Электронный транспорт в бикристаллических переходах и гибридных гетероструктурах из купратных сверхпроводников тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат физико-математических наук Кислинский, Юлий Вячеславович

• Кислинский, Юлий Вячеславович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Кислинский, Юлий Вячеславович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Кристаллическая структура купратных сверхпроводников

1.2. Бикристаллические переходы: структура и физические модели

1.3. Многослойные джозефсоновские переходы из купратных сверхпроводников

1.4. Переходы с нетривиальными ток-фазовыми зависимостями

сверхпроводящего тока

1.5. Метод измерения ток-фазовой зависимости

1.6. Магнитополевые зависимости критического тока в переходах из купратных сверхпроводников

1.7. Локализованные состояния в купратных диэлектриках

1.8. Постановка задачи

Глава 2. Методика электрических измерений

2.1 Измерения вольтамперных характеристик

2.2. Магнитополевые измерения

2.3. Методика определения ток-фазовой зависимости по ступеням Шапиро

2.4. Измерения второй гармоники ток-фазовой зависимости по

детекторному отклику на воздействие электромагнитного излучения

Глава 3. Бикристаллические переходы из купратных сверхпроводников

3.1. Технология изготовления переходов на бикристаллических подложках

3.2. Зависимости критических токов и нормальных сопротивлений от

углов разориентации

3.3. Приделы применимости модели

3.4. Детектирование субммиллиметрового излучения

Глава 4. Гибридные оксидные меза-гетероструктуры на наклонных купратных пленках

4.1. Транспорт постоянного тока

4.2. Магнитополевые зависимости критического тока гибридных оксидных меза-гетероструктур на наклонных пленках

4.3. Ток - фазовые зависимости гибридных оксидных меза-гетероструктур на наклонных пленках

Глава 5. Гибридные оксидные меза-гетероструктуры с

антиферромагнитной прослойкой

5.1. Структура и сопротивление пленок Cai_xSrxCu02

5.2. Эффект близости в сверхпроводящих гибридных оксидных

меза-гетероструктурах с тонкими антиферромагнитными прослойками

5.3. Меза-гетероструктуры с толстыми антиферромагнитными прослойками

5.4. «Гигантские» магнитоосцилляции критического тока в меза-гетероструктурах

с прослойкой Cao.sSi'o.sCuCh

5.5. Ток - фазовые зависимости меза-гетероструктур с прослойками Cai_xSrxCu02

Заключение. Основные результаты диссертации

Библиографический список литературы

Основные публикации автора по теме диссертации

Приложение. Ослабление помех фильтрами низкой частоты

Предметный указатель

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронный транспорт в бикристаллических переходах и гибридных гетероструктурах из купратных сверхпроводников»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы, объект и предмет исследования. В последнее время большое внимание уделяется процессам протекания сверхпроводящего и квазичастичного тока в тонкопленочных структурах на основе купратных сверхпроводников (КС), которые обладают <3Х2.У2 - симметрией сверхпроводящей волновой функции (О- сверхпрово д н и к и). В отличии от металлических сверхпроводников с 8-симметричным изотропным параметром порядка (8- сверхпроводников), в Б-сверхпроводнике параметр порядка меняет знак при изменении на 90° направления импульса квазичастиц в аЬ-плоскости кристаллической решетки. В результате, у контактов между Б- и Б-, а также между Э- и Э-сверхпроводниками, зависимость сверхпроводящего тока от разности фаз ср между волновыми функциями параметра порядка (ТФЗ) может отличаться от - синусоидальной. Сложный химический состав КС и их высокая чувствительность к содержанию кислорода влияют на физические свойства контактов сверхпроводников вблизи границы раздела. В КС наблюдается высокая температура сверхпроводящего перехода (Тс) и амплитуда параметра порядка Д существенно выше, чем у обычных (металлических) сверхпроводников, так у УВа2Сиз07-5 (УВСО) она достигает Д-ЗО-М-О мэВ при температуре Т=4.2 К. Однако, соответственного увеличения характерного напряжения переходов Ус=1(Кк (1с -критический ток, Г^ч - нормальное сопротивление), у 1)-сверхпроводпиков - не наблюдается, тогда как у Б-сверхпроводников напряжение Ус~Д. Величина Ус определяет сигнальные и шумовые характеристики перехода. У наиболее воспроизводимых переходов в эпитаксиальных пленках УВСО на бикристаллических подложках Ус<1 мВ при Т=77 К. Поэтому исследование зависимостей 1с и Ян от углов разориентации бикристаллических переходов и детектирование ими субмм. излучения представляет значительный интерес.

Структуры с магнито-активными прослойками вызывают большой интерес в настоящее

время. Известны КС гетероструктуры с прослойкой из несверхпроводящего купрата РгВагСизОу (РВСО), который является диэлектриком с прыжковой проводимостью при стехиометрическом составе. При других концентрациях кислорода РВСО может быть металлом и сверхпроводником. В работе исследовались гибридные гетестроструктуры, состоящие из КС и ЫЬ. Нами использовалась прослойка из Са^ГхСиОг (СБСО), который при низких температурах является квазидвумерным гейзенберговским антиферромагнетиком (АБ - прослойка). Сопротивление у С8СО выше, чем у РВСО, в сверхпроводящее состояние СБСО переходит в редких случаях, например, при синтезе под высоким давлением.

Объект исследования - механизм транспорта носителей тока в джозефсоновских переходах, имеющих 1 или 2 электрода - из купратного сверхпроводника.

Предмет исследования - три типа контактов, в которых исследуется эффект Джозефсона на постоянном токе или при СВЧ воздействии:

- симметричные бикристалические переходы в эпитаксиальных пленках УВСО, -гибридные оксидные меза-гетероструктуры ЫЬ/Ли./УВа2Си307 на наклонных пленках УВСО (Ч-гетеро структуры),

гибридные оксидные меза-гетероструктуры ЫЬ/Аи/СаихБгхСиОг/УВагСизО? с антиферромагнитной прослойкой Са1_х8гхСи02 (а-гетероструктуры).

Цель и задачи исследования. Цель работы - определение физических механизмов транспорта носителей тока в джозефсоновских контактах из купратных сверхпроводников, являвшихся предметами исследования. Задачами работы являлись:

- разработка СВЧ методики измерения ток-фазовой зависимости для джозефсоновских переходов с несинусоидальной ТФЗ и ненулевой емкостью;

- определение ток-фазовых зависимостей гетероструктур на наклонных пленках УВСО и гетероструктур с АР-прослойками по данной СВЧ методике;

- определение модели транспорта носителей тока в симметричных бикристаллических переходах, нахождение границ применимости этой модели;

- экспериментальное определение условий проявления аномально большого эффекта близости на границах сверхпроводящий/антиферромагнитный купрат;

- экспериментальное исследование механизма подавления критического тока, которое вызвано изменением спинового состояния купратной прослойки.

Апробация работы. Результаты докладывались на: 33-ем «Совещании по физике низких температур», Екатеринбург, (2003); The 5-th, 6-th International Kharkov Symposium on Physics and Engineering of Microwaves Millimeter and Submillimeter Waves, Харьков, 2004, 2007 гг.; Euro-Asian Symposium Magnetism on a Nanoscale, Казань, 2007 г.; «Нанофизика и наноэлектроника», Н. Новгород, 2006, 2007, 2008 гг.; «Фундаментальные проблемы ВТСП», Звенигород, 2006, 2008 гг.; на XVI - XVII Симпозиумах "Nanostructures: physics and technology" в 2008, 2009 гг, - самим автором. Результаты вошли в труды конференций: [А7], [All]; European conference on Appl. Supercond., Brussels, Belgium, 2007 г.; 12 International Supercond. Electronics conference, Fukuoka, Japan 2009 r.

Публикации по теме диссертации вызвали интерес научной общественности: индекс цитирования статей [A3, А12, А15, А18] - равен 7 и более.

Результаты диссертации отражены в 22 печатных работах, из них 20 статей в журналах и 2 публикации сборниках конференций. Все 22 работы напечатаны изданиях, которые входят в Перечень, определенный ВАК РФ.

Личный вклад автора. В работах [А1 - А5], [А10], [All] по бикристаллическим переходам автор изготавливал образцы и проводил электрические измерения. В соавторстве с др. В.Т. Liu (Institute of Physics Chinese Acad, of Sci.) обнаружено изменение сопротивления канала из YBCO под действием электрического поля, [A3]. Экспериментально обнаружено соотношение между скоростями нарастания RnA и - уменьшения jc с ростом разориентации для симметричных переходов на бикристаллах ZrCb+Y203, [А4].

В работах [А6] - [А9], [А12], [А13], [А16], [А20] по t-гетероструктурам автор проводил электрические измерения и участвовал в написании статей. Автором обнаружена вторая

гармоника в ТФЗ в них [А9]. Образцы сделаны Ф.В. Комиссинским. В работе [А14] автор получил данные измерений, формулы были выведены В.К. Корневым и Т.Ю. Карминской.

В работах [Al5], [Al8 - 19], [А21 - 22], по а-гетероструктурам с прослойкой, диссертант обнаружил вторую гармонику ТФЗ, [Al 8]. Экспериментально обнаружил «гигантские» магнитоосцилляции критического тока совместно с К.И. Константиняном, объяснившим явление, [Al5], [А19]. Образцы были изготовлены A.B. Шадриным.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Диссертация содержит 57 рисунков, 6 таблиц и список цитированной литературы из 153 работ.

Глава 1 - обзор литературы. В § 1.1 описываются свойства купратных сверхпроводников на примере YBaiCuaOv-s. Параграфы 1.2 и 1.3 содержат описание физических моделей купратных переходов: бикристаллических и контактов между D- и S-сверхпроводниками. В § 1.4 обсуждаются переходы с несинусоидальными ток-фазовыми зависимостями и их возможное применения для создания «тихих» кубитов. В § 1.5 анализируются предшествовавшие работы, в которых исследовались ТФЗ переходов путем регистрации ступеней Шапиро. Литературные данные по магнитополевым зависимостям сверхпроводящего тока купратных переходов приведены в § 1.6. В § 1.7 приводятся методы определения параметров локализованных состояний по данным нормальной проводимости. Задачи диссертации указаны § 1.8.

В главе 2 описаны методики электрических измерений, использованных в диссертации. В § 2.1 описаны измерения вольтамперных характеристик джозефсоновских переходов и токового шума измерительной системы. В § 2.2 дана методика измерений критического тока в зависимости от магнитного поля. Методика вычисления второй гармоники ток - фазовой зависимости по семейству В АХ со ступенями Шапиро дана в § 2.3. Метод определения ТФЗ переходов по измерениям детекторного отклика приведен в § 2.4.

Глава 3 посвящена симметричным бикристаллическим переходам. В § 3.1 дана технология

изготовления. В § 3.2 - основной результат данной главы: плотности критических токов убывали с ростом угла разориентации вдвое быстрее, чем увеличивались нормальные сопротивления. Отклонения от него даны в § 3.3. В § 3.4 описано детектирование СВЧ с частотой -500 ГГц бикристаллическими переходами при температурах до 82 К.

В главе 4 описываются гибридные оксидные меза-гетероструктуры N Ь/ А и /У В а? С и з О 7 на наклонных пленках УВСО. В § 4.1 приведена модель транспорта носителей в наклонных гетероструктурах, основанная на результатах измерений на постоянном токе. В § 4.2 обсуждается наличие второй гармоники ТФЗ у наклонных гетероструктур на основе зависимостей критического тока от магнитного поля 1с(Н). В § 4.3 описаны измерения ток-фазовой зависимости наклонных гетероструктур по СВЧ методике, приведены ширины линий джозефсоновской генерации.

В главе 5 даны материалы по меза-гетероструктурам с антиферромагнитной прослойкой Мз/Аи/СЗСО/УВСО. Электрические свойства тонких пленок Са1.х8гхСи02 (СБСО) обсуждаются в § 5.1. Влияние толщины прослойки с!м на транспорт носителей в гетероструктурах, у которых с1м - невелики, описано в § 5.2. В § 5.3 описывается транспорт носителей тока при больших толщинах прослоек. Приведены результаты вычисления параметров: радиуса локализации носителей и плотности локализованных состояний на уровне Ферми для прослоек из Сао.зЗго.зСиОг. В § 5.4 обсуждается, почему чувствительность критического тока к магнитному полю у гетероструктур с АБ прослойкой на порядок выше, чем у гетероструктур без прослойки. В § 5.5 приведены величины второй гармоники ТФЗ, и ширины линий генерации данных гетероструктур.

Заключение содержит выводы из диссертации. Далее приведен библиографический список цитированной литературы. За ним следует список основных публикаций автора по теме диссертации. В приложении дано описание фильтров низкой частоты, которые применялись для подавления помех при измерении джозефсоновских переходов.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Кислинский, Юлий Вячеславович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Для симметричных УВа2Сиз07 бикристаллических переходов с разориентацией осей в базовой плоскости на подложках 2гО?+12 % У203, установлено, что характерные сопротивления границ К^А экспоненциально увеличивались с ростом угла разориентации В. Плотности сверхпроводящего тока экспоненциально снижались с ростом угла 9 - вдвое быстрее. При углах 9>36° наблюдался рост нормальной проводимости с повышением температуры, что соответствует неупругому туннелированию через локализованные состояния. Оценен радиус локализации носителей а«0.3 нм.

2. Разработана СВЧ методика измерения соотношения между джозефсоновским током и разностью фаз параметров порядка на переходе, которая основана на измерении динамических свойств переходов под действием внешнего СВЧ сигнала. Модуль и знак второй гармоники ток-фазовой зависимости вычисляются из совокупности графиков высот целых и дробных ступеней Шапиро от мощности облучения. Вторая гармоника ток-фазовой зависимости может определяться из детекторного отклика перехода путем сравнения двух особенностей: дробного отклика при напряжении дробной ступени Шапиро с - основным откликом при напряжении первой ступени.

3. Исследованы транспортные характеристики гибридных оксидных меза-гетероструктур М)/Аи/УВа2Сиз07 на наклонных пленках УВСО, в которых значительный вклад в проводимость гетероструктуры дает перенос тока вдоль базовой плоскости купрата. Магнитополевые зависимости критического тока соответствуют модели, по которой наклонные гетеро структуры состоят из субмикроных фасеток двух видов: 0- и ф-переходов. По СВЧ методике у наклонных гетеро структур измерена отрицательная вторая гармоника ток-фазовой зависимости, величиной -Ю-н -20 % от первой.

4. В гибридных оксидных меза-гетероструктурах КЬ/Аи/Са1.х8гхСи02/ /УВа2СизО? с антиферромагнитными прослойками Са1-х8гхСиСЬ толщиной от 12 до 50 нм наблюдался сверхпроводящий ток, с плотностью 1-ь500 А/см2. Получена длина затухания сверхпроводящего параметра порядка в прослойках: 7н-10 нм. Показано, что причиной эффекта Джозефсона в гетеро структур ах с прослойкой является аномально большой эффект близости в слоистом антиферромагнетике. У гетеро структур с прослойкой наблюдалась вторая гармоника ток-фазовой зависимости величиной от -4 до -25 % от первой. 5. Обнаружено, что период осцилляций критического тока от магнитного поля у гетероструктур с прослойкой Сао^газСиОг на порядок меньше, чем у гетероструктур без прослойки. Период осцилляций критического тока, который уменьшается с ростом толщины слоя Сао^гозСиОг, а также форма зависимости критического тока, объясняются моделью джозефсоновского перехода со слоистой антиферромагнитной прослойкой, в которой магнитополевая зависимость критического тока определяется спиновым состоянием прослойки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Кислинский, Юлий Вячеславович, 2012 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. J.G. Bednorz and К.А. Muller// Possible High Тс superconductivity in the Ba-La-Cu-0 system. Z. Phys. B-Cond Matt. 64, 189(1986).

2. M.K. Wu, J.R. Ashburn, C.J. Torng, P.H. Ног, R.L. Meng, L. Gao, Z.J. Huang, Y.Q. Wang, C.W. Chu// Superconductivity at 93 К in a new mixed phase Y-Ba-Cu-0 compound system at ambient pressure. Physical Rev. Lett. 58, 908 (1987).

3. W.E. Pickett// Electronic structure ofhigh-Tc oxides. Reviews of Mod. Phys. 61, 433 (1989).

4. J. Manhart// High- Tc transistors. Superconductor Sci. and Technol. 9, 49 (1996).

5. L.N. Bulaevskii, V.L. Ginzburg, A. A. Sobyanin// Macroscopic theory of superconductors with small coherence length. Sov. Phys. JETP 68, 1499 (1988).

6. R.J. Cava, B. Batlogg, C.H. Chen, E. A. Rietman, S.M. Zahurak, D. Werder// Single-phase 60-K bulk superconductor in annealed YBa2Cu307..s (0.3<5<0.4). Physical Rev. В 36, 5719 (1987).

7. K.B. Мицен, O.M. Иваненко// Фазовая диаграмма La2.xMxCu04 как ключ к пониманию природы ВТСП. УФН 174, 545 (2004).

8. К.В. Мицен, О.М. Иваненко// Механизм генерации носителей и природа псевдощелевой и 60 К-фаз в YBCO. Письма в ЖЭТФ 82, 144 (2005).

9. R. Feenstra, Т.В. Lindemer, J.D. Budai, M.D. Galloway// Effect on oxygen pressure on synthesis ofYBa2Cu307-8 thin films by post-deposition annealing. Journal of Appl. Phys. 69, 6569 (1991).

