Джозефсоновские системы на основе баллистических микроконтактов между однозонными и многозонными сверхпроводниками

Abstract

Исследован эффект Джозефсона в баллистических микроконтактах между однозонными и многозонными сверхпроводниками. Установлено, что джозефсоновский контакт между однозонным и s±-волновым двухзонным, а также между однозонным и трехзонным сверхпроводниками испытывает фрустрацию, демонстрируя свойства φ-контакта. Обнаружено, что в зависимости от основного состояния трехзонного сверхпроводника с нарушением симметрии относительно обращения времени энергия джозефсоновского контакта может иметь от одного до трех минимумов. Построена теория СКВИДа постоянного тока (пт) на основе джозефсоновских контактов между однозонными и многозонными сверхпроводниками. Обнаружены особенности на зависимостях критического тока и полного магнитного потока от приложенного потока в пт СКВИДе на основе джозефсоновских микроконтактов между однозонным и s±-волновым сверхпроводниками, между однозонным и трехзонным сверхпроводниками с нарушением симметрии относительно обращения времени, а также между однозонным и трехзонным сверхпроводником без нарушения симметрии относительно обращения времени в сравнении с обычным пт СКВИДом на основе джозефсоновских контактов между однозонными сверхпроводниками. Полученные результаты могут быть использованы для детектирования существования многозонности и реализации явления нарушения симметрии относительно обращения времени.

Досліджено ефект Джозефсона в балістичних мікроконтактах між однозонним і багатозонним надпровідниками. Встановлено, що джозефсонівський контакт між однозонним і s±-хвильовим двозонним, а також між однозонним і трьохзонним надпровідниками знаходиться під дією фрустрації, демонструючи властивості φ-контакту. Виявлено, що залежно від основного стану трьохзонного надпровідника з порушенням симетрії відносно обернення часу енергія джозефсонівського контакту може мати від одного до трьох мінімумів. Побудовано теорію СКВІДа постійного струму (пс) на основі джозефсонівських контактів між однозонним і багатозонним надпровідниками. Виявлено особливості на залежностях критичного струму і повного магнітного потоку від наведеного потоку в пс СКВІДі на основі джозефсонівських мікроконтактів між однозонним і s±-хвильовом надпровідниками, між однозонний і трьохзонним надпровідниками з порушенням симетрії відносно обернення часу, а також між однозонним і трьохзонним надпровідником без порушення симетрії відносно обернення часу в порівнянні зі звичайним пс СКВІДом на основі джозефсонівських контактів між однозонними надпровідниками. Отримані результати можуть бути використані для детектування існування багатозонності та реалізації явища порушення симетрії відносно обернення часу.

Josephson effect in ballistic point contacts between single-band and multi-band superconductors is investigated. It is found that in the case of s±-wave twoband and three-band superconductors Josephson contact undergoes frustration, showing properties of φ- contact. Depending on the ground state of a three-band superconductor with broken time-reversal symmetry Josephson contact can have from one to three minima, some of which can be locally stable. We also study the behaviour of a dc SQUID based on Josephson contacts between single-band and multi-band superconductors. Some features on the dependencies of the critical current and the total magnetic flux on the applied flux of a dc SQUID based on a s±-wave superconductor, three-band superconductor with broken time-reversal symmetry and three-band superconductor without broken time-reversal symmetry compared to conventional dc SQUIDs based on single-band superconductors are found. The results can be used as an experimental tool of the existence of the multi-band structure in a superconducting compound and the realization of broken time-reversal symmetry phenomenon.