Нелінійна динаміка квантових вихорів у довгих Джозефсонових переходах

• Published in: Металлофизика и новейшие технологии
• Date: 2018
• Main Authors: Руденко, Е.М., Короташ, І.В., Краковний, А.О., Білоголовський, М.О.
• Format: Article
• Language: Ukrainian
• Published: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2018
• Subjects: Электронные структура и свойства
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/151866
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Нелінійна динаміка квантових вихорів у довгих Джозефсонових переходах / Е.М. Руденко, І.В. Короташ, А.О. Краковний, М.О. Білоголовський // Металлофизика и новейшие технологии. — 2018. — Т. 40, № 10. — С. 1273-1282. — Бібліогр.: 10 назв. — укр.

Проаналізовано ефективність двох метод контролю нелінійної динаміки квантових топологічних структур (вихорів) у довгому Джозефсоновому контакті: (а) за допомогою крайової струмової інжекції та (б) за наявности стопки з двох довгих Джозефсонових переходів. В першому випадку розроблено та реалізовано нову, більш стійку й добре відтворювану методику одержання відповідних гетероструктур із додатковою плівкою надпровідного стопу молібдену з ренієм і більш якісним діелектричним прошарком з оксиду олова. Експериментально показано, що при зростанні струмової інжекції на вольт-амперній характеристиці з’являється ділянка від’ємного диференційного опору. В другому випадку теоретично продемонстровано появу на вольт-амперній кривій ділянки «зворотнього вигину» та перехід у резистивний стан з напругою, близькою до щілинної, через виникнення в сусідньому переході пари флюксон–антифлюксон. Проанализирована эффективность двух методов управления нелинейной динамикой квантовых топологических структур (вихрей) в длинном джозефсоновском контакте: (а) с помощью краевой токовой инжекции и (б) при наличии стопки из двух длинных джозефсоновских переходов. В первом случае разработана и реализована новая, более стойкая и хорошо воспроизводимая методика получения соответствующих гетероструктур с дополнительной плёнкой сверхпроводящего сплава молибдена с рением и более качественной диэлектрической прослойкой из оксида олова. Экспериментально показано, что с ростом токовой инжекции на вольт-амперной характеристике появляется участок отрицательного дифференциального сопротивления. Во втором случае теоретически продемонстрировано появление на вольт-амперной кривой участка «обратного изгиба» и перехода в резистивное состояние с напряжением, близким к щелевому, из-за возникновения в соседнем переходе пары флюксон–антифлюксон. The effectiveness of two methods for controlling the nonlinear dynamics of quantum topological vortex structures in a long Josephson junction is analysed: (a) by means of edge current injection and (b) with a stack of two long Josephson junctions. In the first case, a new, more stable and well reproducible technique for obtaining corresponding heterostructures with an additional layer of a superconducting molybdenum–rhenium alloy and a higher-quality dielectric tin-oxide layer is developed and implemented. As experimentally shown, a negative-differential-resistance region on the current– voltage characteristic arises with increasing the current injection. In the second case, the appearance of a ‘back bend’ region on a current–voltage characteristic and the transition to a resistive state with a voltage close to the gap one due to the emergence of a flux–antifluxon pair in the adjacent junction is demonstrated theoretically.