10. R. K. Singh, J. Narayan// Pulsed-laser evaporation technigue for deposition of thin films: Physics and theoretical model. Physical Rev. В 41, 8843 (1990).

11. H.S. Kim, H.S. Kwok// Correlation between target substrate distance and oxygen pressure in pulsed laser deposition of YBa2Cu307. Applied Phys. Lett. 61, 2234 (1992).

12. A. Damascelli, Z. Hussain, Z.X. Shen// Angle-resolved photoemission studies of cuprate superconductors. Reviews of Mod. Phys. 75 473 (2003).

13. M.I. Faley, U. Poppe, K. Urban, V.Yu. Slobodchikov, Yu.V. Maskennikov, A. Gapeluk, B. Sawitski, A. Schirdewan// Operation of high-temperature superconductor magnetometer with submicrometer bicrystal junctions. Applied Phys. Lett. 81, 2406 (2002).

14. K. Enpuku, Y. Shimomura, T. Kisu// Effect of thermal noise on the characteristics of high Tc superconducting quantum interference device. Journal of Applied Phys. 73, 7929 (1993).

15. Yu. Divin, O. Volklov, V. Pavlovskii, U. Poppe, K. Urban// Terahertz spectral analysis by ac Josephson effect in high Tc bicrystal junctions. IEEE Trans, on Appl. Supercond. 11, 582 (2001).

16. M.V. Liatti, U. Poppe, Y.Y. Divin// Low-frequency voltage noise and electrical transport in [100]-tilt YBa2Cu307-x grain-boundary junctions. Applied Phys. Lett. 88, 152504 (2006).

17. H. Hilgenkamp, J. Manhart// Grain boundaries in high Tc superconductors. Reviews of Mod. Phys. 74, 485 (2002).

18. A.B. Шадрин// Разработка методики изготовления и исследование электрофизических характеристик сверхпроводящих металлооксидных структур. Кандидатская диссертация, физ. - мат. наук. Москва, Институт радиотехники и электроники РАН (2009).

19. A. Gurevich, Е. A. Pashitskii// Current transport in low-angle grain boundaries in high-temperature superconductors. Physical Rev. В 57, 13878 (1998).

20. С. Зи// Физика полупроводниковых приборов т. 1. Москва, Изд. «Мир» (1984).

21. N.D. Browning, J.P. Buban, P.D. Nellist, D.P. Norton, M.F. Chisholm, S.J. Pennycook//The atomic origin of reduced critical currents at [001] tilt grain boundaries in УВагСизОу-б thin films. Physica С 294, 183 (1998).

22. P.A Nilsson, Z.G. Ivanov, H.K. Olsson, D. Winkler, T. Claeson, E.A. Stepantsov, A. Y. Tzalenchuk// Bicrystal junctions and superconducting quantum interference devices in УВагСизО? thin films. Journal of Appl. Phys. 75, 7972 (1994).

23. G. Deutscher, K.A. Muller// Origin of superconducting glassy states and extrinsic critical currents in high - Tc oxides. Physical Rev. Lett. 59, 1745 (1987).

24. A. Barone, G. Paterno// Physics and applications of the Josephson effect. J. Wiley and Sons, printed in USA, 1982.

25. B.K. Nicolic, J.K. Freericks, P. Miller// Equilibrium properties of double-screened dipole-barrier SINIS Josephson junctions. Physical Rev. B 65, 064529 (2002).

26. J. Manhart, H. Beilefeldt, B.Goetz, H. Hilgencamp, A. Schmehl, C. Schneider, R. Schulz// Grain boundaries in high-Tc superconductors insights and improvements. Philosophical Mag. B 80, 827 (2000).

27. T. Lofwander, V.S. Shumeiko, G. Vendin// Andreev bound states in high-Tc superconducting junctions. Superconductor Sci. and Technol. 14, R53 (2001).

28. J. Halbritter// Pair weakening and tunnel channels at cuprate interfaces. Physical Rev. B 46, 14861 (1992).

29. J. Halbritter// Extrinsic or intrinsic conduction in cuprates: anisotropy, weak and strong link. Physical Rev. B 48, 9735 (1993).

30. J. Humlicek, J. Kircher, H. Habermeier, M. Carbona, A. Roseler// Infrared optical response of YBa2Cu3Ox and PrBa2Cu3Ox. An ellipsometric study. Physica C 190, 383 (1992).

31. R. Gross// Grain boundaries in high temperature superconductors: A retrospective view. Physica C 432, 105 (2005).

32. J. Manhart// Properties of grain boundaries in high-Tc superconductors - Notes on a recent presentation. Physica C 450, 152 (2006).

33. S. Graser, P.J. Hirschfeld, T. Kopp, R. Gutser, M.B. Andersen, J. Manhart// How grain boundaries limit supercurrent in high-temperature superconductors. Nature Physics 6, 609 (2010).

34. D.A. Wollman, D.J. Van Harlingen, W.C. Lee, D.M. Ginsberg, A.J. Legett// Experimental determination of the superconducting pairing state in YBCO from the phase coherence of YBCO-Pb dc SQUIDs. Physical Rev. Lett. 71, 2134 (1993).

35. G.E. Blonder, M. Tinkham, T.M. Klapwijk// Thransition from metallic to tunneling regimes in superconducting microconstrictions. Physical Rev. В 25, 4515 (1982).

36. Y. Tanaka, S. Kashiwaya// Theory of novel properties of Josephson effect in anisotropic superconductors. Superlattices and microstructures 25, 1083 (1999).

37. S. Kashiwaya, Y. Tanaka// Tunneling effect on surface bound states in unconventional superconductirs. Reports on Progress in Physics 63, 1641 (2000).

38. Y. Tanaka, S. Kashiwaya// Theory of Josephson effects in anisotropic superconductors. Physical Rev. В 56, 892 (1997).

39. Y. Tanaka// Josephson effect between s wave and dx2-y2 wave superconductors. Physical Rev. Lett. 72, 3871 (1994).

40. P.Y. Komissinski, E. IPichev, G.A. Ovsyannikov, S.A. Kovtonuk, M. Grajcar, R. Hlubina, Z. Ivanov, Y. Tanaka, N. Youshida, S. Kashiwaya// Observation of the second harmonic in superconducting current - phase relation of Nb/Au(001 j/YBtbCmOx heterojunctions. Europhysics Lett. 57, 585 (2002).

41. B.H. Рубанков, В.П. Кошелец, Г.А. Овсянников// Когерентные эффекты в сверхпроводящих мостиках переменной толщины. ЖЭТФ 71, 348 (1976).

42. A.A. Golubov, M.Yu Kupriyanov, Е. IFichev// The current phase relation in josephson junctions. Reviews of Mod. Phys. 76, 411 (2004).

43. B.B. Рязанов, В.А. Обознов, В.В. Больгинов, А.С. Прокофьев, А.К. Феофанов.// Сверхпроводящие токи через ферромагнетик. Инверсия фазы в стуруктурах с джозефсоновскими л-контактами. УФН 174, 795 (2004).

44. Е. Goldobin, D. Koelle, R. Kleiner, A Buzdin// Josephson junctions with second harmonic in the current - phase relation: properties of ф junctions. Physical Rev. В 76, 224523 (2007).

45. Н.В. Кленов, В.К. Корнев, А.В. Шарафиев, С.В. Бакурский// Описание эволюции состояния «квантовых атомов» в рамках квантовой механики. «Нанофизика и наноэлектроника», XV симпозиум, Н-Новгород, с. 58 (2011). Изд. ИФМ РАН.

46. T.Yu. Karminskaya, А.А. Golubov, M.Yu. Kupriyanov, A.S. Sidorenko// Josephson effect in superconductor/ferromagnet-normal/superconductor structures. Physical Rev. В 79, 214509 (2009).

47. J. Pfeiffer, M. Kemmer, D. Koelle, R Kleiner, E. Goldobin, M. Weides. A.K. Feofanov, J. Lisenfeld, A.V. Ustinov// Static and dynamic properties of 0, u, and 0-тт ferromagnetic Josephson tunnel junctions. Physical Rev. В 77, 214506 (2008).

48. A. Buzdin, E. Koshelev// Periodic alternating 0- and тг-junction structures as realisation of a (p-josephson junctions. Physical Rev. В 67, 220504 (2003).

49. N.G. Pugach, E. Goldobin, R. Kleiner, D. Koelle// Method for reliable realisation of (p josephson junctions. Physical Rev. В 81, 104513 (2010).

50. H. Sellier, C. Baraduc, F. Lefloch, R. Calemczuk// Half-integer shapiro steps at 0-я crossover of ferromanetic Josephson junctions. Physical Rev. Lett. 92, 257005-1 (2004).

51. B.B. Рязанов, В.А. Обознов, В.В. Больгинов, А.Н. Россоленко// Особенности токо -фазового отношения в области О-л перехода в джозефсон. SFS контактах. «Нанофизика и наноэлектроника», XII симпозиум, Н.-Новгород, с. 42 (2008). Изд. ИФМ РАН.

