К теории электронного транспорта в приконтактных областях и наноструктурах
Диссертация
Статистические особенности сопротивления и магнетосопротивления мезоскопической системыточечный контакт между двумя полупроводниками в режиме прыжковой проводимостиотражают свойства про-страннственного и энергетического распределения отдельных локализованных состояний вблизи контакта. Осцилляции АароноваБома, связанные с точечным контактом, позволяют определить как числа заполнения… Читать ещё >
Содержание
- 1. Сопротивление тонких пленок с краевой сверхпроводимостью в сильных магнитных полях
- 1. 1. Поверхностная сверхпроводимость и флуктуации параметра порядка
- 1. 2. Уравнение Гинзбурга- Ландау
- 1. 3. Тонкая пленка в перпендикулярном магнитном поле
- 1. 4. Флуктуации параметра порядка в краевом сверхпроводящем слое тонкой пленки
- 1. 5. Сопротивление краевого слоя
- 1. 6. Парапроводимость краевого слоя
- 1. 7. Резюме
- 2. Микроконтактная спектроскопия прыжковой проводимости
- 2. 1. Прыжковая проводимость
- 2. 2. Сопротивление точечного контакта
- 2. 3. Мезоскопические флуктуации сопротивления точечного контакта
- 2. 4. Зависимость проводимости от напряжения
- 2. 5. Сравнение с существующими экспериментальными работами
- 2. 6. Резюме
- 3. Микроконтактная спектроскопия прыжковой проводимости- эффект магнитного поля
- 3. 1. Магнетосопротивление точечного контакта
- 3. 2. Эффект Ааронова- Бома
- 3. 3. Неравновесная спиновая заселенность локализованных состояний
- 3. 4. Мезоскопический эффект Холла
- 3. 5. Резюме.ТО
- 4. Магнетосопротивление образцов вблизи перехода металл- диэлектрик: эффект туннельного контакта со сверхпроводником
- 4. 1. Обсуждение свойств туннельного контакта
- 4. 2. Экспериментальное исследование свойств сверхпроводящих In контактов с образцами GaAs/AlGaAs
- 4. 3. Туннельный контакт сверхпроводник — металл
- 4. 4. Туннельный контакт сверхпроводник — полупроводник в режиме прыжковой проводимости
- 4. 5. Андреевское отражение контакта сверхпроводник- полупроводник в режиме прыжковой проводимости
- 4. 6. Резюме
Список литературы
- Агринская Н.В., Козуб В. И., Иванов Л. Ю., Устинов В. М., Черняев А. В. и Шамшур Д.В., Низкотемпературная прыжковая проводимость по верхней зоне Хаббарда в многослойных структурах р — GaAs/AlGaAs, ЖЭТФ 120 (2001), 480 -485.
- Агринская Н.В., Козуб В. И., Полоскин Д. В., Черняев А. В. и Шамшур Д.В., Переход от сильной к слабой локализации в отщепленной примесной зоне в двумерных структурах р — GaAs/AlGaAs, Письма в ЖЭТФ 80 (2004), 36−40.
- Агринская Н.В., Козуб В. И. и Ренч Р., Орбитальные и спиновые эффекты в низкотемпературном поведении магнитосопростивле-ния легированных кристаллов cdte, ЖЭТФ 111 (1997), 1477−1494.
- Абрикосов А.А., Горьков Л. П., Дзялошинский И. Е., Методы квантовой теории поля в статистической физике, Физматгиз, М., 1962.
- Гальперин Ю.М., Герман Е. П., Карпов В. Г., Эффект Холла в режиме прыжковой проводимости, ЖЭТФ 99 (1991), 343 356.
- Асламазов Л.Г., Ларкин А. И., Влияние флуктуаций на свойства сверхпроводника при температурах выше критической, ФНТ 10 (1968), 1104−1111.
- Шкловский Б.И., Эфрос А. Л., Электронные свойства легированных полупроводников, Наука, Москва, 1979.
- Лифшиц И.М., Кирпиченков В. Я., Туннельная прозрачность неупорядоченных систем, ЖЭТФ 77 (1979), 989−1016.
- Асламазов Л.Г., Фистуль М. В., Резонансное туннелирование в контактах сверхпроводник-полупроводник-сверхпроводник, ЖЭТФ 83 (1982), 1170−1176.
