Отправить статью по E-mail 
Магнитное управление кинетической индуктивностью в элементах сверхпроводниковой электроники
- Авторы: Неило А.А.1, Бакурский С.В.2, Кленов Н.В.1, Соловьев И.И.1,3, Куприянов М.Ю2
-
Учреждения:
- МГУ имени М. В. Ломоносова
- Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ
- Московский физико-технический институт
- Выпуск: Том 121, № 1-2 (2025)
- Страницы: 63-71
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/0370-274X/article/view/287184
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0370274X25010101
- EDN: https://elibrary.ru/MCMJJU
- ID: 287184
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Теоретически исследован продольный электронный транспорт в многослойной сверхпроводниковой (S) структуре SF1S1F2sN с двумя ферромагнитными (F) слоями и слоем нормального металла (N). Расчеты показали, что поворот намагниченности ферромагнитных слоев друг относительно друга позволяет плавно изменять величину кинетической индуктивности структуры в несколько раз. Мы обнаружили особенность электронного состояния структуры в области параметров системы, соответствующей ее переходу от состояния с устойчивой джозефсоновской фазой 0 к состоянию с устойчивой фазой π (0–π переход). Эта особенность приводит к подавлению синглетной компоненты амплитуды спаривания и росту кинетической индуктивности всей структуры. Исследование влияния конечного продольного тока на транспорт заряда показало, что разрушение сверхпроводимости в разных слоях происходит по очереди, и на зависимости LK(J) есть несколько плато с почти постоянной величиной индуктивности.
Об авторах
А. А. Неило
МГУ имени М. В. ЛомоносоваМосква, Россия
С. В. Бакурский
Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ
Email: r4zz@mail.ru
Москва, Россия
Н. В. Кленов
МГУ имени М. В. ЛомоносоваМосква, Россия
И. И. Соловьев
МГУ имени М. В. Ломоносова; Московский физико-технический институтМосква, Россия
М. Ю Куприянов
Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУМосква, Россия
Список литературы
- K. Ishida, I. Byun, I. Nagaoka, K. Fukumitsu, M. Tanaka, S. Kawakami, T. Tanimoto, T. Ono, J. Kim, and K. Inoue, IEEE Micro 41, 19 (2021).
- M. Schneider, E. Toomey, G. Rowlands, J. Shainline, P. Tschirhart, and K. Segall, Supercond. Sci. Technol. 35, 053001 (2022).
- M. M. Islam, S. Alam, M. S. Hossain, K. Roy, and A. Aziz, J. Appl. Phys. 133, 070701 (2023).
- I. Siddiqi, Nat. Rev. Mater. 6, 875 (2021).
- V. A. Vozhakov, M. V. Bastrakova, N. V. Klenov, I. I. Soloviev, W. V. Pogosov, D. V. Babukhin, A. A. Zhukov, and A. M. Satanin, Phys.-Uspekhi 65, 457 (2022).
- E. Zikiy, A. Ivanov, N. Smirnov, D. Moskalev, V. Polozov, A. Matanin, E. Malevannaya, V. Echeistov, T. Konstantinova, and I. Rodionov, Sci. Rep. 13, 15536 (2023).
- M. Cuthbert, E. DeBenedictis, R. L. Fagaly et al. (Collaboration), International roadmap for devices and systems. Cryogenic electronics and quantum information processing. 2022 Edition, IEEE (2022).
- C. Pot, W. F. Holmes-Hewett, E.-M. Anton, J. D. Miller, B. J. Ruck, and H. J. Trodahl, Appl. Phys. Lett. 123, 202401 (2023).
- A. V. Semenov, I. A. Devyatov, M. P. Westig, and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. Appl. 13, 024079 (2020).
- S. Bakurskiy, M. Kupriyanov, N. V. Klenov, I. Soloviev, A. Schegolev, R. Morari, Y. Khaydukov, and A. S. Sidorenko, Beilstein J. Nanotechnol. 11, 1336 (2020).
- J. Peltonen, P. Coumou, Z. Peng, T. Klapwijk, J. Tsai, and O. Astafiev, Sci. Rep. 8, 10033 (2018).
- T. Hazard, A. Gyenis, A. Di Paolo, A. Asfaw, S. Lyon, A. Blais, and A. Houck, Phys. Rev. Lett. 122, 010504 (2019).
- D. Kalacheva, G. Fedorov, J. Zotova, S. Kadyrmetov, A. Kirkovskii, A. Dmitriev, and O. Astafiev, Phys. Rev. Appl. 21, 024058 (2024).
- L. Gru¨nhaupt, N. Maleeva, S. T. Skacel, M. Calvo, F. Levy-Bertrand, A. V. Ustinov, H. Rotzinger, A. Monfardini, G. Catelani, and I. M. Pop, Phys. Rev. Lett. 121, 117001 (2018).
- N. Maleeva, L. Gru¨nhaupt, T. Klein, F. Levy-Bertrand, O. Dupre, M. Calvo, F. Valenti, P. Winkel, F. Friedrich, W. Wernsdorfer, A. V. Ustinov, H. Rotzinger, A. Monfardini, M. V. Fistul, and I. M. Pop, Nat. Commun. 9, 3889 (2018).
- P. Kamenov, W.-S. Lu, K. Kalashnikov, T. DiNapoli, M. T. Bell, and M. E. Gershenson, Phys. Rev. Appl. 13, 054051 (2020).
- T. E. Wilson, Meas. Sci. Technol. 18, N53 (2007).
- L. J. Splitthoff, A. Bargerbos, L. Gru¨nhaupt, M. Pita-Vidal, J. J. Wesdorp, Y. Liu, A. Kou, C. K. Andersen, and B. van Heck, Phys. Rev. Appl. 18, 024074 (2022).