52. R. Rifkin, B.S. Deaver// Current-phase relation and phase dependent conductance of superconducting point contacts irom rf impedance measurement. Physical Rev. В 13, 3894 (1976).

53. E. IFichev, V. Zakosarenko, R.P.J. Ilsselsteijn, H.E. Hoenig, V. Schultze, H.G. Meyer, M. Grajcar, R. Hlubina// Anomalous periodicity of current-phase relationship of grain-boundary Josephson junctions in high-Tc superconductors. Physical Rev. В 60, 3096 (1999).

54. E. Ifichev, M. Grajcar, R. Hlubina, R.P. Ilsselsteijn, H.E. Hoenig, H.G. Meyer, A. Golubov, M.H.S. Amin, A.M. Zagoskin, A.N. Omelyanchouk, M.Yu. Kupriyanov// Degenerate ground state in a mesoscopic YBa^CujOv-x grain boundary junctions. Physical Rev. Lett. 86, 5369 (2001).

55. J. Manhart, H. Hilgenkamp, B. Mayer, Ch. Gerber, J.R. Kirtley, K.A. Moler, M. Sigrist// Generation of magnetic flux by single grain boundaries of YBa2Cu307.x. Physical Rev. Lett. 77 2782 (1996).

56. R.G. Mints, I. Papliashvili, J.R. Kirtley, H. Hilgenkamp, G. Hammerl, J. Mannhart// Observation of splintered vortices at grain boundaries in YBa2Cu307_§. Physical Rev. Lett. 89, 067004 (2002).

57. H. Hilgencamp, J. Manhart, B. Mayer// Implications of dx2.y2 symmetry and faceting for the transport properties of grain boundaries in high-Tc superconductors. Physical Rev. B 53, 14 586 (1996).

58. E. Ifichev, V. Zakosarenko, R.P.J. Ilsselsteijn, H.E. Hoenig, H.G. Meyer, M.V. Fistul, P. Muller// Phase dependence of the Josephson current in inhomogeneous high-Tc grain-boundary junctions. Physical Rev. B 59, 11502 (1999).

59. L. B. Ioffe, V.B. Geshkenbein, M.V. Feigelman, A.L. Fauchere, G. Blatter// Environmentally decoupled sds-wave Josephson junctions for quantum conputing. Letters to nature 398, 679 (1999).

60. Y. Makhin, G. Schon, A. Shirman// Quantum state engineering with josephson junction devices. Reviews ofMod. Phys. 73, 357 (2001).

61. M.H.S. Amin, A.Y. Smirnov, A.M. Zagoskin, T. Lindstrom, S.A. Charlebois, T. Claeson, A.Y. Tzalenchuk// Silent phase qubit based on d-wave Josephson junctions. Physical Rev. B 71, 064516 (2005).

62. N.V. Klenov, V.K. Kornev, N.F. Pedersen// The energy level splitting for unharmonic dc SQUID to be used as phase qubit. Physica C 435, 114 (2006).

63. A. Lupascu, C.J.M. Verwijs, R.N. Schouten, C.J. Harmans, J.E. Mooij// Nondestructive readout for superconducting flux qubit. Physical Rev. Lett. 93, 177006 (2004).

64. K.K. Likharev// Dynamics of josephson junctions and circuits. Gordon and Breach. New York, London (1986).

65. D.E. McCumber// Effect of ac impedance on dc voltage-current characteristics of superconductor weak-link junctions. Journal of Appl. Phys. 39, 3113 (1968).

66. R. Kleiner, A.S. Katz, A.G. Sun, R. Summer, D.A. Gaevskii, S.H. Han, S.I. Woods, E. Dantsker, B. Chen, K. Char, M.B. Maple, R.C. Dynes, J. Clarke// Pair tunneling from c-axis YBa2Cu307_y to Pb: Evidence of s-wave component from microwave induced steps. Physical Rev. Lett. 76,2161 (1996).

67. M. Moble, R. Kleiner// C-axis Josephson tunneling between Bi2Sr2CaCu2C>8+x and Pb. Physical Rev. B 59, 4486 (1999).

68. H. Arie, K. Yasuda, H. Kobayashi, I. Iguchi, Y. Tanaka, S. Kashiwaya// Josephson tunneling of anisotropic high-Tc d-wave junctions with tilted ab - plane YBa2Cu3C>7-y electrodes. Physical Rev. B 62, 11 864 (2000).

69. K.Y. Constantinian, G.A. Ovsyannikov, A.D. Mashtakov, J. Ramos, Z.G. Ivanov, J. Mygind, N.F. Pedersen// Microwave dynamics of YBCO bi-epitaxial junctions. Physica C 273, 21 (1996).

70. C. Vanneste, C.C. Chi, W.J. Gallagher, A.W. Kleinsasser, S.I Raider, R.L. Sandstrom. Shapiro steps on current-voltage curves of dc SQUIDs. Journal of Appl. Phys. 64, 242 (1988).

71. E. Heinz, P. Seidel// Microwave induced steps in Josephson junctions, dc-SQUIDs and parallel Arrays. Journal of Low Temperature Phys. 106, 233 (1997).

72. E.A. Early, R.L. Steiner, A.F. Clark, K. Char// Evidence for parallel junctions within high-Tc grain-boundary junctions. Physical Rev. B 50, 9409 (1994).

73. S.M. Frolov, D.J. Van Harlingen, V.V. Bolginov, V.A. Oboznov, V.V. Ryazanov. Josephson interferometry and shapiro step measurements of superconductor-ferromagnet-superconductor 0-ti junctions. Physical Rev. B 74, 020503 (2006).

74. C.A. Hamilton, E.G. Jonson// Analog computer studies of subharmonic steps in superconducting weak links. Physics Lett. A 41, 393 (1972).

75. J.J. Pankove// New effect at superconducting contacts. Phys. Lett. 21, 406 (1966).

76. C.S. Owen, D.J. Scalapino// Vortex structure and critical current in Josephson junctions. Physical Rev. 164, 538 (1967).

77. R.C. Dynes, T.A. Fulton// Supercurrent density distribution in Josephson junctions. Physical Rev. В 3,3015 (1971).

78. A.G. Sun, D.A. Gaewski, M.B. Maple, R.C. Dynes// Observation of Josephson pair tunneling between a high-Tc cuprate (YBa2Cu307-s) and conventional superconductor (Pb). Physical Rev. Lett. 72, 2267 (1994).

79. M. Weides, M. Kemmler, H. Kohlstedt, R. Waser, D. Koelle, R. Kleiner, E. Goldobin// 0-n Josephson tunnel junctions with ferromagnetic barrier. Physical Rev. Lett. 97, 247001 (2006).

80. J.R. Kirtley, K.A. Moler, D.J. Scalapino// Spontaneous flux and magnetic-interference patterns in 0-я Josephson junctions. Physical Rev. В 56, 886 (1997).

81. R.G. Mints, V.G. Kogan// Josephson junctions with alternating current density. Physical Rev. В 55, R8682 (1997).

82. L.P. Gorkov, V.Z. Kresin// Mixed-valence manganites: fundamental and main properties. Physics reports 400, 149 (2004).

83. L.P. Gorkov, V.Z. Kresin// Giant magnetooscillations of the Josephson current. Low Temperature Phys. 27, 709 (2001).

84. M.I. Faley, U. Poppe, C.L. Jia, K. Urban// Order and interface effects in YBa2Cu307-РгВа2Сиз07-УВа2Сиз07 Josephson junctions. IEEE Trans, on Appl. Supercond. 7, 2514 (1997).

85. М.И. Фалей// Тонкопленочные структуры оксидных сверхпроводников и их применение для сверхпроводящих квантовых интерферометров. Докторская диссертация, физ. - мат. наук. Москва, Институт радиотехники и электроники РАН (2005).

86. M.I. Faley, U. Poppe, K. Urban, H. Hilgenkamp, H. Hemmes, W. Aarnik, J. Flokstra. H. Rogalla// Noise properties of dc SQUIDs with quasiplanar YBa2Cu307 Josephson junctions. Applied Phys. Lett. 67, 2087 (1995).

87. P. Маллер, Т. Кейминс// Элементы интегральных схем. Москва, Изд. «Мир» (1989).

88. Ч. Киттель// Введение в физику твердого тела. Москва, Изд. «Наука» (1978).

89. Y. Tokura, S. Koshihara, Т. Arima, Н. Takagi, S. Ishibashi, Т. Ido, S. Uchida//Cu-0 network dependence of optical charge-transfer gaps and spin-pair excitations in singke-CuCb-layer compounds. Physical Rev. В 41, 11657 (1990).

90. В.Ф. Гантмахер// «Электроны в неупорядоченных средах» Москва, изд. «Физ. Мат. Лит., МАИК Наука/Интерпериодика» (2003).

