Transport of non-equilibrium quasiparticle excitations in superconducting aluminum

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The electron transport of non-equilibrium quasiparticles injected into superconducting aluminum from a normal metal has been experimentally studied at ultralow temperatures. We studied hybrid nanostructures in the form of a T-shaped normal metal electrode (copper) – a dielectric tunnel layer (aluminum oxide) – a superconducting fork (aluminum), which can be considered as a solid-state analogues of a two-beam optical interferometer. At fixed bias voltages larger than the superconducting gap, a non-monotonic dependence of the tunnel current on perpendicular magnetic field is observed. The effect is interpreted as the presence of a coherent component of the quasiparticle current.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

A. Gursky

Higher School of Economics National Research University

Autor responsável pela correspondência
Email: karutyunov@hse.ru
Rússia, Moscow

D. Shapovalov

Kapitza Institute for Physical Problems of the Russian Academy of Sciences

Email: karutyunov@hse.ru
Rússia, Moscow

K. Arutyunov

Higher School of Economics National Research University; Kapitza Institute for Physical Problems of the Russian Academy of Sciences

Email: karutyunov@hse.ru
Rússia, Moscow; Moscow

Bibliografia

  1. Камашев А.А., Большаков С.А., Мамин Р.Ф., Гарифуллин И.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 9. С. 1268; Kamashev A.A., Bolshakov S.A., Mamin R.F., Garifullin I.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 9. P. 1308.
  2. Гайфуллин Р.Р., Деминов Р.Г., Кушнир В.Н. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2023. Т. 87. № 4. С. 468; Gaifullin R.R., Deminov R.G., Kushnir V.N. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. V. 87. No. 4. P. 404.
  3. Tinkham M. Introduction to superconductivity. McGraw-Hill Inc., 1996.
  4. Clarke J. Nonequlibrium superconductivity, phonons, and Kapitza boundaries. New York: Plenum Press, 1981.
  5. Kopnin N. Theory of nonequilibrium superconductivity. New York: Oxford University Press, 2001.
  6. Tinkham M., Clarke J. // Phys. Rev. Lett. 1972. V. 28. No. 21. P. 1366.
  7. Clarke J. // Phys. Rev. Lett. 1972. V. 28. No. 21. P. 1363.
  8. Yagi R. // Superlattices and microstructures. 2003. V. 34. No. 3‒6. P. 263.
  9. Beckmann D., Weber H.B., v. Löhneysen H. // Phys. Rev. Lett. 2004. V. 93. Art. No. 197003.
  10. Russo S., Kroug M., Klapwijk T.M., Morpurgo A.F. // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. Art. No. 027002.
  11. Cadden Zimansky P., Chandrasekhar V. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. Art. No. 237003.
  12. Arutyunov K.Yu., Auraneva H.–P., Vasenko A.S. // Phys. Rev. B. 2011. V. 83. Art. No. 104509.
  13. Arutyunov K.Yu., Chernyaev S.A., Karabassov T. et al. // J. Phys. Cond. Matter. 2018. V. 30. Art. No. 343001.
  14. Aharonov Y., Bohm D. // Phys. Rev. 1959. V. 115. P. 485.
  15. Zavyalov V., Chernyaev S., Shein K. et al. // J. Phys. Conf. Ser. 2018. V. 969. Art. No. 012086.
  16. Шарвин Д.Ю., Шарвин Ю.В. // Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 34. № 5. С. 101.
  17. Альтшулер Б.Л., Аронов А.Г., Спивак Б.З. // Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 33. № 2. С. 101.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Excitation spectrum for normal metal (a) and superconductor (b) at T = 0. Electron-like excitations are indicated in grey and hole-like excitations in red. In the absence of perturbation, all excited states are unfilled (both grey and red circles are hollow). In the equilibrium state in the superconductor (b), the Cooper pairs are at the origin: they have energy Ek = 0 and total momentum p = 0. At a finite temperature or an external influence leading to vaporisation of Cooper pairs, electron-like and hole-like perturbations appear, symmetrically filling both branches of the spectrum (c). When injecting a current of unpaired electrons into the superconductor, depending on the polarity of the applied bias, there may arise an asymmetric filling of the branches of the perturbation spectrum. For example, the excess of electron-like perturbations compared to hole-like perturbations (d)

Baixar (236KB)
Metadados
3. Fig. 2. Schematic diagram of the NIS interferometer (a). Microphotograph of a typical nanostructure obtained by scanning electron microscopy (b)

Baixar (166KB)
Metadados
4. Fig. 3. Voltammetric characteristic I(V) of the NIS interferometer at temperature T = 11 mK. The arrow indicates the direction of data recording. The inset shows a fragment of the VAC in the region of slot offsets V ~ 210 μV. The arrows indicate the values of voltage displacements V = Vbias = const, at which the dependences of the tunnelling current on the magnetic field I(V = Vbias, B) were further measured

Baixar (208KB)
Metadados
5. Fig. 4. Examples of I(V = Vbias, B) dependences for the NIS interferometer measured at temperature T = 20 mK for several fixed values of the quasiparticle injection voltage Vbias = 208, 220, 230, and 239 μV. The arrows indicate the direction of sweep of the magnetic field B

Baixar (287KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

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».