- D. Y. Vodolazov, JETP Lett. 118, 773 (2023).
- M. Malnou, M. Vissers, J. Wheeler, J. Aumentado, J. Hubmayr, J. Ullom, and J. Gao, PRX Quantum 2, 010302 (2021).
- B.-K. Tan, N. Klimovich, R. Stephenson, F. Faramarzi, and P. Day, Supercond. Sci. Technol. 37, 035006 (2024).
- D. J. Parker, M. Savytskyi, W. Vine, A. Laucht, T. Duty, A. Morello, A. L. Grimsmo, and J. J. Pla, Phys. Rev. Appl. 17, 034064 (2022).
- L. J. Splitthoff, J. J. Wesdorp, M. Pita-Vidal, A. Bargerbos, Y. Liu, and C. K. Andersen, Phys. Rev. Appl. 21, 014052 (2024).
- M. Khalifa, P. Feldmann, and J. Salfi, Phys. Rev. Appl. 22, 024025 (2024).
- J. Baselmans, J. Low Temp. Phys. 167, 292 (2012).
- S. Doyle, P. Mauskopf, J. Naylon, A. Porch, and C. Duncombe, J. Low Temp. Phys. 151, 530 (2008).
- F. Levy-Bertrand, A. Benoˆıt, O. Bourrion, M. Calvo, A. Catalano, J. Goupy, F. Valenti, N. Maleeva, L. Gru¨nhaupt, I. Pop, and A. Monfardini, Phys. Rev. Appl. 15, 044002 (2021).
- A. E. Schegolev, N. V. Klenov, S. V. Bakurskiy, I. I. Soloviev, M. Y. Kupriyanov, M. V. Tereshonok, and A. S. Sidorenko, Beilstein J. Nanotechnol. 13, 444 (2022).
- A. A. Golubov, M. Y. Kupriyanov, and E. Il’Ichev, Rev. Mod. Phys. 76, 411 (2004).
- A. I. Buzdin, Rev. Mod. Phys. 77, 935 (2005).
- F. Bergeret, A. F. Volkov, and K. B. Efetov, Rev. Mod. Phys. 77, 1321 (2005).
- M. Blamire and J. Robinson, J. Phys. Condens. Matter 26, 453201 (2014).
- M. Eschrig, Rep. Prog. Phys. 78, 104501 (2015).
- N. O. Birge and N. Satchell, APL Mater. 12, 041105 (2024).
- A. Neilo, S. Bakurskiy, N. Klenov, I. Soloviev, and M. Kupriyanov, Nanomaterials 13, 1970 (2023).
- L. Karelina, N. Shuravin, S.Z Egorov, V. Bol’ginov, and V. Ryazanov, JETP Lett. 119, 633 (2024).
- A. Neilo, S. Bakurskiy, N. Klenov, I. Soloviev, and M. Kupriyanov, Nanomaterials 14, 245 (2024).
- A. Neilo, S. Bakurskiy, N. Klenov, I. Soloviev, V. Stolyarov, and M. Kupriyanov, Appl. Phys. Lett. 125, 162601 (2024).
- М. Ю. Куприянов, Лукичев, ЖЭТФ 94, 139 (1988).
- J. R. Clem and V. Kogan, Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics 86, 174521 (2012).
- T. Kubo, Physical Review Research 2, 033203 (2020).
- P. Marychev and D. Y. Vodolazov, J. Phys. Condens. Matter 33, 385301 (2021).
- P. Marychev and D. Y. Vodolazov, Phys. Rev. B 105, 094522 (2022).
- D. Y. Vodolazov, A. Y. Aladyshkin, E. Pestov, S. Vdovichev, S. Ustavshikov, M. Y. Levichev, A. Putilov, P. Yunin, A. El’kina, N. Bukharov, and A. M. Klushin, Superconductor Supercond. Sci. Technol. 31, 115004 (2018).
- S. Ustavschikov, M. Y. Levichev, I. Y. Pashenkin, A. Klushin, and D. Y. Vodolazov, Supercond. Sci. Technol. 34, 015004 (2020).
- M. Y. Levichev, I. Y. Pashenkin, N. Gusev, and D. Y. Vodolazov, Phys. Rev. B 108, 094517 (2023).
- A. Murphy, D. V. Averin, and A. Bezryadin, New J. Phys. 19, 063015 (2017).
- H. Dausy, L. Nulens, B. Raes, M. J. van Bael, and J. van de Vondel, Phys. Rev. Appl. 16, 024013 (2021).
- E. Il’ichev, M. Grajcar, R. Hlubina, R. P. IJsselsteijn, H. E. Hoenig, H. G. Meyer, A. Golubov, M. H. Amin, A. M. Zagoskin, A. N. Omelyanchouk, and M. Y. Kupriyanov, Phys. Rev. Lett. 86, 5369 (2001); ISSN 1079-7114; 0031-9007.
- A. G. P. Troeman, S. H. W. van der Ploeg, E. Il’Ichev, H.-G. Meyer, A. A. Golubov, M. Y. Kupriyanov, and H. Hilgenkamp, Phys. Rev. B 77, 024509 (2008).
- S. M. Frolov, M. J. Stoutimore, T. A. Crane, D. J. van Harlingen, V. A. Oboznov, V. V. Ryazanov, A. Ruosi, C. Granata, and M. Russo, Nat. Phys. 4, 32 (2008).
- L. V. Ginzburg, I. Batov, V. V. Bol’ginov, S. V. Egorov, V. I. Chichkov, A. E. Shchegolev, N. V. Klenov, I. Soloviev, S. V. Bakurskiy, and M. Y. Kupriyanov, JETP Lett. 107, 48 (2018).
Дополнительные файлы