91. N. Apsley, Н.Р. Hughes// Temperature and field-dependence of hopping conduction in disordered systems. Philosophical Mag. 30, 963 (1974).

92. N. Apsley, H.P. Hughes// Temperature and field-dependence of hopping conduction in disordered systems, II. Philosophical Mag. 31, 1327 (1975).

93. D.P. Norton, B.C. Chakoumakos, J.D. Budai, D.H. Lowndes// Evidence for pseudo-gap behavior in defect-doped infinite layer (Ca, Sr)CuC>2 thin films. Phys. Stat. Sol. 236, 143 (2003).

94. Б.И. Шкловский, A.JI. Эфрос// «Электронные свойства легированных полупроводников» Москва, изд. «Наука Физ. Мат. Лит.» (1979).

95. J. Yoshida, Т. Nagano, Т. Hashimoto// Current transport and electronic states in a,b-axis oriented YB a2 С u 3 О 7 /Р г В a2 С u3 О 7 / YB a2 С u 3 О 7 sandwich junctions. Physical Rev. В 53, 8623 (1996).

96. J. Yoshida, H. Katsumo, K. Nakayama, T. Nagano// Current transport and the fluctuations of critical current in high-temperature superconductor interface engineered josephson junctions. Physical Rev. В 70, 054511 (2004).

97. М.Е. Гершензон, В.Н. Губанков. М.И. Фалей// Туннельная спектроскопия электрон-электронного взаимодействия в разупорядоченных пленках алюминия. ЖЭТФ 90, 2196 (1986).

98. U. Kabasava, Y. Tarutani, М. Okamoto, Т. Fukazava, A. Tsukamoto, М. Hiratani, К. Takagi// Size effect on Variable-Range-Hopping in YBa2Cu307. Physical Rev. Lett. 70, 1700 (1993).

99. Y. Xu, D. Ephron, M.R. Beasley// Directed inelastic hopping of electrons through metal-insulator-metall tunnel junctions. Physical Rev. В 52, 2843 (1995).

100. А.И. Девятов, М.Ю. Куприянов// Резонансное туннелирование и дальнодействующий эффект близости. Письма в ЖЭТФ 59, 187 (1994).

101. Y. Tarutani, Т. Fukazawa, U. Kabasawa, A. Tsukamoto, М. Hiratani, К. Takagi. Superconducting characteristics of a planar-type HoBa2Cu307/Lai.5Bai 5Сиз07/НоВа2Сиз07 junctions// Applied Phys. Lett. 58, 2707 (1991).

102. K.-U. Barholz, M.Yu. Kupriyanov, U. Hubner, F. Schmidl, P. Seidel// An alternative explanation of the 'long-range proximity effect" in HTS junctions. Physica С 334, 175 (2000).

103. JI.И. Глазман, К.А. Матвеев// Неупругое туннелирование через тонкие аморфные пленки. ЖЭТФ 94, 332 (1988).

104. И.И. Венгрус, М.Ю. Куприянов, О.В. Снигирев, А.Г. Маресов, С.И. Красносвободцев// Механизм токопереноса в Джозефсоновских ВТСП переходах на бикристаллах. Письма в ЖЭТФ 60,372 (1994).

105. J. Yoshida, Y, Nagano// Tunneling and hopping conductance via localized states in PrBa2Cu307 barriers. Physical Rev. В 55, 11860 (1997).

106. V. Carcia-Vazquez, N. Perez-Amaro, A. Cañizo-Cabrera, B. Cumplido-Espindola, R. martinez-Hernandes. M. Abarca-Ramirez// Selected error sources in resistance measurements on superconductors. Review of Sci. Instr. 72, 3332 (2001).

107. R. Gross, P. Chaudhari, D. Dimos and G. Koren// Thermally activated phase slippage in High-Tc grain-boundary josephson junctions. Physical Rev. Lett. 64, 228 (1990).

108. A.N. Vystavkin, V.N. Gubankov, L.S. Kuzmin, K.K. Likharev, V.V. Migulin, V.K. Semenov// S-c-S junctions as nonlinear elements of microwave receiving devices. Revue de Physique Apliquee 9, 79 (1974).

109. Г.А. Овсянников// Исследование нелинейных тонкопленочных элементов с переходом Джозефсона, предназначенных для СВЧ приемных устройств. Кандидатская диссертация, физ. — мат. наук. Москва, Институт радиотехники и электроники РАН (1978).

110. Г.А. Овсянников// Нелинейные высокочастотные взаимодействия в сверхпроводниковых слабосвязанных струкутрах. Докторская диссертация, физ. - мат. наук. Москва, Институт радиотехники и электроники РАН (1991).

111. W.R. Patterson and J. Shewchun// Alternate approach to the resolution of tunneling current by differentiation. Review of Sci. Instr. 35, 1704 (1964).

112. W.F. Brinkman, R.C. Dynes, J.M. Rowell// Tunneling conductance of asymmetrical barriers. Journal of Appl. Phys. 41, 1915 (1970).

113. V.K. Kornev, T.Y. Karminskaya, Y.V. Kislinskii, F.V. Komissinski, K.I. Constantinian, G.A. Ovsyannikov// Dynamics of underdamped josephson junctions with nonsinusoidal current-phase relation. Journal of Physics: Conference Series 43, 1105 (2006).

114. H. Kanter, F.L. Vernon// High -Frequency response of josephson point contact. Journal of Appl. Phys. 43, 3174(1972).

115. Y.Y. Divin, U. Poppe, O.Y. Volkov, V.V. Pavlovskii// Frequency - selective incoherent detection of terahertz radiation by high-Tc Josephson junctions. Applied Phys. Lett. 76, 2826 (2000).

116. Т.Ю. Карминская// Динамика джозефсоновских переходов с емкостью и несинусоидальной ток-фазовой зависимостью под воздействием высокочастотного сигнала. Дипломная работа, физический факультет. Москва, МГУ (2005).

117. Ю.В. Кислинский, Ф.В. Комиссинский, К.И. Константинян, Г.А. Овсянников, И.В. Борисенко, Т.Ю. Карминская, В.К. Корнев, Э. Голдобин// «Нанофизика и наноэлектроника», X симпозиум, Н-Новгород, с. 166 (2006). Изд. ИФМ РАН.

118. Z.G. Ivanov, P.-A. Nilsson, Е.-К. Andersson, Т. Claeson// High resolution patterning of high-Tc superconducting thin films. Superconductor Sei. Technol. 4, SI 12 (1991).

119. R. Gross, B. Mayer// Transport Processes and noise in УВа2Сиз07-5 grain boundary junctions. PhysicaC 180, 235, (1991).

120. Z.G. Ivanov, N. Fogel, P.A. Nilsson, E.A. Stepantsov, A.Ya. Tzalenshuk// Transport properties of submicron YBaCuO low angle grain boundary weak link. Physica С 235, 3253 (1994).

121. P.A. Rosenthal, M.R. Beasley// Flux focusing effect in planar thin-film grain-boundary Josephson Junctions. Applied Phys. Lett. 59, 3482 (1991).

122. H.H. Zappe// Minimum current and related topics in Josephson tunnel junctions devices. Journal of Appl. Phys. 44, 1371 (1973).

123. M.A. Navacerrada, M.L. Lucia, L.L. Sanhez-Soto, F. S. Quesada, E. Sarnelli, G. Tesla// Capacitance of Josephson junctions made on bicrystalline substrates of different geometries. Physical Rev. В 71 014501 (2005).

124. D. Winkler, Y. M. Zhang, P.A. Nilsson, E.A. Stepantsov, T. Claeson// Electromagnetic properties at the grain boundary interface of a YBa2Cu307-s bicrystal Josephson junctions. Physical Rev. Lett. 72, 1260(1994).

125. A.D. Mashatakov, K.I. Constantinian, G.A. Ovsyannikov, E.A. Stepantsov// УВа2СизОх Josephson junctions on bicrystal sapphire substrate for devices in millimeter and submillimeter wavelength ranges. Technical Phys. Lett. 25, 249 (1999).

126. Ф.В. Комиссинский, Г.А. Овсянников, Е. Ильичев. 3. Иванов// Обнаружение второй гармоники фазовой зависимости сверхпроводящего тока в гетеропереходах Nb/Au/YBCO. Письма в ЖЭТФ 7, 405 (2001).

127. Ф. В. Комиссинский// Тонкопленочные гибридные сверхпроводниковые гетеропереходы на основе металлооксидных иттрий - бариевых купратов. Кандидатская диссертация, физ. -мат. наук. Москва, Институт радиотехники и электроники РАН (2002).

128. P.V. Komissinski, Е. IPichev, G.A. Ovsyannikov, М. Grajcar, R. Hlubina, Z. Ivanov// Superconducting current - phase relation of Nb/Au(001)/YBaCuO heterojunctions. Physica С 368, 271 (2002).

129. M.Yu. Kupriyanov, K.K. Likharev// Towards the quantitative theory of the high-Tc Josephson junctions. IEEE Transactions on Magnetics 27, 2460 (1991).