- Ларкин А.И., Матвеев К. А., Вольт-амперная характеристика ме-зоскопических полупроводниковых контактов, ЖЭТФ 93 (1987), 1030−1038.
- Глазман Л.И., Матвеев К. А., Неупругое туннелирование через тонкие аморфные пленки, ЖЭТФ 94 (1988), 332−343.
- Агринская Н.В., Алешин А. Н., Прыжковая проводимость с переменной длиной прыжка в компенсированных кристаллах CdTe : С1, ФТТ 31 (1989), 277 280.
- Зюзин А.А., Зюзин А. Ю., О сопротивлении тонких пленок с краевой сверхпроводимостью в сильных магнитных полях, Письма в ЖЭТФ 86 (2007), 60 -64.
- Андреев А., Теплопроводность промежуточного состояния сверхпроводников, ЖЭТФ 46 (1964), 1823 1828.
- Иорданский С.В., Об образовании вихоей в сверхтекучей жидкости, ЖЭТФ 48 (1965), 708 -714.
- Шкловский Б.И., Прыжковая проводимость сильно легированных полупроводников, ФТП 7 (1973), 112.
- Янсон И.К., Микроконтактная спектроскопия электрон- фонон-ного взаимодействия в чистых металлах, ФНТ 9 (1983), 343−360.
- Абрикосов А.А., Основы теории металлов, Наука, М., 1987.
- Akazaki Т., Takayanagi H. and Nitta J., A josephson field effect transistor using an InAs inserted-channel InAlAs/InGaAs inverted modulation-doped structure, Appl. Phys. Lett. 68 (1996), no. 3, 418 420.
- Aranson I. and Vinokur V., Surface instabilities and vortex transport in current-carrying superconductors, Phys. Rev. В 57 (1998), no. 5, 3073 3083.
- Artemenko S.N., Volkov A.F., Charge density waves in solids, Elsevier, Amsterdam, 1989.
- Aslamazov L.G. and Volkov A.F., Nonequilibrium Superconductivity (Langenberg D. and Larkin A.I., ed.), Elsevier, North-Holland, 1986.
- Baelus B.J. and Peeters F.M., Dependence of the vortex configuration on the geometry of mesoscopic flat samples, Phys. Rev. В 65 (2002), no. 10, 104 515−1- 104 515−12.
- Bardeen J., Tunnelling from a many-particle point of view, Phys. Rev. Lett. 6 (1961), no. 2, 57 59.
- Biichler H.P., Geshkenbein V.B. and Blatter G., Quantum fluctuations in thin superconducting wires of finite length, Phys. Rev. Lett. 92 (2004), no. 6, 67 007−1 67 007−4.
- Beenakker C., Random- matrix theory of quantum transport, Rev. Mod. Phys. 69 (1997), no. 3, 731−808.
- Bezryadin A., Lau C.N. and Tinkham M., Quantum suppression of superconductivity in ultrathin nanowires, Nature 404 (2000), 971−974.
- Binning G. and Rohrer H., Scanning tunneling microscopy- from birth to adolescence, Rev. Mod. Phys. 59 (1987), no. 3, 615−625.
- Blonder G.E., Tinkham M. and Klapwijk T.M., Transition from metallic to tunneling regimes in superconducting microconstrictions: Excess current, charge imbalance, and supercurrent conversion, Phys. Rev. В 25 (1982), no. 7, 4515−4532.
- Burstein E. and Lundvist S. (ed.), Tunneling phenomena in solids, Plenum, New York, 1969.
- Chibotaru L.F., Ceulemans A., Bruyndoncx V. and Moshchalkov V.V., Vortex entry and nucleation of antivortices in a mesoscopic superconducting triangle, Phys. Rev. Lett. 86 (2001), no. 7, 1323−1326.
- Deutscher G. and Feinberg D., Coupling superconducting-ferromagnetic point contacts by andreev reflections, Appl. Phys. Lett. 76 (2000), no. 4, 487−489.
- Dikin D.A., Chandrasekhar V., Misko V.R., Fomin V.M. and Devreese J.Т., Nucleation of superconductivity in mesoscopic star-shaped superconductors, Eur. Phys. J. В 34 (2003), 231 235.
- Efros A.L. and Shklovskii B.I., Coulomb gap and low temperature conductivity of disordered systems, J. Phys. С 8 (1975), no. 4, L49-L51.
