NABLYuDENIE VOZVRATNOY ZAVISIMOSTI KRITIChESKOGO TOKA DZhOZEFSONOVSKIKh PEREKhODOV Nb–PdFe–Nb OT TOLShchINY PdFe-BAR'ERA I TEMPERATURY

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Представлены результаты изучения многослойных джозефсоновских контактов сверхпроводник– ферромагнетик–сверхпроводник (SFS) на основе сверхпроводящего ниобия и слабоферромагнитного сплава Pd0.99Fe0.01. Обнаружен минимум в зависимости критической плотности тока от толщины F-слоя, который является одним из признаков реализации π-состояния с отрицательным знаком ток-фазовые соотношения. Наличие 0–π-перехода, т. е. перехода из πв 0-состояние с ростом толщины F-слоя, подтверждается также наблюдением возвратной температурной зависимости критического тока при толщине ферромагнетика около 43 нм. Моделирование предсказывает второй порядковый номер обнаруженного 0–π-перехода. Статья представлена в рамках публикации материалов 39-го Совещания по физике низких температур (НТ-2024), Черноголовка, июнь 2023 г.

Авторлар туралы

V. Bol'ginov

Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук

Email: bolg@issp.ac.ru
Черноголовка, Россия

A. Karpovich

Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук

Черноголовка, Россия

L. Karelina

Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук

Черноголовка, Россия

H. Shuravin

Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук

Черноголовка, Россия

V. Ryazanov

Институт физики твердого тела имени Ю. А. Осипьяна Российской академии наук; Московский физико-технический институт; Российский квантовый центр, ИЦ «Сколково»