130. A.B. Зайцев// Квазиклассические уравнения теории сверхпроводимости для контактирующих металлов с сужением. ЖЭТФ 86, 1742 (1984).

131. А.В. Зайцев// Свойства «грязных» S-S'-N и S-S -S с потенциальными барьерами на границах металлов. Письма в ЖЭТФ 51, 35 (1990).

132. M.I Flik, Z.M. Zhang, К.Е. Goodson, М.Р. Siegal, J.M. Philips// Electron scattering rate in epitaxial YBa2Cu307 superconducting films. Physical Rev. В 46, 5606 (1992).

133. D. Miller, P.R. Richards, S. Etemad, A Inam, T. Ventkatesan, B. Dutta, X.D. Wu, C.B. Eom, Т.Н. Geballe, N. Newman, B.F. Cole// Correspondence between microwave and submillimeter absorptivity in epitaxial thin films ofYBa2Cu307. Physical Rev. В 47, 8076 (1993).

134. R. Krupke, G. Deutcher// Anisotropic magnetic field dependence of the zero-bias anomaly on in-plane oriented [100] YBa2Cu307_x/In tunnel junctions. Physical Rev. Lett. 83, 4635 (1999).

135. J. R. Kirtley. C.C. Tsuei, A. Ariando, C.J.M. Verwijs, S. Harkema, H. Hilgenkamp// Angle-resolved determination of the gap symmetry in YBa2Cu307_5. Nature Physics 2, 190 (2006).

136. H.J.H. Smidle, A.A. Golubov, Ariando, G. Rijnders, J.M. Dekkers, S. Harkema, D.H.A. Blank, H. Rogalla, H. Hilgenkamp// Admixtures to d-wave gap symmetry in untwined УВагСизОу measured by angle-resolved electron tunneling. Physical Rev. Lett. 95, 257001 (2005).

137. J.Y. Wei, N.C. Yeh, D.F. Garrigus, M. Strasik// Directional tunneling and Andreev reflection on УВагСизОу-б single crystals: predominance of d-wave pairing symmetry verified with generalized Blonder, Tinkham, and Klapwijk theory// Physical Rev. Lett. 81, 2542 (1998).

138. J.K. Heinsohn, R. Dittmann, J.R. Contreras, E. Goldobin, A.M. Klushin, M. Siegel, D. Hagedorn, R. Popel, J. Niemeyer// Effect of magnetic field orientation on the modulation period of the critical current of ramp-type Josephson junctions. Journal of Appl. Phys. 90, 4623 (2001).

139. T. Yamashita, Y. Onodera// Magnetic field dependence of Josepson current influenced by self field. Journal of Appl. Phys. 38, 3523 (1967).

140. Г.А. Овсянников, С.А. Денисюк, И.К. Бдикин// Рост и проводимость кальциевых купратных пленок. ФТТ 47, 417 (2005).

141. D. Vaknin, Е. Caignol, Р.К. Davies, J.E. Fisher, D.C. Johnston, D.P. Goshorn// Antiferromagnetism in (Cao 85S10 |5)СиОг, the parent of the cuprate family of superconducting compounds. Physical Rev. В 39, 9122 (1989).

142. M. Azuma, Z. Hiroi, M. Takano, Y. Bando, Y. Takeda// Superconductivity at 110 К in infinity - layer compound (Cai->;Srx)i_y СиОг. Nature 356, 775 (1992).

S. Adachi, H. Yamauchi// Oxide super-conductor. European patent EP 0 608 100 B1 (1994).

143. Y.V. Kislinskii, K.Y. Constantinian, G.A. Ovsyannikov, A.V. Shadrin, I.V. Borisenko, P.V. Komissinskiy, N.V. Klenov, V.K. Kornev// Hybrid Josephson junctions with s/d symmetry of order parameter for elements of quantum computing systems. 17 Symposium "Nanostructures: Physics and Technology", Minsk, p. 252 (2009). Published by Ioffe Institute RAS.

144. А.В Зайцев// Особенности эффекта близости в структурах сверхпроводник -многослойный ферромагнетик с коллинеарной намагниченностью ферромагнитных слоев. Письма в ЖЭТФ 90, 521 (2009).

145. В.Н. Губанков, С.А. Ковтонюк, В.П. Кошелец// Протекание тока в контактах сверхпроводник - полупроводник - сверхпроводник. ЖЭТФ 89, 1335 (1985).

146. A.J1. Гудков, М.Ю. Куприянов, А.Н. Самусь. Свойства планарных джозефсоновских переходов Nb/a-Si/Nb с различной степенью легирования a-Si прослойки. Будет печататься в ЖЭТФ в 2012.

147. Ю.В. Кислинский, Г.А, Овсянников, Ф.В. Комиссинский, И.В. Борисенко, К.И. Константинян// Угловые и амплитудные зависимости критического тока в гибридных гетероструктурах с антиферромагнитной прослойкой. «Нанофизика и наноэлектроника», XI симпозиум, Н-Новгород, с. 161 (2007). Изд. ИФМ РАН.

148. К. Bladh, D. Gunnarsson, Е. Hurfeld, S. Devi, С. Kristofferson, В. Smalander, S. Pehrson, T. Claeson, P. Delsing, M. Taslakov// Comparison of cryogenic filters for use in single electronic experiment. Review of Sci. Instr. 74, 1323 (2003).

149. A. Lukashenko, A.V. Ustinov// Improved powder filters for qubit measurements. Review of Sci. Instr. 79, 014701 (2008).

150. А.А. Кузьмин, О.В. Корюкин, С.В. Шитов А.Г. Коваленко// Широкополосный распределенный фильтр для сверхпроводниковых наноболометров. Журнал радиоэлектроники 3, стр. 1 (2011).

151. П. Хоровиц, У. Хилл, Я. Робинсон// Искусство схемотехники т. 2. Москва, «Мир» (1984).

152. A.I. Zverev// Handbook of filter synthesis. John Wiley and Sons, New York (1967).

153. M. Воловик, В. Смирнов// Керамические проходные конденсаторы и фильтры нижних частот. Электроника, Наука, Технология, Бизнес 7, 36 (2004).

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Al. S.A. Zhgoon, G.D. Lobov, Yu.V. Kislinskii, A.R. Kuzhakhmetov and E.A. Stepantsov// Phase locking up to 2.5 THz in grain-boundary Josephson junctions at 77 K. Applied Superconductivity 3, pp. 615 - 619 (1995).

A2. Yu.V. Kislinskii, Zhao Bai-ru, Wu Pei-jun, Peng Xhi-qiang, Cheng Ying-fei, Yang Tao, Chen Lie, Sun Ji-jun, Xu Bo, Wu Fei, Zhou Yue-liang, Li Lin, Zhao Zhong-ziang// YBaiCiijCb Bicrystal Josephson Junctions and dc SQUIDs. Chinese Phys. Lett. 13, pp. 390 - 393 (1996). A3. B.T. Liu, Z. Hao, Y.F. Chen, B. Xu, H. Chen, F. Wu, and B.R. Zhao, Yu. Kislinskii and E. Stepantsov// Investigation on Ag/Pb(Zi"o 5зТ1о.47)ОзУВа2Сиз07 three-terminal system with small gate area. Applied Phys. Lett 74, pp. 2044 - 2046 (1999).

A4. Ю.В. Кислинский, E.A. Степанцов, З.Г. Иванов, Т. Клаесон// Симметричные ВТСП бикристаллические переходы: зависимость электрофизических свойств от угла разориентации. ФТТ 43, стр. 581 - 586 (2001).

А5. Y.V. Kislinskii. K.Y. Constantinian, I.V. Borisenko, G.A. Ovsyannikov, P. Yagubov// Submillemeter wave signal detection by bicrystal YBCO Josephson junctions at liquid nitrogen temperatures. Physica С 372-376, pp. 436-439 (2002).

A6. Ф. В. Комиссинский, Г.А. Овсяников. Ю.В. Кислинский. И.М. Котелянский, З.Г. Иванов// Андреевские состояния и эффект Джозефсона в сверхпроводниковых гетероструктурах в тонких пленках УВагСизО*. ЖЭТФ 122, стр. 1247 - 1259 (2002). А7. G.A. Ovsyannikov, P.V. Komissinskii, Е. Ifichev, Y.V. Kislinskii. and Z.G. Ivanov// Josephson effect inNb/Au/YBCO heterojunctions. IEEE Trans, on Appl. Supercond. 13, pp. 881 -884 (2003). Рецензируемая публикация в трудах конференции, входит в Перечень ВАК. А8. G.A. Ovsyannikov, P.V. Komissinskii, Y.V. Kislinskii, Z.G. Ivanov// Superconducting current-phase relation and Andreev bound states in Nb/Au/ УВагСизОх Josephson Heterojunctions. Modern Phys. Lett. В 17, pp. 569 - 578 (2003).