- Entin-Wohlman O., Aharony A., Galperin Y.M., Kozub V.I. and Vinokur V., Orbital ac spin-hall effect in the hopping regime, Phys. Rev. Lett. 95 (2005), 86 603−1 86 603−4.
- Falci G. and Feinberg D. and Hekking F., Correlated tunneling into a superconductor in a multiprobe hybrid structure, Europhys. Lett. 54 (2001), no. 2, 255−261.
- Feinberg D., Andreev scattering and cotunneling between two superconductor-normal metal interfaces: the dirty limit, Eur. Phys. J. В 36 (2003), no. 3, 419−422.
- Fisher 0., Kugler M., Maggio-Aprilel. and Berthod C., Scanning tunneling spectroscopy of high-temperature superconductors, Rev. Mod. Phys. 79 (2007), 353−419.
- Frydman A. and Ovadyahu Z., Charge transport through superconductor/anderson-insulator interfaces, Phys. Rev. В 55 (1997), no. 14, 9047- 9057.
- Giordano N., Evidence for macroscopic quantum tunneling in one-dimensional superconductors, Phys. Rev. Lett. 61 (1988), no. 18, 2137 2140.
- Golubev D.S. and Zaikin A.D., Quantum tunneling of the order parameter in superconducting nanowires, Phys. Rev. В 64 (2001), no. 1, 14 504−1 14 504−14.
- Hofer W.A., Foster A.S. and Shluger A.L., Theories of scanning probe microscopes at the atomic scale, Rev. Mod. Phys. 75 (2003), no. 4, 1287−1331.
- Holstein Т., Hall effect in impurity conduction, Phys. Rev. 124 (1961), no. 3, 1329 1347.
- Hughes R., Savchenko A.K., Frost J.E., Linfield E.H., Nicholls J.T., Pepper M., Kogan E. and Kaveh M., Distribution-function analysis ofmesoscopic hopping conductance fluctuations, Phys. Rev. В 54 (1996), no. 3, 2091 2100.
- Kastalsky A., Kleinsasser A.W., Greene L.H., Bhat R., Milliken F.P. and Harbison J.P., Observation of pair currents in superconductor-semiconductor contacts, Phys. Rev. Lett. 67 (1991), no. 21, 3026 -3029.
- Kirkengen M., Bergli J. and Galperin Y.M., Coherent charge transport through an interface between a superconductor and hopping insulator: Role of barrier properties, Phys. Rev. В 74 (2006), 195 321−1 19 532 110.
- Kleinsasser A.W., Jackson T.N., Mclnturff D., Rammo F., Pettit G.D. and Woodall J.M., Superconducting InGaAs junction field-effect transistors with Nb electrodes, Appl. Phys. Lett. 55 (1989), no. 18, 1909 -1911.
- Kogan V.G., Clem J.R., Deang J.M. and Gunzburger M.D., Nucleation of superconductivity in finite anisotropic superconductors and the evolution of surface superconductivity toward the bulk mixed state, Phys. Rev. В 65 (2002), 94 514−1 94 514−8.
- Kozub V.I. and Zuzin A.A., Theory of hopping transport through a constriction dominated by a single hop, Phys. Rev. В 69 (2004), 115 306−1 115 306−7.
- Kozub V.I. and Zyuzin A.A., Hopping transport through nanoconstriction controlled by a single hop, Phys. Stat. Solidi © 1 (2003), no. 1, 88−91.
- Kozub V.I., Zyuzin A.A., Entin-Wohlman O., Aharony A., Galperin Y.M. and Vinokur V., Point- contact spectroscopy of hopping transport:
- Eeffect of a magnetic field, Phys. Rev. В 75 (2007), 205 311−1- 2 053 117.
- Kozub V.I., Zyuzin A.A., Galperin Y.M. and Vinokur V., Charge transfer between a superconductor and a hopping insulator, Phys. Rev. Lett. 96 (2006), 107 004−1 107 004−4.
- Kubo R., Statistical-mechanical theory of irreversible processes, i. general theory and simple applications to magnetic and conduction problems, Journ. Phys. Soc. Japan 12 (1957), no. 6, 570−586.
- Langer J. S and Ambegoakar A., Intrinsic resistive transition in narrow superconducting channels, Phys. Rev. 164 (1967), no. 2, 498 510.
- Larkin A.I. and Shklovskii B.I., Tunneling between two semiconductors with localized electrons: Can it reveal the coulomb gap?, Phys. Status Solidi В 230 (2002), 189 192.
