Stationary and nonstationary, in particular, chaotic states in long Josephson junctions are investigated. Bifurcation lines on the parametric bias current-external magnetic field plane are calculated. The chaos strip along the bifurcation line is observed. It is shown that transitions between stationary states are the transitions from metastable to stable states and that the thermodynamical Gibbs potential of these stable states may be larger than for some metastable states. The definition of a dynamical critical magnetic field characterizing the stability of the stationary states is given.

A theory is offered for the ballistic 4-terminal Josephson junction. The studied system consists of a mesoscopic two-dimensional normal rectangular layer which іs attached on each side to the bulk superconducting banks (terminals). A relation is obtained between the currents through the different terminals, that is valid for arbitrary temperatures and junction sizes. The nonlocal coupling of the supercurrents leads to a new effect, specific for the mesoscopic weak link between two superconducting rings; an applied magnetic flux through one of the rings produces a magnetic flux in the other ring even in the absence of an external flux through the other one. The phase dependent distributions of the local density of Andreev states, of the supercurrents and of the induced order parameter are obtained. The "interference pattern" for the anomalous average inside the two-dimensional region can be regulated by the applied magnetic fluxes or the transport currents. For some values of the phase differences between the terminals, the current vortex state and the two-dimensional phase slip center appear.

We report the first observation of the lock-in transition in artificial superconducting superlattices, which takes place in tilted magnetic fields. The measurements were carried out on the Mo/Si layered system. The temperature dependence of the critical angle for the trapping of the vortices in the orientation parallel to the layer planes is determined by the previously known resistive method and by a new method based on the effect of commensurability between the intervortex distance and the superlattice wavelength. The temperature dependences of the critical angle obtained by the two methods practically coincide. The experimental results are consistent with the theoretical predictions of Feinberg and Villard.

The problem of the robust de Haas-van Alphen oscillations seen experimentally in mixed superconducting state is discussed. The new threshold mechanism is suggested to explain persistence of the quantum oscillations deep in the superconducting state.

Dynamical chaos, states stability in long Josephson junctions are investigated from the point of view of the flux quantization. It is shown that the stationary Meissner and fluxon states having integer number of fluxons are stable. Stationary antifluxon states also having integer number of the flux quanta and all other states with half-integer number of flux quenta are unstable. The transitions between all states - Meissner, the states having the integer and half-integer number of the flux quanta - take place in the nonstationary case, and all these states are dynamically equivalent, but the number of the flux quanta is a nonregular time-dependent functions for the chaotic states and regular for the regular ones.

Індекс рубрикатора НБУВ: В368.313

Рубрики:

Магнітні властивості надпровідників

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

We have analyzed the quantum interference effects in the macroscopic "superconducting molecule". The composite system consists of two massive superconducting rings, each interrupted by a Josephson junction, which are at the same time weakly coupled with one another. The special case of coupling via the Josephson four-terminal junction is considered. The structure of the macroscopic quantum states in an applied magnetic field is calculated. It is shown that, depending on the values of the magnetic fluxes through each ring, the system displays two groups of states, the "orthostates" with both induced currents going in the same direction, and the "parastates" with the opposite currents and with the total induced flux locked to zero value. The transition to the flux locked state with changing of the total applied flux is sudden and is preserved in a certain interval which is determined by the difference of the fluxes applied through each ring. It makes the system sensitive to small gradients of the external magnetic field.

There are rather exotic semiconducting superlattices (SL) consisting of monochalcogenides of Pb, Sn and rare-earth metals which exhibit superconductivity at temperature as high as 6 K. Here we report the results of precision x-ray diffractometry and TEM investigations as well as Auger spectroscopy data obtained on some of the epitaxially grown superconducting semiconducting SLs. It is established that essential features of the SL structure determining the appearance of superconductivity are the perfect single-crystallinity of the samples and the presence of continuous dense grids of misfit dislocations on the interfaces between two semiconductors. The segregation of free Pb which was observed in some cases does not correlate, according to experimental data, with the appearance of superconductivity.

Зроблено огляд досліджень надпровідників з хвилями зарядової або спінової густини, що виконані у відділі фізики кристалів Інституту фізики НАН України протягом останніх 10 років. Розглядаються розрахунки термо- та електродинамічних властивостей, а також тунельних явищ. Особлива увага приділяється високотемпературним оксидам.

Розглянуто експериментальні дані про вплив надпровідного переходу на низькотемпературну стрибкоподібну деформацію металів та сплавів. Наведено гіпотези стосовно механізму впливу, які порівняно з експериментом. Обговорено експериментальні та теоретичні роботи з досліджень низькотемпературної стрибкоподібної деформації та висловлено припущення щодо механізму цього явища.

На основі кінетичного рівняння для електронної функції розподілу розв'язано задачу про рухливість двовимірного електронного газу, локалізованого під поверхнею рідкого гелію, за низьких температур. Отриманий результат для рухливості вміщує час електрон-ріплонної взаємодії та електрон-електронного розсіяння. Теорія справедлива за довільних співвідношень між часом електрон-ріплонної та електрон-електронної взаємодій і дає для граничних випадків відомі раніше вирази. Проведено порівняння одержаних результатів з експериментальними даними та запропоновано нові експерименти, що дозволяють одержати інформацію про електрон-електронну взаємодію.