А9. F.V. Komissinski, K.I. Constantinian, Y.V. Kislinskii. G.A. Ovsyannikov// Electron transport in metal oxide superconducting heterojunctions. Low Temp. Phys. 30, pp. 795 - 809 (2004). A10. F.A Овсянников, К.И Константинян, И.В. Борисенко, Ю.В. Кислинский. А.А. Ахумян, Н.Г. Погосян, Т.В. Захарян// Сигнальные и шумовые характеристики детекторов субмм. волн на джозефсоновских бикристаллических переходах из металлокосидных сверхпроводников. Радиотехника 8,_стр. 117 - 122 (2005).

All. G.A. Ovsyannikov, I.V. Borisenko, K.Y. Constantinian, Y.V. Kislinskii, A. A. Hakhoumian, N.G. Pogosuan, T. Zakaryan, N.F. Pedersen, J. Mygind, N. Uzunoglu, E. Karagianni// Bandwidth and Noise of Submillimeter Wave Cuprate Bicrystal Josephson Junction Detectors. IEEE Trans, on Appl. Supercond. 15, pp. 533 - 536 (2005). Рецензируемая публикация в трудах конференции, входит в Перечень ВАК.

А12. Ю.В. Кислинский, Ф.В. Комиссинский, К.И. Константинян, Г.А. Овсянников, Т.Ю. Карминская, В.К. Корнев// Сверхпроводящий ток гибридных переходов металлооксидных сверхпроводников: размерная и частотная зависимости. ЖЭТФ 128, стр. 575 - 585 (2005). А13. И.В. Борисенко, Ю.В. Кислинский, Ф.В. Комиссинский, К.И. Константинян, Г.А. Овсянников, Т.Ю.Карминская, В.К. Корнев, И.И. Соловьев. «Гибридные Nb/Au/YBaCuO гетероструктуры из металлооксидных сверхпроводников»// Поверхность, Рентгеновские, Синхротронные и нейтронные исследования 2, стр. 48 - 54 (2006).

А14. V.K. Kornev, T.Y. Karminskaya, Y.V. Kislinskii, P.V. Komissinski, K.Y. Constantinian, G.A. Ovsyannikov// Dynamics of underdamped Josephson junctions with non-sinusoidal current-phase relation. Physica С 435, pp. 27 - 30 (2006).

A15. Г.А. Овсянников, И.В. Борисенко, Ф.В. Комиссинский, Ю.В. Кислинский. А.В. Зайцев// Аномальный эффект близости в сверхпроводниковых оксидных структурах с антиферромагнитной прослойкой. Письма в ЖЭТФ 84, стр. 320 - 324 (2006).

А16. Г.А. Овсянников, К.И. Константинян, Ю.В. Кислинский. Ф.В. Комиссинский, И.В. Борисенко, Т.Ю. Карминская, В.К. Корнев// Микроволновые динамические параметры джозефсоновских структур с нетривиальной ток-фазовой зависимостью. Радиотехника и электроника, 51, N9, стр. 1144 - 1152 (2006).

А17. G.A. Ovsyannikov, V.V. Demidov, Y.V. Kislinski. P.V. Komissinski, D. Winkler// "Conductivity and Antiferromagnetism of CaCu02 Thin Films Doped by Sr", Physica С 460 -462, pp. 536-537 (2007).

A18. P. Komissinskiy, G.A. Ovsyannikov, I.V. Borisenko, Y.V. Kislinskii. K.Y. Constantinian, A.V. Zaitsev, D. Winkler// Josephson Effect in Hybrid Oxide Heterostructures with an Antiferromagnetic Layer, Phys. Rev. Lett. 99, pp. 017004 - 017004(-4) (2007). A19. Ю.В. Кислинский, К.И. Константинян, Г.А. Овсянников, Ф.В. Комиссинский, И.В. Борисенко, А.В. Шадрин// "Магнитозависящий сверхпроводящий транспорт в оксидных гетероструктурах с антиферромагнитной прослойкой", ЖЭТФ 133, стр. 914 - 920 (2008). А20. P.V. Komissinskiy, G.A. Ovsyannikov, K.Y. Constantinian, Y.V. Kislinski. I.V. Borisenko, I.I. Soloviev V.K. Kornev, E. Goldobin, D. Winkler// High-frequency dynamics of hybrid oxide Josephson heterostructures Physical Rev. В 78, pp. 024501 - 024515 (2008). A21. Ю.В. Кислинский, Г.А. Овсянников, К.И. Константинян, А.В. Шадрин, Ф.В. Комиссинский, Н.В. Кленов, В.К. Корнев// Гибридные джозефсоновские контакты с d-волновой симметрией параметра порядка для элементов квантовых вычислительных систем. Радиотехника 6, стр. 10- 15 (2009).

А22. А.В. Зайцев, Г.А. Овсянников, К.И. Константинян, Ю.В. Кислинский. А.В. Шадрин, И.В. Борисенко, Ф.В. Комиссинский// Сверхпроводящий ток в гибридных структурах с антиферромагнитной прослойкой. ЖЭТФ 137, стр. 380 - 389 (2010).

ПРИЛОЖЕНИЕ. ОСЛАБЛЕНИЕ ПОМЕХ ФИЛЬТРАМИ

НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

При измерении ВАХ джозефсоновских переходов обнаружились помехи в диапазоне 0.5+5 МГц. Для их подавления применялись фильтры, с полосой пропускания - на низкой частоте, и полосой подавления - на высокой (НЧ фильтры). Переход между ними характеризуют частотой среза Îcut, на которой коэффициент прохождения Su = Vin/V0ut= -3 дБ, где Vin -напряжение помехи со стороны ее источника, Vout - со стороны образца.

Наиболее сильно подавляют помехи LC - фильтры на низких частотах, а порошковые - на высоких, как указывают авторы [148], разработавшие последовательное соединение фильтров этих видов. При широкой: до 50 ГГц и глубокой: -120 дБ полосе подавления, их схема имеет частоту icu r~3 МГц. Отличный порошковый фильтр с полосой подавления до 10 ГГц и глубиной -100 дБ описан в статье [149]. Использовалась схема л-фильтра (пример п -фильтра на рис. II. 1), с двумя емкостями по 4 нФ, которые обеспечивали fcuT~l МГц. В ИРЭ РАН разработаны НЧ фильтры из витой пары константана с волновым сопротивлением 75 Ом и конденсаторов -180 пФ [150]. Фильтры обеспечивают ослабление сигнала -50 дБ при 1 ГГц. Полосы подавления всех трех фильтров лежат выше требуемого диапазона 0.5+5 МГц.

LC фильтры Баттерворта (ФБ) конструируются по принципу минимальных искажений сигналов в полосе пропускания. Крутизна спада амплитудно - частотной характеристики при переходе от полосы пропускания к полосе подавления ФБ равна: Uout/Uin= (l+f211 /fcUT ") . где n - число полюсов фильтра равно числу реактивных элементов [151]. У первого каскада ФБ, которые были сконструированы нами, число n=5; у второго число элементов п=3, что показано на рис. II. 1. Элементы фильтра рассчитывались по формулам, приведенным [151]:

Cn = Kc/2rfCUTRN , Lm = KLRN/2nfCUT (ii.i),

Rh=Rn=20 Ом, для первого каскада - fcuT=0.2 МГц, для второго - fcur^lO МГц.

<

ю о

о. <

•ч-

О

q. <

СМ О

Рисунок II. 1 Схема НЧ п-филътра. Источник помехи моделируется портом Р1, образец -портом Р2. Первый каскад состоит из ипдуктивностей L2, L4 и емкостей С1, СЗ, С5; второй - из L6 и С7, С9. Паразитные емкости С2А, С4А, С6А моделируют частотные ограничения работы индуктивностей. Паразитные L11A и L12A образованы землей платы и проводами ее заземления, L13A - кабелем к образг/у. СЮ — проходной конденсатор.

При расчете элементов фильтра внутреннее сопротивления источника помехи - Ли и сопротивление нагрузки Rn выбирались - равными. В этом случае равны коэффициенты в формулах (II. 1) из таблиц в [152].Так, при условиях: Rh=Rn и п=3, Кс=1.0 для С7 и С9, Kl=2.0 для L6. Поскольку С7=С9, схема - симметрична, что обеспечивает наибольшую устойчивость ее характеристик к изменениям Rn. Использовались л - схемы, применяемые при больших сопротивлених источника: Rh>Rn- В случае Rh<Rn применяются Т - схемы.

Коэффициент прохождения S2.1 наших ФБ измерялся анализатором спектра Agillent technologies N 5 181. Сигнал мощностью 1 мВт подавался на вход ФБ из генератора с внутренним сопротивлением Rh=50 Ом и измерялся на его выходе анализатором с Rn=50 Ом. Измерялся суммарный коэффиент прохождения соединительных BNC кабелей и фильтра, без отдельного измерения ослабления в кабелях. Результаты - показаны на рис. II.2.