- Lau C.N., Markovich M., Bockrath M., Bezryadin A. and Tinkham M., Quantum phase slips in superconducting nanowires, Phys. Rev. Lett. 87 (2001), no. 21, 217 003−1 217 003−4.
- Lee M., Massey J.G., Ngyen V.L. and Shklovskii B.I., Coulomb gap in a doped semiconductor near the metal-insulator transition: Tunneling experiment and scaling ansatz, Phys. Rev. В 60 (1999), no. 3, 1582 -1591.
- Lee P.A., Variable-range hopping in finite one-dimensional wires, Phys. Rev. Lett. 53 (1984), no. 21, 2042 2045.
- Little W.A., Decay of persistent currents in small superconductors, Phys. Rev. 156 (1967), no. 2, 396−403.
- Lukens J.E., Warburton R.J. and Webb W.W., Onset of quantized thermal fluctuations in «one-dimensional «superconductors, Phys. Rev. Lett. 25 (1970), no. 17, 1180 1184.
- Maes J.W.H., Caro J., Kozub V.I., Werner K. and Radelaar S., Silicon point contacts: Nanofabrication, molecular beam epitaxial growth, and transport measurements, J.Vac.Sci.Technol.B 12 (1994), no. 6, 36 143 618.
- Massey J.G. and Lee M., Direct observation of the coulomb correlation gap in a nonmetallic semiconductor, Si: B, Phys. Rev. Lett. 75 (1995), no. 23, 4266 4269.
- McCumber D.E. and Halperin B.I., Time scale of intrinsic resistive fluctuations in thin superconducting wires, Phys. Rev. В 1 (1970), no. 3, 1054 1070.
- Miller A. and Abrahams E., Impurity conduction at low concentrations, Phys. Rev. 120 (1960), no. 3, 745 755.
- Mooij J.E. and Schon G., Propagating plasma mode in thin superconducting filaments, Phys. Rev. Lett. 55 (1985), no. 1, 114 -117.
- Mott N.F., Conduction in glasses containing transition metal ions, J. Non- Cryst. Solids 1 (1968), 1.
- Muller C.J., van Ruitenbeek J. M and de Jong L.J., Experimental observation of the transition from weak link to tunnel junction, Physica С 191 (1992), no. 3, 485−504.
- Naidyuk Yu.G., Yanson I.K., Point-contact spectroscopy, vol. 145, Springer, New York, 2004.
- Newbower R.S., Beasley M.R. and Tinkham M., Fluctuation effects on the superconducting transition of tin whisker crystals, Phys. Rev. В 5 (1972), no. 3, 864 868.
- Nitta J., Akazaki T. and Takayanagi H., Magnetic-field dependence of andreev reflection in a clean Nb — InAs — Nb junction, Phys. Rev. В 49 (1994), no. 5, 3659−3662.
- Nitta J., Akazaki Т., Takayanagi H. and Ara’i K., Transport properties in an Inks-inserted-channel InAlAs/InGaAs heterostructure coupled superconducting junction, Phys. Rev. В 46 (1992), no. 21,14 286−14 289.
- Pesin D.A. and Andreev A.V., Suppression of superconductivity in disordered interacting wires, Phys. Rev. Lett. 97 (2006), 117 001−1 -117 001−4.
- Raikh M.E. and Ruzin I.M., Transmittancy fluctuations in randomly non-uniform barriers and incoherent mesoscopics, Mesoscopic phenomena in solids (Altshuller B.L. and Lee P.A., eds.), Elsevier, New York, 1991, p. 315.
- Raikh M.E., Wessels G.F., Single-scattering-path approach to the negative magnetoresistance in the variable-range-hopping regime for two-dimensional electron systems, Phys. Rev. В 47 (1993), no. 23, 15 609 15 621.
- Ralls K.S. and Buhrman R.A., Defect interactions and noise in metallic nanoconstrictions, Phys. Rev. Lett. 60 (1988), no. 23, 2434 2437.
- Recher P., Sukhorukov E.V. and Loss D., Andreev tunneling, coulomb blockade, and resonant transport of nonlocal spin-entangled electrons, Phys. Rev. В 63 (2001), no. 16, 165 314−1 165 314−11.
