The Andreev conductance in superconductor–insulator–normal metal structures


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

The Andreev subgap conductance at 0.08–0.2 K in thin-film superconductor (aluminum)–insulator–normal metal (copper, hafnium, or aluminum with iron-sublayer-suppressed superconductivity) structures is studied. The measurements are performed in a magnetic field oriented either along the normal or in the plane of the structure. The dc current–voltage (I–U) characteristics of samples are described using a sum of the Andreev subgap current dominating in the absence of the field at bias voltages U < (0.2–0.4)Δc/e (where Δc is the energy gap of the superconductor) and the single-carrier tunneling current that predominates at large voltages. To within the measurement accuracy of 1–2%, the Andreev current corresponds to the formula \({I_n} + {I_s} = {K_n}\tanh \left( {{{eU} \mathord{\left/ {\vphantom {{eU} {2k{T_{eff}}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {2k{T_{eff}}}}} \right) + {K_s}{{\left( {{{eU} \mathord{\left/ {\vphantom {{eU} {{\Delta _c}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {{\Delta _c}}}} \right)} \mathord{\left/ {\vphantom {{\left( {{{eU} \mathord{\left/ {\vphantom {{eU} {{\Delta _c}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {{\Delta _c}}}} \right)} {\sqrt {1 - {{eU} \mathord{\left/ {\vphantom {{eU} {{\Delta _c}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {{\Delta _c}}}} }}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {\sqrt {1 - {{eU} \mathord{\left/ {\vphantom {{eU} {{\Delta _c}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {{\Delta _c}}}} }}\) following from a theory that takes into account mesoscopic phenomena with properly selected effective temperature Teff and the temperature- and fieldindependent parameters Kn and Ks (characterizing the diffusion of electrons in the normal metal and superconductor, respectively). The experimental value of Kn agrees in order of magnitude with the theoretical prediction, while Ks is several dozen times larger than the theoretical value. The values of Teff in the absence of the field for the structures with copper and hafnium are close to the sample temperature, while the value for aluminum with an iron sublayer is several times greater than this temperature. For the structure with copper at T = 0.08–0.1 K in the magnetic field B|| = 200–300 G oriented in the plane of the sample, the effective temperature Teff increases to 0.4 K, while that in the perpendicular (normal) field B ≈ 30 G increases to 0.17 K. In large fields, the Andreev conductance cannot be reliably recognized against the background of single- carrier tunneling current. In the structures with hafnium and in those with aluminum on an iron sublayer, the influence of the magnetic field is not observed.

Об авторах

A. Seliverstov

Kapitza Institute for Physical Problems; Moscow Institute of Physics and Technology (State University); Laboratory of Solid-State Physics and Magnetism

Email: vsedelman@yandex.ru
Россия, Moscow, 119334; Dolgoprudnyi, Moscow oblast, 141701; KU Leuven, BE-30001

M. Tarasov

Kotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics

Email: vsedelman@yandex.ru
Россия, Moscow, 125009

V. Edel’man

Kapitza Institute for Physical Problems

Автор, ответственный за переписку.
Email: vsedelman@yandex.ru
Россия, Moscow, 119334

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2017

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».