Черноголовка, Россия; Долгопрудный, Московская обл., Россия; Москва, Россия

Әдебиет тізімі

  1. A. A. Golubov, M. Yu. Kupriyanov and E. Il’ichev, The Current-Phase Relation in Josephson Junctions, Rev. Mod. Phys. 76, 411 (2004).
  2. A. V. Ustinov, and V. K. Kaplunenko, Rapid SingleFlux Quantum Logic Using n-Shifters, J. Appl. Phys. 94, 5405 (2003).
  3. M. I. Khabipov, D. V. Balashov, F. Maibaum et al., A Single Flux Quantum Circuit With a FerromagnetBased Josephson п-Junction, Supercond. Sci. Technol. 23, 045032 (2010).
  4. A. Buzdin and A. E. Koshelev, Periodic Alternating 0and п-Junction Structures as Realization of ^-Josephson Junctions, Phys. Rev. B 67, 220504(R) (2003).
  5. M. J. A. Stoutimore, A. N. Rossolenko, V.V.Bol-ginov et al., Second-Harmonic Current-Phase Relation in Josephson Junctions With Ferromagnetic Barriers, Phys. Rev. Lett. 121, 177702 (2018).
  6. А. А. Максимовская, В. И. Ружицкий, Н. В. Кленов и др., Фазовая логика на основе джозеф-соновских п-контактов, Письма в ЖЭТФ 115, 786 (2022) [A. A. Maksimovskaya, V. I. Ruzhickiy, N. V. Klenov et al., Phase Logic Based on п Josephson Junctions, JETP Lett. 115, 735 (2022)].
  7. В. В. Больгинов, В. С. Столяров, Д. С. Соба-нин и др., Магнитные переключатели на основе джозефсоновских переходов Nb-PdFe-Nb с магнитомягкой ферромагнитной прослойкой, Письма в ЖЭТФ 95, 408 (2012).
  8. T. I. Larkin, V. V. Bol’ginov, V. S. Stolyarov et al., Ferromagnetic Josephson Switching Device with High Characteristic Voltage, Appl. Phys. Lett. 100, 222601 (2012).
  9. L. N. Karelina, R. A. Hovhannisyan, I. A. Golov-chanskiy et al., Scalable Memory Elements Based on Rectangular SIsFS Junctions, J. Appl. Phys. 130, 173901 (2021).
  10. D. S. Holmes, A. L. Ripple, and M. A. Manheimer Energy-Efficient Superconducting Computing — Power Budgets and Requirements, IEEE Trans. Appl. Supercond. 23, 1701610 (2013).
  11. А. И. Ларкин, Ю. Н. Овчинников, Неоднородное состояние сверхпроводников, ЖЭТФ 47, 1136 (1964).
  12. P. Fulde and R. A. Ferrel, Superconductivity in a Strong Spin-Exchange Field, Phys. Rev. 135, A550 (1964).
  13. E. A. Demler, G. B. Arnold, and M. R. Beasley, Superconducting Proximity Effects in Magnetic Metals, Phys. Rev. B 55, 15174 (1997).
  14. А. И. Буздин, Л. Н. Булаевский, С. В. Панюков, Осцилляции критического тока в зависимости от обменного поля и толщины ферромагнитного металла (F) в джозефсоновском контакте S-F-S, Письма в ЖЭТФ 35, 147 (1982).
  15. А. И. Буздин, Б. Вуйчич, М. Ю. Куприянов, Структуры ферромагнетик-сверхпроводник, ЖЭТФ 101, 231 (1992).
  16. V. A. Oboznov, V. V. Bol’ginov, A. K. Feofanov et al., Thickness Dependence of the Josephson Ground States of Superconductor-Ferromagnet-Superconductor Junctions, Phys. Rev. Lett. 96, 197003 (2006).
  17. T. Kontos, M. Aprili, J. Lesueur et al., Josephson Junction through a Thin Ferromagnetic Layer: Negative Coupling, Phys. Rev. Lett. 89, 137007 (2002).
  18. V. V. Ryazanov, V. A. Oboznov, A. Yu. Rusanov et al., Coupling of Two Superconductors Through a Ferromagnet: Evidence for a п Junction, Phys. Rev. Lett. 86, 2427 (2001).
  19. H. Sellier, C. Baraduc, F. Lefloch et al., Temperature-induced crossover between 0 and п states in S/F/S junctions, Phys. Rev. B 68, 054531 (2003).
  20. V. Zdravkov, A. Sidorenko, G. Obermeier et al., ReEntrant Superconductivity in Nb/Cui-xNix Bilayers, Phys. Rev. Lett. 97, 057004 (2006).
  21. И. Я. Коренблит, Е. Ф. Шендер, Ферромагнетизм неупорядоченных систем, УФН 126, 233 (1978).
  22. M. Yu. Kupriyanov, A. A. Go1ubov, and M. Siegel, Josephson Junctions with Ferromagnetic Materials, Proc. SPIE 6260, 62600S (2006).
  23. Л. Н. Карелина, Н. С. Шуравин, С. В. Егоров и др., Магнитные переключения FSF-мостиков при низких температурах, Письма в ЖЭТФ 119, 616 (2024).
  24. А. C. Ионин, H. C. Шуравин, Л. Н. Карелина и др., Экспериментальное исследование прототипа сверхпроводящего сигма-нейрона для адиабатических нейронных сетей, ЖЭТФ 164, 1008 (2023).
  25. O. M. Kapran, A. Iovan, T. Golod et al., Observation of the Dominant Spin-Triplet Supercurrent in Josephson Spin Valves with Strong Ni Ferromagnets, Phys. Rev. Res. 2, 013167 (2020).
  26. И. С. Вещунов, В. А. Обознов, А. Н. Россолен-ко и др., Наблюдение структуры магнитной области в тонких пленках Cuo.47 Nio.53 при низких температурах, Письма в ЖЭТФ 88, 791 (2008) [I. S. Veshchunov, V. A. Oboznov, A. N. Rossolenko et al., Observation of the Magnetic Domain Structure in Cuo.47 Nio.53 Thin Films at Low Temperatures, JETP Lett. 88, 758 (2008)].
  27. S. L. Miller, K. R. Biagi, J. R. Clem et al., Critical Currents of Cross-Type SuperconductingNormal-Superconducting Junctions in Perpendicular Magnetic Fields, Phys. Rev. B 31, 2684 (1985).
  28. O. B. Hyun, J. R. Clem, and D. K. Finnemore, Motion of a Single Superconducting Vortex, Phys. Rev. B 40, 175 (1989).
  29. А. А. Голубов, М. Ю. Куприянов, Влияние одиночных абрикосовских вихрей на свойства туннельных джозефсоновских переходов, ЖЭТФ 92, 1512 (1987).
  30. A. A. Golubov and M. Yu. Kupriyanov, Theoretical Investigation of Josephson Tunnel Junctions with Spatially Inhomogeneous Superconducting Electrodes, J. Low Temp. Phys. 70, 83 (1988).
  31. В. Н. Губанков, Ф. Н. Склокин, Л. С. Кузьмин и др., Изменение структуры абрикосовских вихрей в сверхпроводящих пленках джозефсоновского туннельного под действием у-облучения, Письма в ЖТФ 15, 54 (1989).
  32. T. Golod, A. Rydh, and V. M. Krasnov, Detection of the Phase Shift From a Single Abrikosov Vortex, Phys. Rev. Lett. 104, 227003 (2010).
  33. А. Бароне, Дж. Паттерно, Эффект Джозефсона, Мир, Москва (1984).
  34. A. Gubin, K. Il’in, S. Vitusevich et al., Dependence of Magnetic Penetration Depth on the Thickness of Superconducting Nb Thin Films, Phys. Rev. B 72, 064503 (2005).
  35. S. M. Frolov, D. J. Van Harlingen, V. A. Oboznov et al., Measurement of the Current-Phase Relation of Superconductor/Ferromagnet/Superconductor n Josephson Junctions, Phys. Rev. B 70, 144505 (2004).
  36. А. С. Ионин памяти в ферромагне-на основе Письма в Л. Н. Карелина, Н. С. Шуравин, и др., Эффект магнитной планарных микромостиках тик/сверхпроводник/ферромагнетик сильно разбавленного сплава PdFe, ЖЭТФ 116, 108 (2022).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2024