ОФНПисьма в Журнал экспериментальной и теоретической физики JETP Letters (Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters)

  • ISSN (Print) 0370-274X
  • ISSN (Online) 3034-5766

Магнитное управление кинетической индуктивностью в элементах сверхпроводниковой электроники

Код статьи
S0370274X25010101-1
DOI
10.31857/S0370274X25010101
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Том/ Выпуск
Том 121 / Номер выпуска 1-2
Страницы
63-71
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.
Ключевые слова
Дата публикации
16.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
12

Библиография

  1. 1. 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).
  2. 2. M. Schneider, E. Toomey, G. Rowlands, J. Shainline, P. Tschirhart, and K. Segall, Supercond. Sci. Technol. 35, 053001 (2022).
  3. 3. M. M. Islam, S. Alam, M. S. Hossain, K. Roy, and A. Aziz, J. Appl. Phys. 133, 070701 (2023).
  4. 4. I. Siddiqi, Nat. Rev. Mater. 6, 875 (2021).
  5. 5. 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).
  6. 6. 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).
  7. 7. 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).
  8. 8. 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).
  9. 9. A. V. Semenov, I. A. Devyatov, M. P. Westig, and T. M. Klapwijk, Phys. Rev. Appl. 13, 024079 (2020).
  10. 10. 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).
  11. 11. J. Peltonen, P. Coumou, Z. Peng, T. Klapwijk, J. Tsai, and O. Astafiev, Sci. Rep. 8, 10033 (2018).
  12. 12. T. Hazard, A. Gyenis, A. Di Paolo, A. Asfaw, S. Lyon, A. Blais, and A. Houck, Phys. Rev. Lett. 122, 010504 (2019).
  13. 13. D. Kalacheva, G. Fedorov, J. Zotova, S. Kadyrmetov, A. Kirkovskii, A. Dmitriev, and O. Astafiev, Phys. Rev. Appl. 21, 024058 (2024).
  14. 14. 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).
  15. 15. 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).
  16. 16. P. Kamenov, W.-S. Lu, K. Kalashnikov, T. DiNapoli, M. T. Bell, and M. E. Gershenson, Phys. Rev. Appl. 13, 054051 (2020).
  17. 17. T. E. Wilson, Meas. Sci. Technol. 18, N53 (2007).
  18. 18. 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).
  19. 19. D. Y. Vodolazov, JETP Lett. 118, 773 (2023).
  20. 20. M. Malnou, M. Vissers, J. Wheeler, J. Aumentado, J. Hubmayr, J. Ullom, and J. Gao, PRX Quantum 2, 010302 (2021).
  21. 21. B.-K. Tan, N. Klimovich, R. Stephenson, F. Faramarzi, and P. Day, Supercond. Sci. Technol. 37, 035006 (2024).
  22. 22. 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).
  23. 23. L. J. Splitthoff, J. J. Wesdorp, M. Pita-Vidal, A. Bargerbos, Y. Liu, and C. K. Andersen, Phys. Rev. Appl. 21, 014052 (2024).
  24. 24. M. Khalifa, P. Feldmann, and J. Salfi, Phys. Rev. Appl. 22, 024025 (2024).
  25. 25. J. Baselmans, J. Low Temp. Phys. 167, 292 (2012).
  26. 26. S. Doyle, P. Mauskopf, J. Naylon, A. Porch, and C. Duncombe, J. Low Temp. Phys. 151, 530 (2008).
  27. 27. 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).
  28. 28. 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).
  29. 29. A. A. Golubov, M. Y. Kupriyanov, and E. Il’Ichev, Rev. Mod. Phys. 76, 411 (2004).
  30. 30. A. I. Buzdin, Rev. Mod. Phys. 77, 935 (2005).
  31. 31. F. Bergeret, A. F. Volkov, and K. B. Efetov, Rev. Mod. Phys. 77, 1321 (2005).
  32. 32. M. Blamire and J. Robinson, J. Phys. Condens. Matter 26, 453201 (2014).
  33. 33. M. Eschrig, Rep. Prog. Phys. 78, 104501 (2015).
  34. 34. N. O. Birge and N. Satchell, APL Mater. 12, 041105 (2024).
  35. 35. A. Neilo, S. Bakurskiy, N. Klenov, I. Soloviev, and M. Kupriyanov, Nanomaterials 13, 1970 (2023).
  36. 36. L. Karelina, N. Shuravin, S.Z Egorov, V. Bol’ginov, and V. Ryazanov, JETP Lett. 119, 633 (2024).
  37. 37. A. Neilo, S. Bakurskiy, N. Klenov, I. Soloviev, and M. Kupriyanov, Nanomaterials 14, 245 (2024).
  38. 38. A. Neilo, S. Bakurskiy, N. Klenov, I. Soloviev, V. Stolyarov, and M. Kupriyanov, Appl. Phys. Lett. 125, 162601 (2024).
  39. 39. М. Ю. Куприянов, Лукичев, ЖЭТФ 94, 139 (1988).
  40. 40. J. R. Clem and V. Kogan, Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics 86, 174521 (2012).
  41. 41. T. Kubo, Physical Review Research 2, 033203 (2020).
  42. 42. P. Marychev and D. Y. Vodolazov, J. Phys. Condens. Matter 33, 385301 (2021).
  43. 43. P. Marychev and D. Y. Vodolazov, Phys. Rev. B 105, 094522 (2022).
  44. 44. 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).
  45. 45. S. Ustavschikov, M. Y. Levichev, I. Y. Pashenkin, A. Klushin, and D. Y. Vodolazov, Supercond. Sci. Technol. 34, 015004 (2020).
  46. 46. M. Y. Levichev, I. Y. Pashenkin, N. Gusev, and D. Y. Vodolazov, Phys. Rev. B 108, 094517 (2023).
  47. 47. A. Murphy, D. V. Averin, and A. Bezryadin, New J. Phys. 19, 063015 (2017).
  48. 48. H. Dausy, L. Nulens, B. Raes, M. J. van Bael, and J. van de Vondel, Phys. Rev. Appl. 16, 024013 (2021).
  49. 49. 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.
  50. 50. 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).
  51. 51. 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).
  52. 52. 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).
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека