Магниторезистивные осцилляции в двусвязном SFS-интерферометре с ферромагнитным сегментом длиной, превышающей тепловую длину когерентности

Abstract

Исследован кондактанс макроскопических по длине образцов ферромагнитного Ni в границах замкнутых сверхпроводником (индием) F/S-интерфейсов — в конфигурации SNS-системы, соответствующей геометрии «андреевского интерферометра» (АИ). Макроскопические размеры системы обеспечивали возможность прямого измерения проводимости каждого из элементов разветвленной цепи АИ и соблюдение условий минимального вклада побочных эффектов, напоминающих эффект близости. Впервые при длинах сегментов ферромагнетика, превосходивших типичный мезоскопический масштаб ( ~ 1мкм) более чем в10^3 раз, наблюдены hc/2e-осцилляции сопротивления по магнитному полю (эффект Ааронова–Бома в неупорядоченных проводниках) с амплитудой, соответствовавшей положительной интерференционной добавке к сопротивлению области, примыкающей к F/S-интерфейсу, толщиной порядка длины когерентности подщелевых возбуждений при андреевском отражении в условиях обменного поля типичных ферромагнитных материалов (~ 1нм).

Досліджено кондактанс макроскопічних за довжиною зразків феромагнітного Ni в границях замкнених надпровідником (індієм) F/S-інтерфейсів — в конфігурації SNS-системи, що відповідає геометрії «андріївського інтерферометра» (АІ). Макроскопічні розміри системи забезпечували можливість безпосереднього вимірювання провідності кожного з елементів розгалуженого кола АІ і дотримання умов мінімального внеску сторонніх ефектів, які нагадували ефект близькості. Вперше за довжин сегментів феромагнетика, що перевищували типовий мезоскопічний масштаб (~ 1мкм) більше ніж в 10^3 разів, спостережено hc/2e-осциляції опору з магнітним полем (ефект Ааронова–Бома в невпорядкованих провідниках) з амплітудою, що відповідала позитивній інтерференційній добавці до опору області, яка межує з F/S-інтерфейсом та має довжину порядку довжини когерентності підщілинних збуджень при андріївському відбитті за умови існування обмінного поля типових феромагнітних матеріалів (~ 1нм).

Conductance of macroscopic-in-length ferromagnetic nickel samples between the F/S interfaces closed by a superconductor (indium) has been investigated in a SNS system configuration corresponding to the «Andreev interferometer» (AI) geometry. The macroscopic sizes of the system allows us to measure directly the conductance of each element of the branching AI circuit and to meet the requirement for minimum contribution due to side effects resembling the proximity effect. hc/2e- resistive oscillations in magnetic field (the Aaronov–Bohm effect in disordered conductors) were observed for the first time, for the lengths of the ferromagnet parts segments 10^3 times larger than the typical mesoscopic scale (~ 1μm). The oscillation amplitude corresponds to the positive interference excess resistance of the region adjacent to the F/S interface. The thickness of the region is of the order of the coherence length for undergap excitations under the Andreev reflection in an exchange field of typical ferromagnet materials (~ 1nm).