Shumeiko, and G. Wendin, Physica C 377, 86 (2002). Google Scholar

38. J. C. Cuevas and M. FogelstrÃ¶m, Phys. Rev. B 64, 104502 (2001); J. C. Cuevas and M. FogelstrÃ¶m, Phys. Rev. Lett. 89, 227003 (2002). Google Scholar