Неупругое электрон-фононное рассеяние и избыточный ток в сверхпроводящих микроконтактах с малой длиной когерентности

• Published in: Физика низких температур
• Date: 2015
• Main Author: Бобров, Н.Л.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2015
• Subjects: Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127959
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Неупругое электрон-фононное рассеяние и избыточный ток в сверхпроводящих микроконтактах с малой длиной когерентности / Н.Л. Бобров // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 8. — С. 768–776. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Обсуждены нелинейные электрические явления в сверхпроводящих точечных S–c–S контактах, включая спектроскопию электрон-фононного взаимодействия (ЭФВ) в таких системах и восстановление
 функции ЭФВ из экспериментальных данных. Исследовано влияние магнитного поля на вольт-амперные
 характеристики (ВАХ) и их производные микроконтактов ErNi₂B₂C с d ≥ ξ (d — диаметр микроконтакта,
 ξ — длина когерентности). Обнаружено, что в нулевом магнитном поле и в полях вблизи подавления
 сверхпроводимости, когда можно пренебречь величиной сверхпроводящей энергетической щели, положение максимумов на dV/dI совпадает с максимумами ЭФВ спектров Янсона. В малых полях наблюдается сдвиг пиков в область меньших энергий, а в промежуточных — расщепление пиков. Установлено, что
 для микроконтактов, диаметр которых больше или порядка длины когерентности относительная величина отрицательной фононной добавки в избыточный ток значительно превышает таковую для баллистических контактов, что приводит к значительному подавлению высокочастотных пиков в спектрах в
 сверхпроводящем состоянии. При восстановлении функции ЭФВ из таких спектров необходимо производить коррекцию их интенсивности в области высоких энергий. Для «грязных» микроконтактов NbSe₂
 и Nb с d ≥ ξ, у которых отсутствуют фононные особенности на второй производной ВАХ в нормальном
 состоянии, из сверхпроводящих спектров восстановлены функции ЭФВ. Обговорено нелінійні електричні явища в надпровідних точкових S–c–S контактах, включаючи спектроскопію електрон-фононної взаємодії (ЕФВ) в таких системах і відновлення функції ЕФВ з експериментальних даних. Досліджено вплив магнітного поля на вольт-амперні характеристики (ВАХ) та їх похідні
 мікроконтактів ErNi₂B₂C з d ≥ ξ (d — діаметр мікроконтакта, ξ — довжина когерентності). Виявлено, що
 в нульовому магнітному полі та в полях поблизу пригнічування надпровідності, коли можна знехтувати
 величиною надпровідної енергетичної щілини, положення максимумів на dV/dI збігається з максимумами спектрів ЕФВ Янсона. У малих полях спостерігається переміщення піків в область менших енергій,
 а в проміжних — розщеплення піків. Встановлено, що для мікроконтактів, діаметр яких більше або порядку довжини когерентності, відносна величина негативної фононної добавки в надлишковий струм
 значно перевищує таку для балістичних контактів, що призводить до значного пригнічення високочастотних піків у спектрах в надпровідному стані. При відновленні функції ЕФВ з таких спектрів необхідно
 проводити корекцію їх інтенсивності в області високих енергій. Для «брудних» мікроконтактів NbSe₂
 і Nb з d ≥ ξ, у яких відсутні фононні особливості на другій похідній ВАХ в нормальному стані, з надпро-
 відних спектрів відновлено функції ЕФВ. Nonlinear electrical effects in superconducting point
 S–c–S contacts including the spectroscopy of electron–phonon
 interaction (EPI) in such systems and recovery
 of the EPI function from the experimental data
 are discussed. The influence of magnetic field on I–V
 curves and their derivatives for the ErNi₂B₂C pointcontacts
 (PC) with d ≥ ξ (where d is the diameter of
 PC, ξ is the coherence length) was studied. It is found
 that at zero magnetic field and in fields close to the
 critical ones, where the superconducting gap is negligibly
 small, the position of dV/dI maxima coincide
 with the position of peaks in the EPI Yanson spectra.
 A shift of those peaks towards lower energies in small
 fields and their splitting in intermediate fields were
 observed. For PCs with d larger or close to ξ the relative
 value of the negative phonon contribution to the
 excess current is far larger than for ballistic contacts.
 It results in a considerable suppression of high-energy
 peaks in the superconducting state, and a relevant correction
 is necessary to restore accurately the EPI function.
 For “dirty” NbSe₂ and Nb PCs with d ≥ ξ, that
 demonstrated no EPI spectra in the second derivative
 of I–V curves in the normal state these spectra were
 successfully reconstructed from the data taken in the
 superconducting state.