Запропоновано динамічний механічний метод дослідження стимульованої динаміки та пінінга в вихоровій гратці Абрикосова в надпровідниках II роду з використанням слабкого низькочастотного магнітного поля сприяє депінінгу вихорів Абрикосова та додатковій дисипації енергії звільненими вихорами. Із збільшенням частоти поля настає такий режим, коли вихори майже не коливаються, тобто дисипація фактично припиняється, тоді як пінінг є надзвичайно ефективний. Спостережувані явища задовільно пояснюються в межах теорії Горькова та Копніна.

Створено й експериментально досліджено як перемикальний елемент квазічастинковий кріотрон на базі тунельного переходу з надпровідників. Доведено, що модуль його коефіцієнта підсилення потужності можна зробити більшим за одиницю.

Узагальнено результати багаторічних досліджень магнітострикції різних надпровідних сполучень. Особливу увагу приділено гігантській магнітострикції та "надпровідному фону", на якому вона з'являється. Результати порівнюються з традиційними складовими магнітострикції магнітних матеріалів. Розглянуто перспективи використання магнітострикційних вимірювань при аналізі змішаного стану жорстких надпровідників та можливості практичного застосування результатів таких досліджень.

Розглянуто утворення надструктур з урахуванням біквадратичної обмінної взаємодії. Показано, що в цьому випадку можливе одночасне співіснування декількох довгоперіодичних структур, які можуть виникати внаслідок фазового переходу першого та другого родів.

Вивчено деякі кореляційні ефекти у вузькозонній моделі з електронно-дірковою асиметрією. Особливістю моделі є врахування інтеграла переносу, зумовленого електрон-електронною взаємодією (корельований перенос). Методом функцій Гріна знайдено квазічастинковий енергетичний спектр, вирази для ширин нижньої і верхньої хаббардівських підзон. Показано, що специфіка моделі приводить у ряді випадків до наслідків, які суттєво відрізняються від наслідків з моделі Хаббарда. Отримані результати ілюструють загалом специфіку моделі в низькотемпературній області та застосовуються для інтерпретації особливостей фізичних властивостей систем з вузькими енергетичними зонами.

Описано дослідження низькопольової електродинаміки керамічних надпровідників YBaCuO. Проведено аналітичний розгляд і числове моделювання у рамках моделі пінінга і в'язкої течії гіпервихорів у ВТНП залежності дійсної та уявної складових поверхневого імпедансу від напруженості статичного магнітного поля, амплітуди і частоти змінного поля. Подано результати експериментальних досліджень магнітопольових залежностей складових імпедансу. Частотний діапазон досліджень - 30 Гц - 1 кГц, амплітуда змінної складової поля знаходиться в межах від 0,1 до 10 Е. Показано, що модель критичного стану застосовується до ВТНП в області низьких частот і малих амплітуд змінної складової поля. Модель в'язкої течії гіпервихорів адекватно описує низькопольову електродинаміку ВТНП у широкому частотному діапазоні, зокрема, передбачає гістерезис магнітопольових залежностей поверхневого імпедансу, спостережених експериментально.

Теоретично досліджено термодинамічні та магнітні властивості двовимірних гейзенбергівських феро- та антиферомагнетиків із спіном 1/2 на трикутній гратці. Використано формалізм двочасових функцій Гріна та процедуру розчеплення, що явно враховує наявність близького порядку та не припускає існування дальнього порядку в системі. Енергія, теплоємність та сприйнятливість магнетиків виражаються через кореляційні функції, для яких отримано самоузгоджену систему рівнянь. Систему розв'язано чисельно в усій області температур. В границі високих та низьких температур для перелічених величин побудовано аналітичні асимптотики. Проведено порівняння результатів роботи з аналогічними даними для квадратних граток, а також з відомими у літературі високотемпературними розкладаннями.

Наведено результати дослідження низькотемпературних фізико-механічних властивостей (у інтервалі 300 - 4,2 К), структурного стану та їх взаємозв'язку для двох класів матеріалів: 1) надпровідників - тонких шарів Nb, тонких жил сплаву Ti - 50 % за масою Nb й масивного сплаву Ti - 45 % за масою Nb, що зазнали різних термомеханічних обробок (ТМО): 2) композитів на їх основі - біметалу Cu - Nb як модельного композита та багатожильних промислових композитів Cu - (Ti - 50 % Nb), що пройшли таку ж саму обробку. Досліджено структурні механізми, що контролюють процеси деформаційного зміцнення та руйнування цих матеріалів. На базі проведених досліджень запропоновано технологію виготовлення композитів, що забезпечує оптимальне поєднання електричних і механічних властивостей.

Вивчено спектри зв'язаних магнітопружних хвиль в двоосному феромагнетику з біквадратичною взаємодією. Побудовано фазові діаграми дослідженої системи в залежності від величини біквадратичного обміну. Показано, що при великому гейзенбергівському обміні (перевищуючому біквадратичну взаємодію) фазові переходи в системі реалізуються тільки шляхом зменшення модуля вектора намагніченості. При великому біквадратичному обміні (перевищуючому гейзенбергівську взаємодію) можливі орієнтаційні фазові переходи, зведені до переорієнтації головної осі тензора квадрупольних моментів.