Исследование андреевской проводимости структур сверхпроводник-изолятор-нормальный металл
Селиверстов А.В., Тарасов М.А., Эдельман В.С.

Поступила в редакцию: 7 Октября 2016

DOI: 10.7868/S0044451017040150

PDF (953.6K)

Исследована андреевская подщелевая проводимость при температурах 0.08-0.2 К для тонкопленочных туннельных структур сверхпроводник (алюминий)-изолятор-нормальный металл (медь, гафний или алюминий, сверхпроводимость которого подавлена подслоем железа). Были проведены измерения в магнитном поле, направленном по нормали к поверхности структуры или в ее плоскости. Вольт-амперные характеристики исследованных образцов описываются суммой подщелевого андреевского тока, доминирующего в отсутствие поля при напряжениях на структуре U<(0.2-0.4)Δ _c/e (Δ _c - энергетическая щель сверхпроводника) и одночастичного туннельного тока, доминирующего при больших напряжениях. Андреевский ток с точностью измерений 1-2% отвечает формуле I_n+I_s=K_n\operatorname th(eU/2kT_eff)+K_s(eU/Δ _c)/\sqrt 1-eU/Δ _c, следующей из теории, учитывающей мезоскопические явления, при надлежащем подборе эффективной температуры T_eff и не зависящих ни от температуры, ни от магнитного поля параметров K_n и K_s (диффузионное движение электронов соответственно в нормальном металле и сверхпроводнике). Значение K_n по порядку величины соответствует теоретическому, однако значение K_s превышает его в десятки раз. Величина T_eff в отсутствие магнитного поля для меди и гафния близка к температуре образца, а для алюминия с подслоем железа в несколько раз больше нее. Для структур с медью при T=0.08-0.1 К в магнитном поле -300 Гс, параллельном плоскости образца, эффективная температура T_eff возрастает до 0.4 К, а в перпендикулярном плоскости образца поле Гс - до 0.17 К. В больших полях не удается надежно выделить андреевскую проводимость на фоне одночастичного тока. Для структур с гафнием и алюминием с подслоем железа влияние магнитного поля не обнаружено.