ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2013, № 5 · ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Сверхпроводящие φ-элементы на основе джозефсоновских структур с ферромагнитными слоями

Н.В. Кленов1, С.В. Бакурский1, В.И. Ружицкий1, А.В. Кузнецов1, К.Е. Нестеров1, С.Ж. Герасимова1, И.И. Соловьев1

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Россия
Полный текст (PDF) УДК 538.945; 530.145 EDN QARDVR

Аннотация

В статье изложены основы моделирования транспорта тока через джозефсоновские гетероструктуры с нормальным и ферромагнитным би-каналом слабой связи произвольной геометрии и анализа ток-фазовых зависимостей. Предложен метод создания на основе джозефсоновских структур с NF би-каналом не только джозефсоновских φ-контактов, но и перспективных φ-ячеек со встроенным заданием рабочей точки, представлен анализ параметров таких элементарных логических ячеек, содержащих φ-контакты.

  • эффект Джозефсона
  • магнитный джозефсоновский переход
  • ток-фазовая зависимость
Abstract (in English)

The article describes the basics of both: the modeling of current transport through the Josephson heterostructures with ferromagnetic and normal bi-channel as weak link of arbitrary topology and the analysis of its current-phase relation. We propose a method to create φ-contacts on the base of such Josephson heterostructures with NF bi-channel and to realize promising φ-cells with built-in frustration. We analyze the parameters of such elementary cells containing φ-contacts.

Для цитирования

Кленов Н.В., Бакурский С.В., Ружицкий В.И., Кузнецов А.В., Нестеров К.Е., Герасимова С.Ж., Соловьев И.И. Сверхпроводящие φ-элементы на основе джозефсоновских структур с ферромагнитными слоями // Журнал радиоэлектроники. – 2013. – № 5.

Литература

  1. Mukhanov O.A. Energy-Efficient Single Flux Quantum Technology // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2011. V. 21, 3. P. 760 - 769.
  2. Golubov A.A., Kupriyanov M. Yu., Il'ichev E. // Rev. Mod. Phys., 2004. V. 76. P. 411.
  3. Feofanov A. K., Oboznov V. A., Bol'ginov V. V., Lisenfeld J., Poletto S., Ryazanov V. V., Rossolenko A. N., Khabipov M., Balashov D., Zorin A. B., Dmitriev P. N., Koshelets V. P., Ustinov A. V. // Nature Physics, 2010. V. 6. P. 593.
  4. Ustinov A. V., Kaplunenko V. K., // J. Appl. Phys., 2003. V. 94. P. 5405.
  5. Wetzstein O., Ortlepp T., Stolz R., Kunert J., Meyer H.-G., Toepfer, H. // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2011. V. 21. P. 814 - 817.
  6. Fominov Ya.V., Golubov A.A., Karminskaya T.Yu., Kupriyanov M.Yu., Deminov R.G., Tagirov L.R. // JETP Letters, 2010. V. 91. P. 329-333.
  7. Tagirov L.R. // Phys. Rev. Letters, 1999. V. 83. No 10. P. 2058-2061.
  8. Van der Waal C. H., ter Haar A. C. J., Wilhelm F. K., Schouten R. N., Harmans C. J. P. M., Orlando T. P., Seth Lloyd, Mooij J. E. // Science, 2000. V. 290. P. 773-776.
  9. Amin M. H. S., Smirnov A. Yu., Zagoskin A. M., Lindstrom T., Charlebois S. A., Claeson T., Tzalenchuk A. Ya.// Phys. Rev. B, 2005. V. 73. P. 064516-1-5
  10. Klenov N. V., Kornev V. K., Pedersen N. F. // Physica C, 2006. V. 435. P. 114-117.
  11. Usadel K.D. Generalized Diffusion Equation for Superconducting Alloys // Phys. Rev. Lett., 1970. V. 25. P. 507.
  12. F. S. Bergeret, A. F. Volkov, and K. B. Efetov // Rev. Mod. Phys., 2005. V. 77. P. 1321.
  13. M.Yu. Kuprianov, V. F. Lukichev // Zh. Eksp. Teor. Fiz., 1998. V. 94. P. 139.
  14. Karminskaya T.Yu., Golubov A.A., Kupriyanov M.Yu., Sidorenko A.S. // Phys. Rev. B, 2009. V.79. No.13. P. 134516.
  15. Karminskaya T.Yu., Golubov A.A., Kupriyanov M.Yu., and Sidorenko A.S. // Phys. Rev. B, 2010. V. 81. P. 214518.
  16. Кленов Н. В., Пугач Н. Г., Шарафиев А. В., Бакурский С. В., Корнев В. К. // Физика Твердого Тела, 2010. Т. 52. С. 2104-2109.
  17. Bakurskiy S. V., Klenov N. V., Karminskaya T. Yu., Kupriyanov M. Yu. and Golubov A. A. // Superconductor Science and Technology, 2013. V. 26. P. 015005.
  18. Vernik I.V., Bol'ginov V. V., Bakurskiy S. V., Golubov A.A., Kupriyanov M. Yu., Ryazanov V. V., Mukhanov O. A. Magnetic josephson junctions with superconducting interlayer for cryogenic memory // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2013. V. 23. P. 1701208.
  19. Pugach N. G., Goldobin E., Kleiner R., Koelle D. Method for reliable realization of a φ Josephson Junction // Phys. Rev. B, 2010.V. 81. P. 104513.
  20. S. Savel'ev, V.A. Yampol'skii, A.L. Rakhmanov, F. Nori // Phys. Rev. B, 2005.V. 72. P. 144515.
  21. Golikova T. E., Hubler F., Beckmann D., Batov I. E., Karminskaya T. Y., Kupriyanov M. Y., Golubov A. A. and Ryazanov V. V. // Phys. Rev. B, 2012. V. 86. P. 064416.
  22. Голикова Т.Е., Хюблер Ф., Бекманн Д., Кленов Н. В., Бакурский С. В., Куприянов М.Ю., Батов И. Е., Рязанов В.В. // Критический ток в планарных джозефсоновских S-N-S системах. Письма в ЖЭТФ, 2012. т. 96, № 10, с. 743-748.
  23. Naoto Nagaosa, et. al. // Rev. Mod. Phys., 2010. V. 82. P. 1539-1592.
  24. Frolov S., Stoutimore M., Crane T. et al. Imaging spontaneous currents in superconducting arrays of pi-junctions // Nature Physics, 2008. V. 4. P. 32 - 36.
  25. A. Buzdin, A. E. Koshelev, Periodic alternating 0- and π-junction structures as realization of φ-Josephson junctions // Phys. Rev. B, 2003. V. 67. P. 220504.