ИСТИНА

Экспериментальное исследование особенностей электронных свойств наноразмерных сверхпроводников и ферромагнетиков, а также гибридных структур на их основе требуют развития методов формирования монокристаллических образцов с хорошо определенной геометрией и туннельно-прозрачными интерфейсами. В данном проекте основное внимание будет уделено изучению особенностей роста наноструктур на основе переходных металлов (Nb, Mo, Fe, Ni, Co) на монокристаллических полупроводниковых и металлических поверхностях. Известно, что при осаждении металлов на атомарно чистых поверхностях при криогенных температурах сначала появляются единичные адсорбированные атомы, которые при повышении температуры подложки могут сливаться в металлические кластеры или, вступая в реакцию с подложкой, образовывать сложные соединения в виде островков. При осаждении Nb и Mo на нагретые монокристаллические подложки Si(111) могут формироваться силициды ниобия и молибдена. Принимая во внимание, что ниобий, молибден и их силициды являются сверхпроводниками с критической температурой перехода от 1 К (Mo) до 12 К (Nb3Si), исследование электронных свойств формирующихся структур представляет несомненный интерес как для физики мезоскопических сверхпроводников, так и для технологии создания элементов сверхпроводящей криоэлектроники. Важной задачей представляемого проекта является исследование электронных свойств наноструктур, образованными атомами ферромагнитных металлов (Fe, Ni, Co) в процессе их адсорбции на полупроводниковые и металлические поверхности Si(111), Au(111), Ag(111), Cu(111). Исследование электронных свойств квантовых систем, обладающих магнитными свойствами, представляет интерес для физики микромагнетизма и спинтроники. В частности, планируется изучить влияние температуры подложки в процессе роста на тип формирующихся структур, таких как единичные атомы, кластеры и наноостровки. Экспериментальная и теоретическая части проекта будет выполнена объединенными усилиями сотрудников Института физики микроструктур РАН (ИФМ РАН, Нижний Новгород) и Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (МГУ, Москва).

1. Определение оптимальных условий для формирования кластеров, островков и тонких плёнок при осаждении ниобия и молибдена на поверхности Si(111)7x7, в частности, изучение вопроса о влиянии температуры подложки на форму и размер образующихся кластеров и островков. 2. Исследование начальной стадии адсорбции единичных атомов ферромагнитных металлов (Fe, Ni, Co) на металлические поверхности Au(111), Ag(111) и Сu(111) и изучение процесса формирования многоатомных кластеров в зависимости от температуры подложки 3. Исследование влияния магнитного поля на зарядовые, транспортные и тепловые характеристики сверхпроводящих островков различной формы (в режиме эффекта чётности), туннельно связанных с электродами из несверхпроводящего металла. Задача будет решена в рамках ортодоксальной теории кулоновской блокады в сочетании с решением уравнения Узаделя. 4. Решение задачи о нахождении распределения электрического потенциала, плотности заряда, пространственной зависимости сверхпроводящей щели и локальной плотности состояний в сверхпроводящих нанокластерах в рамках микроскопической теории Боголюбова – де Жена.