Коэффициент S2,i= Uout/Uin для ФБ рассчитывался по Microwave Office, (рис. II.3).

В «идеальном случае», источник помехи моделировался портом Р1 с сопротивлением Rh, переход - портом Р2 с сопротивлением Rn, при Rh=Rn=20 Ом (рис. II. 1). Индуктивности первого каскада L2 и L4 имели предельную частоту работы 13 МГц, поэтому в схему внесены паразитные емкости С2А и С4А. Индуктивность земли платы - L11A получена по формуле полосковой линии. Индуктивность L12A - между платой и корпусом рассчитана для двух параллельных проводов заземления: L=l/2-0.27-(ln(//d)+0.386), где L в [нГн], / и d в [мм]. Длина каждого из двух проводов - /=30 мм, диаметр - d=l мм. Рассчитанные в «идеальном» случае потери в полосе пропускания малы: S2;i»-1 дБ при 1=0.1 МГц. Рассчитанные коэффициенты прохождения в полосе подавления первого каскада (0.2 МГц^-9 МГц) ~-33 дБ, а в полосе подавления второго каскада (9 МГц-^-200 МГц) S2.i~-26 дБ. Ослабление вторым каскадом ограничивается индуктивностями: LI 1A~L12A~10 нГн.

Расчет для случая, реализовавшегося при измерениях показан на рис. II.3 утолщенной линией. При расчете импедансы портов Р1 и Р1 принимались равными 50 Ом; между портами и фильтром вставлялись сопротивления 50 Ом, которые моделировали BNC кабели.

Рисунок 11.2. измерение коэффициента £| | через ФБ. Амплитуда входного сигнала И/к=] мВт. А млн ту да па выходе ФБ - Иогт (сплошная линия), измеряется в дН> 1 мВт.

СгарЬ3

№

(' ¡пене;/

Рисунок 11.3 Расчет коэффициента прохождения $>},; через ФБ. При 20 Ом - расчет

показан линией с кругами, при Яд =50 Ом - уто.ицепной нашей.

При переходе от полосы пропускания к полосе подавления при измерениях наблюдался максимум S2.i при f=0.255 МГц, а расчет для случая, реализованного в измерениях, дает максимум при f=0.249 МГц. И по расчету, и по измерениям в полосе подавления первого каскада S2,i<-40 дБ, в полосе подавления второго каскада - S2,r<-30 дБ. И в расчете, и при измерениях наличествует спад S2,i при i>250 МГц, за счет шунтирования конденсатором Сю.

Однако, измеренные в полосе второго каскада максимумы S^i высотой до -30 дБ -отсутствуют в расчете. Расчет дает максимум S2,i~-25 дБ при f~250 МГц, поскольку предельная частота L6 марки EC24R68M равна 160 МГц. При измерениях этот максимум -не наблюдается. В полосе 0.2 ГГц-s- 1.5 ГГц измеренный коэфициент прохождения лежал в пределах от 40 до -60 дБ, а при частотах 1.5 ГГцн- 3 ГГц коэффициент S2;[<-50 дБ.

При конструировании ФБ применялись индуктивности ЕС24 с предельными частотами 280 МГц и менее. Для СВЧ диапазона перспективно последовательное соединение ФБ и фильтров из витой пары из работы [150]. Возможно обеспечить подавление помех в полосе 0.2 МГц 200 МГц - тремя каскадами ФБ. Для полосы 0.1 ГГц ч- 1 ГГц существуют л -фильтры НИИ «Гириконд» в виде проходных конденсаторов [153], например, марки Б-24 с L-0.1 мкГн, С-200 пФ. Диапазон свыше 1 ГГц перекрывается фильтрами из витой пары.

Ток шума системы составлял 1р~5 мкА при измерениях прибором VAC meter 510 без фильтров, но был уменьшен до ~1 мкА путем применения ФБ. При подключении катушек магнитного поля он возрастал до If~2 мкА, (глава 2). Для фильтрация помех в соленоидах LC фильтры - не эффективны. У катушки с В/1=65.6 мкТ/мА (рис. 2.3) L-0.025 Гн, а индуктивность в фильтре должна превосходить эту величину. При подключении датчиков температуры с Rn~20 кОм к контроллеру NEOSERA, ток шума возрастал на 2-ьЗ мкА. С ростом сопротивления нагрузки полоса подавления LC каскада — сужается, и следует применять многокаскадный ФБ, как в [148]. При Rn>1 кОм следует применять RC фильтры.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.

Гибридная оксидная меза-гетероструктура на наклонной 88

пленке У В а? С и з О 7 -1 гетеро структур а

Гибридная оксидная меза-гетероструктура на с-ориентированной 88

пленке УВа2Сиз07 - с-гетеро структур а

Гибридная оксидная меза-гетероструктура с антиферромагнитной 109

прослойкой - а-гетеро структур а

Купратный сверхпроводник КС 4

Мера влияния электрического поля на локализованный носитель Р 43

Метод медленно меняющейся фазы ММФ 61

Нормальное сопротивление единицы площади перехода ЯыА 15

Нормированный ток внешнего СВЧ сигнала а 29

Отношение второй гармоники ток-фазы к первой гармонике Я 21

Параметр индуктивности СКВИДа Рь 26

Параметр МакКамбера Рс 29

Переход с ненулевой разностью фаз в основном состоянии ф-переход 21

Радиус локализации носителя заряда в прыжковом проводнике а 43

Ток-фазовая зависимость джозефсоновского перехода ТФЗ 4

Толщина антиферромагнетика в гетероструктуре ¿м 109

Толщина диэлектрического слоя в гетерострукутуре а0 112

Сверхпроводник с симметрией параметра порядка ¿х2-у2 Б-сверхпроводник 20

Сверхпроводник с б-симметричным параметром порядка Б-сверхпроводник 4

Са^БгхСиОг - прыжковый проводник СБСО 105

РгВа2Сиз07 - прыжковый проводник РВСО 41

УВа2Сиз07 - высокотемпературный сверхпроводник УВСО 9

Автор хочет выразить благодарность сотруднику Энергетического института к. ф.-м. н. С. А. Жгуну, которому я обязан первой публикацией, а также к. ф.-м. и. А. Р. Кужахметову.

Я признателен сотрудникам Института кристаллографии к. ф.-м. н. Е. А. Степанцову, который на протяжении 6 лет руководил моей работой, и к. ф.-м. н. А.Я. Цаленчуку: воспользовавшись его советом, я обнаружил основной результат третьей главы.

Меня многому научила работа в лаборатории сверхпроводимости в Институте физики китайской академии наук с профессором С. Y. Fei и Y. Тао. Без совместной работы с В. Т. Liu и помощи В. Xu, третья публикация не получилась бы, по моему мнению. Благодарен Z. Нао за совет о напылении тонких пленок. Не менее полезны были советы в этой области д. ф.-м. н. Ю. А. Бойкова, сотрудника петербуржского физико - технического Института.

Профессор Т. Claeson и профессор Z. X. Zhao предоставляли мне возможность посетить отлично оснащенные лаборатории Чалмерского Технологического института и Института физики китайской академии наук, работать в них было для меня честью и истинным наслаждением.

С большим интересом мне привелось проводить измерения в ереванском Институте радиотехники и электроники с профессором А. А. Ахумяном и И. Г. Погосяном.

Благодаря расчетам, сделанным сотрудниками МГУ к. ф.-м. н. Т. Ю. Карминской и д. ф.-м. н. В. К. Корневым, нам удалось довести до численных результатов работы, ставшие основой третьей и четвертой глав. Существенная часть расчетов в тринадцатой и двадцать первой статьях сделана к. ф.-м. н. И. И. Соловьевым и к. ф.-м. н. Н. В. Кленовым.

Большая часть работ, вошедших в диссертацию, сделана в тесном сотрудничесиве с работниками лаборатории оксидной электроники ИРЭ РАН: И. В. Борисенко, к. ф.-м. н. А. В. Зайцевым, к. ф.-м. н. Ф. В. Комиссинским, А. М. Петржиком и к. ф.-м. н. А. В. Шадриным. Многочисленные замечания, сделаные к. ф.-м. н. К. И. Константиняном к дисссертации, значительно

улучшили ее содержание. Благодарен студенту 3 курса ФИЗТЕХа М. А. Карпову за советы по компьютерному оформлению тома.

Выражаю искреннюю благодарность профессору В. И. Алыницу, приведшему меня в науку, и профессору В. R. Zhao, успех работы у которого определил мою дальнейшую профессиональную деятельность.

Особую благодарность выражаю научному руководителю д. ф.-м. н. Г. А. Овсянникову, которому принадлежит идея создания гетероструктур, предложение развивать СВЧ метод измерения ток фазовой зависимости, в то время, когда он считался неточным, и открытие купрата кальция, легированного стронцием, в качестве материала барьера для переходов из высокотемпературных сверхпроводников.