INFLUENCE OF MAGNETIC FIELD ON CONDUCTIVITY OF SUPERCONDUCTOR—INSULATOR — NORMAL METAL TUNNEL STRUCTURE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of experiments on the effect of a magnetic field on the conductivity of superconductor — insulator — normal metal tunnel structures are analyzed at temperatures much lower than the critical temperature of the superconductor Tc and at low voltages at which the single-electron current Isingle is comparable to or less than the sub-gap Andreev current IA= In+Is. These two components of the Andreev current are associated with the diffusive motion of correlated pairs of electronic excitations in the normal and, accordingly, superconducting layers of the structure. With the orientation of the field perpendicular to the structure with lateral dimensions greater than the penetration depth, the transition from an inhomogeneous field distribution to a vortex structure is traced. At field orientations both in the plane of the structure and perpendicular to it, the single-electron current increases due to the influence of the field on the superconducting gap Δc. The conductivity due to the Andreev current In =kntanh(eV/2kTeff) decreases due to an increase in the effective temperature Teff. The decrease in the Is contribution is associated with a decrease of the gap. We do not know of any works that consider the influence of the magnetic field on this component of the tunneling current. It is shown that at low voltages, the so-called Dynes current, due to an imaginary addition to the gap energy due to the influence of defects in the superconductor, does not contribute to the conductivity of the tunnel structure.

About the authors

A. B. Ermakov

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Email: edelman@kapitza.ras.ru
Russian Federation, 125009, Moscow

M. A. Tarasov

Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics, Russian Academy of Sciences

Email: edelman@kapitza.ras.ru
Russian Federation, 125009, Moscow

V. S. Edel'man

Kapitza Institute for Physical Problems, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vsedelman@yandex.ru
Russian Federation, 119334, Moscow

References

  1. J. L. Levine, Phys. Rev. 155, 373 (1967).
  2. J. Millstein, M. Tinkham, Phys. Rev. 158, 325 (1967).
  3. A. Anthore, H. Pothier, and D. Esteve, Phys. Rev. Lett. 90, 127001 (2003).
  4. М. А. Тарасов, В. С. Эдельман, Письма в ЖЭТФ, 101, 136 (2015).
  5. M. Tarasov, A. Gunbina, M. Fominsky, A. Chekushkin, V. Vdovin, V. Koshelets, E. Sohina, A. Kalaboukhov, and V. Edelman, Electronics 10, 2894 (2021); https://doi.org/10.3390/electronics10232894.
  6. T. Greibe, M. P.V. Stenberg, C. M. Wilson, T. Bauch, V. S. Shumeiko, and P. Delsing, Phys. Rev. Lett. 106, 097001 (2011).
  7. А. В. Селиверстов, М. А. Тарасов, В. С. Эдельман, ЖЭТФ 151, 752 (2017).
  8. I. Giaever and K. Megerle, Phys. Rev. 122, 1101 (1961).
  9. F. W. J. Hekking and Y. V. Nazarov, Phys. Rev. B 49, 6847 (1994).
  10. T. Faivre, D. S. Golubev, J. P. Pekola, Appl. Phys. Lett. 106, 182602 (2015).
  11. R. C. Dynes, V. Narayanamurti, and J. P. Garno, Phys. Rev. Lett. 41, 1509 (1978).
  12. A. V. Feshchenko, L. Casparis, I. M. Khaymovich, D. Maradan, O.-P. Saira, M. Palma, M. Meschke, J. P. Pekola, and D. M. ZumbUhl, Phys. Rev. Appl. 4, 034001 (2015)
  13. В. С. Эдельман, ПТЭ, No 2, 159 (2009).
  14. C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 4 edition, John Willey and Sons, Inc [ Ч. Кит-тель, Введение в физику твердого тела, Наука, Москва (1978)].
  15. В.В. Шмидт, Введение в физику сверхпроводников, МЦМНО (2000).
  16. M. R. Eskildsen, M. Kugler, G. Levy, S. Tanaka, J.Jun, S. M. Kazakov, J. Karpinski, and O. Fischer, Physica C: Superconductivity 385, 169 (2003).
  17. I. V. Grigorieva, W. Escoffier, J. Richardson, L. Y. Vinnikov, S. Dubonos, and V. Oboznov, Phys. Rev. Lett. 96, 077005 (2006).
  18. A. F. Volkov and T. M. Klapwijk, Phys. Lett. A 168, 217 (1992); A. F. Volkov, Phys. Lett. A 174, 144 (1993); A.F. Volkov, A.V. Zaitsev, and T. M. Klapwijk, Physica C 210, 21 (1993); A. F. Volkov, Physica B 203, 267 (1994).
  19. D. A. Dikin, M. J. Black, and V. Chandrasekhar, Phys. Rev. Lett. 87, 187003 (2001); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.187003.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».