- Rogachev A. and Bezryadin A., Superconducting properties of poly crystalline Nb nanowires templated by carbon nanotubes, Appl. Phys. Lett. 83 (2003), no. 3, 512 514.
- Rogachev A., Bollinger A.T. and Bezryadin A., Influence of high magnetic fields on the superconducting transition of one-dimensional Nb and MoGe nanowires, Phys. Rev. Lett. 94 (2005), 17 004−1 -17 004−4.
- Rogachev A., Wei Т., Pekker D., Bollinger A.T., Goldbart P.M. and Bezryadin A., Magnetic field enhancement of superconductivity in ultra-narrow wires, Phys. Rev. Lett. 97 (2006), 137 001−1 137 001−4.
- Ruzin I.M., Fine structure of hopping conductance fluctuations in finite-size semiconductors, Phys. Rev. В 43 (1991), no. 14, 11 864 -11 872.
- Saint-James D. and deGennes P., Oncet of superconductivity in decreasing fields, Phys. Lett. 7 (1963), no. 5, 306−308.
- Sandow В., Gloos K., Rentzsch R. and Ionov A.N., Regimes of charge transport across semiconductor junctions, Physica В 284 (2000), 1852 1883.
- Sandow В., Gloos K., Rentzsch R., Ionov A.N. and Schirmacher W., Electronic correlation effects and the coulomb gap at finite temperature, Phys. Rev. Lett. 86 (2001), no. 9, 1845 1848.
- Sang Chu, Bollinger A.T. and Bezryadin A., Phase slips in superconducting films with constrictions, Phys. Rev. В 70 (2004), 214 506−1 214 506−6.
- Sauret 0., Feinberg D. and Martin Т., Spin- current noise and bell inequalities in a realistic superconductor- quantum dot entangler, Phys. Rev. В 72 (2005), 24 544−1 24 544−7.
- Sauret 0., Martin T. and Feinberg D., Quantum master equations for the superconductor- quantum dot entangler, Phys. Rev. В 70 (2004), 245 313−1 245 313−15.
- Schmid A. and Schon G., Collective oscillations in a dirty superconductor, Phys. rev. Lett. 34 (1975), 941 943.
- Schmidt H. and Mikeska H.J., The onset of surface superconductivity, J. Low Temp. Phys. 3 (1970), no. 2, 123−135.
- Schweigert V.A. and Peeters F.M., Influence of the confinement geometry on surface superconductivity, Phys. Rev. В 60 (1999), no. 5, 3084−3087.
- Scola J., Pautrat A., Goupil C., Mechin L., Hardy V. and Simon C., Voltage noise and surface current fluctuations in the superconducting surface sheath, Phys. Rev. В 72 (2005), 12 507−1 12 507−4.
- Shklovskii B.I. and Spivak B.Z., Scattering and interference effects in variable- range hopping conduction, Hopping transport in solids (Pollak M. and Shklovskii В., ed.), Elsevier, New York, 1991, p. 271.
- Skocpol W.J. and Tinkham M., Fluctuations near superconducting phase transition, Rep. Prog. Phys. 38 (1975), 1049 1097.
- Stamopoulos D., Pissas M., Karanasos V., Niarchos D. and Panagiotopoulos I., Influence of randomly distributed magnetic nanoparticles on surface superconductivity in Nb films, Phys. Rev. В 70 (2004), 54 512−1- 54 512−8.
- Takayanagi H. and Kawakami Т., Superconducting proximity effect in the native inversion layer on InAs, Phys. Rev. Lett. 54 (1985), no. 22, 2449 2452.
- Takayanagi H., Hansen J.B. and Nitta J., Localization effects on the critical current of a superconductor- normal metal- superconductor junction, Phys. Rev. Lett. 74 (1995), no. 1, 162 -165.
- Tinkham M., Introduction to superconductivity, McGraw- Hill, New York, 1996.
- Volkov A.F., Theory of the current-voltage characteristics in superconductor- semiconductor junctions, Phys. Lett. A 174 (1993), no. 1, 144 -150.
- Zhang Y., Dai P., Levy M. and Sarachik M.P., Probind the coulomb gap in insulating n-type CdSe, Phys. Rev. Lett. 64 (1990), no. 22, 26 872 690.
- Zhao H.L., Spivak B.Z., Gelfand M.P. and Feng S., Negative magnetoresistance in variable-range-hopping conduction, Phys. Rev. В 44 (1991), no. 19, 10 760 10 767.