|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Гетероструктуры со сверхпроводящими и ферромагнитными пленками для слабо- и сильноточных примененийНИР
- Руководитель НИР: Куприянов М.Ю.
- Участники НИР: Бакурский С.В., Девятов И.А., Карминская Т.Ю., Кленов Н.В., Пугач Н.Г., Соловьев И.И.
- Подразделение: Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына
- Срок исполнения: 19 июня 2014 г. - 31 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 14-02-90018 Бел_а
- Номер ЦИТИС: 01201464296
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Исследование наноструктур: физика, технологии, применение
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.19.22 Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
- 29.19.29 Сверхпроводники
-
Ключевые слова:
поле рассеяние ферромагнетика, вихрь магнитного потока, ферромагнетизм, ось легкого намагничивания ферромагнетика, плотность критического тока
-
Описание:
Проект направлен на исследование влияния эффекта близости в гетероструктурах, содержащих сверхпроводящие и ферромагнитные слои, на процессы протекания в них сверхпроводящего тока как в “in-plane” так и в “out of plane” . В первом случае исследования будут концентрироваться на изучении влияния намагниченности тонкой пленки ферромагнетика на механизмы, определяющие критический ток наноструктур типа сверхпроводник – ферромагнетик с учетом как электромагнитного взаимодействия между слоями ферромагнетика и сверхпроводника, так и эффекта близости между слоями. Во втором – на исследовании возможности управления внешним магнитным полем эффективной обменной энергии в слоях из сильно разбавленных ферромагнитных сплавов и многослойных структурах, состоящих из тонких ферромагнитных, сверхпроводящих и нормальных слоев, а также на количественную оценку влияния на такой транспорт буферных слоев из нормального металла. В проекте будут оценены возможности управления переходом из 0 в пи состояние в SF гетероструктурах под действием температуры и магнитного поля, предложены оптимальные способы использования 0-пи переключателей в устройствах сверхпроводниковой электроники, исследованы особенности пиннинга абрикосовских вихрей при различных ориентациях намагниченности ферромагнитных слоев.
-
Основные результаты:
Конечный продукт – концепция управления плотностью критического тока SF гетероструктур для целей сильноточной и слаботочной электроники. 1. Будут измерены и рассчитаны плотности критических токов SF гетероструктур с учетом влияния электромагнитного взаимодействия SF слоев и эффекта близости на топологию вихревых нитей спонтанной вихревой фазы. 2. Будут даны рекомендации, позволяющие на основании сравнения экспериментальных и теоретических данных, определять наличие или отсутствие спонтанной вихревой фазы в пленке сверхпроводника, вызванной остаточной намагниченностью ферромагнитной пленки. 3. Будут разработаны рекомендации по разработке новых энергонезависимых элементов памяти для целей сильноточной электроники. 4. Будут даны оценки влияния нормальных буферных слоев на транспортные свойства джозефсоновских структур со слабой связью в виде стека набранного из различного количества нормальных (сверхпроводящих) и ферромагнитных слоев включая синтетические ферро и антиферромагниные метаматериалы. 5. Будет иссследована возможность управления эффективной обменной энергией сильно разбавленных ферромагнетиков внешним магнитым полем и даны оценки величины эффекта и области концентраций ферромагнитных атомов (Fe, Ni, Co), в которой эффект может иметь место. 6. Будут оценены возможности управления переходом из 0 в пи состояние в двухбарьерных SINFIS и SIsFIS структурах под действием транспортного тока, приложенного вдоль ферромагнитной пленки. 7. Будут предложены оптимальные способы использования 0-пи переключателей в устройствах сверхпроводниковой электроники.
- Добавил в систему: Куприянов Михаил Юрьевич
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 19 июня 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Гетероструктуры со сверхпроводящими и ферромагнитными пленками для слабо- и сильноточных применений |
| Результаты этапа: Проведен расчет влияния нормальных буферных слоев на транспортные свойства джозефсоновских структур SINFIS, SINFNIS типов с целью оценки влияния этих слоев на положение точек 0-пи перехода в зависимостях критического тока структур от толщины ферромагнитной области. В рамках уравнений Узаделя разработан компактный формализм, позволяющий вычислять плотность критического тока джозефсоновских структур, содержащих ферромаггнитные (F), диэлектрические (I) и нормальные слои в области слабой связи. Показано, что наличие даже одного тонкого нормального слоя может приводить к смещению точки перехода между 0 и пи состяниями в структуре как в область более толстых, так и в область более тонких F пленок взависимости от проводящих свойств области слабой связи. Установлено, что при определенных толщинах F пленки 0-пи переход может быть реализован посредством изменения лишь толщины N слоя. Отмечено, что свойства исследуемых джозефсоновских переходов зависят и от значений параметров подавления на границах структур. Предложен новый метод, позволяющий оценить прозрачность границ посредством исследования проводимости одной из F пленок в SFF структурах как функции относительного разворота векторов намагниченности этих F слоев. Развитые модели были использованы для интерпретации экспериментальных данных, полученных в SIFS и SINFS туннельных структурах. Исследован эффект близости в структуре, состоящей из сверхпроводника и стопки чередующихся нормальных и ферромагнитных слоев. Развиты численные и аналитические методы расчета проникновения сверхпроводящих корреляций в многослойную структуру. Рассчитаны координатные зависимости аномальных функций Грина и предложен метод экстракции из них информации об эффективной обменной энергии, возникающей в многослойной структуре. Изучены ее зависимости от толщины слоев и параметров подавления. Проведен расчет топологии абрикосовских вихревых нитей в SF сэндвичах с учетом влияния эффекта близости между S и F слоями. Показано, что с увеличением обменной энергии происходит уширение области керна абрикосовского вихря как в F пленке, так и в прилегающей к ней области сверхпроводника. Проведено сравнение с полученными белорусской стороной экспериментальными данными. | ||
| 2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Гетероструктуры со сверхпроводящими и ферромагнитными пленками для слабо- и сильноточных применений |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".