Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Направление 1. Нанопроволоки: термо-ЭДС, шум. Получена серия образцов подвешенных нанопроволок InAs со сверхпроводящим островком из эпитаксиального Al, оборудованных завторами для глобального и селективного изменения плотности носителей. Образцы также снабжены нагревателями контактного типа, которые служат для создания управляемого градиента температуры вдоль провода. Обнаружена возможность создания одиночных квантовых точек, управляемых затворами, с зарядовой энергией около 1 мэВ, с помощью точек получен термоэлектрический отклик такой структуры. Показано, что подавление сверхпроводимости в островке происходит скачком в результате аналога разогревного эффекта при достаточно больших напряжениях. Положение соответствующего небольшого скачка на ВАХ испытывает осцилляции в продольном магнитном поле вследствие эффекта Литтла-Паркса в сверхпроводнике, охватывающем нанопроволоку целиком. Направление 2. Шумовой СТМ Опробованы методики сканирования топографии, и скоростной съемки ВАХ и дробового шума туннельной иглы при температуре жидкого гелия на примере подложки пиролитического графита. Получено значение фактора Фано дробового шума, близкое к пуассоновскому значению F=1, на примере туннельного сопротивления около 100 МОм, в диапазоне напряжений на игле +/- 500 мВ. Полученное разрешение ~ 10 нм пока заметно хуже атомарного, но уже достаточно для планируемых в дальнейшем экспериментов. Направление 3. Неравновесная сверхпроводимость. Проведено исследование нелокальных неравновесных эффектов в Джохзефсоновских контактах на основе металлических стурктур. Исследованы зависимости нелокального криттока от тока инжекции и положения инжектора, представляющего собой нормальный контакт вблизи места слабой связи. Получены оценки длины зарядового разбаланса в ниобии в низкотемпературном пределе. Произведены образцы гибридных структур сверхпроводника с магнетиком для последующих запланированных экспериметов по спиновому разбалансу. Направление 4. Теория Предпринята попытка расчета теплопроводности нормальной металлической пленки, находящейся в условиях эффекта близости к объемному сверхпроводнику. Предложен новый тип квазичастичного интерферометра на краевых каналах квантового эффекта Холла при факторе заполнения 2. В этом приборе внутрь интерферометра типа Фабри-Перо помещен заземленный сверхпроводящий контакт, так что в интерференции участвуют Боголюбовские квазичастицы, представляющие собой суперпозицию электронного и дырочного возбуждений. Рассчитаны вероятности нелокального прохождения, Андреевского и кросс-Андреевского отражения, получены выражения для матрицы кондактанса. Предложена отдельная геометрия интерферометра, позволяющая резонансно усилить сколь угодно малую вероятность Андреевского отражения до единичного значения.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
ОПУБЛИКОВАННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ: Исследовано влияние транспортного тока на сверхпроводящий параметр порядка в сверхпроводящих островках в эпитаксиальных нанопроволоках Al-InAs с full-shell оболочкой. В зависимости от конструкции устройства подавление сверхпроводимости происходит тремя принципиально разными способами — критическим током в случае сверхпроводящих резервуаров и критическим напряжением или критической джоулевой мощностью в случае нормальных резервуаров. В последнем случае коллапс сверхпроводящего состояния зависит от соотношения времени пребывания и времени электрон-фононной релаксации квазичастиц в островке. При низкоомной и высокоомной связи с резервуарами реализуются, соответственно, безрелаксационный режим и режим сильной электрон-фононной релаксации. Наши результаты проливают свет на потенциальные недостатки транспортной спектроскопии с конечным напряжением смещения на «подвешенных» островках (https://arxiv.org/abs/2311.10676). Экспериментально исследованы неравновесные явления в планарных джозефсоновских SNS наноструктурах с Nb в качестве сверхпроводника (S) и Cu или Au в качестве нормального металла (N). При помощи дополнительных N-электродов, присоединенных к S-берегам джозефсоновского SNS контакта, выполнены транспортные измерения при низких температурах с инжекцией квазичастиц при использовании локальных и нелокальных схем подключения. Впервые экспериментально определена длина релаксации зарядового разбаланса в ниобии при температурах существенно ниже температуры сверхпроводящего перехода. «Письма в ЖЭТФ» Для куперовского сплиттера без кулоновской блокады предложен подход, позволяющий охарактеризовать его работу как по элементам матрицы рассеяния, так и по измеряемым величинам. В геометрии трехполюсного одноканального устройства получены явные выражения для вероятности расщепления (p11) и эффективности расщепления (K), в частности, содержащие двухчастичные интерференционные члены, недоступные из измерений проводимости. Показано, что знак кросс-коррелятор тока нормальных терминалов не определяет значение K и, что противоречит интуиции, наибольшее значение p11 сосуществует с максимально антикоррелированными токами в нормальных терминалах (https://arxiv.org/abs/2311.11954). Исследовано получение ван дер ваальсовых гетероструктур слоистых материалов, в частности из графита и гексагонального нитрида бора различными способами. Результаты измерения транспортных свойств получившихся структур при различных температурах демонстрируют эффект поля, но ряд особенностей – сильное смещение по затвору точки нейтральности, большое сопротивление вдали от точки нейтральности, малая подвижность – свидетельствуют о проблеме с качеством получившихся образцов. Изображения получившихся структур в электронном микроскопе выявили большое количество загрязнений на поверхности флеек, с которыми мы связываем соответствующее качество наших образцов. Приведены предварительные результаты очистки флеек химическими соединениями и температурной обработкой (отжигом). «ПОВЕРХНОСТЬ. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования».