IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Успехи технологии высокотемпературных сверхпроводников, достигнутые за последние годы, открывают широкие перспективы применению таких материалов в оптоэлектронике и микроэлектронике. Это объясняется возможностью получения керамики из тонких пленок высокотемпературного сверхпроводника на монокристаллических подложках [1, 2].

В работе рассматривается слоистая структура на основе тонких пленок высокотемпературного сверхпроводника, состоящая из слоя сверхпроводника и слоя диэлектрика. Структура находится в магнитном поле, направленном перпендикулярно границе раздела слоев. Величина магнитного поля не превышает второго критического поля для сверхпроводника [3]. Тонкая пленка сверхпроводника второго рода находится в смешанном состоянии. При этом магнитное поле проникает в сверхпроводящую пленку в виде решетки вихрей Абрикосова, и  сверхпроводник приобретает слабые магнитные свойства. В рамках динамической модели смешанного состояния магнитная проницаемость тонкой пленки из высокотемпературного сверхпроводника зависит как от температуры, так опосредованно от величины внешнего магнитного поля. В работе рассматривается температурная зависимость коэффициентов отражения и прохождения для исследуемой двухслойной структуры с тонкой сверхпроводящей пленкой.

В рамках теории [4] удельная проводимость s_n и лондоновская глубина проникновения l зависят от температуры:

где g и a - эмпирические константы, зависящие от вида сверхпроводника,

l(0) - лондоновская глубина проникновения магнитного поля при Т=0 С,

t = T/T_c - "приведенная" температура,

Т_с - критическая температура для сверхпроводника,

Проведен расчет зависимости коэффициентов отражения и прохождения для исследуемой двухслойной структуры от температуры при помощи матричного метода [5]. При расчете использовались следующие значения параметров:

На рисунках 1 и 2 представлена температурная зависимость коэффициентов отражения и прохождения для исследуемой двухслойной структуры с тонкой пленкой высокотемпературного сверхпроводника.

Температурная зависимость носит немонотонный характер. Из расчетов модуля коэффициента отражения и прохождения от толщины сверхпроводящей пленки для разных значений температур получено, что коэффициент прохождения уменьшается при увеличении толщины сверхпроводящей пленки.

Изученные свойства структуры с тонкой сверхпроводящей пленкой в смешанном открывают возможности использования комбинации тонкой пленки высокотемпературного сверхпроводника и обычного диэлектрика в оптоэлектронных устройствах, управляемых путем изменения температуры.

 

Литература

1. Hu C.C. Modern semiconductor devices for integrated circuits. / C.C. Hu // New York : Prentice Hall, 2009.  -384 p.
2. Simon R.  High-temperature superconductor filter technology breaks new ground / R. Simon // RF military electronics.  -2003.  Vol. 8. - P. 28-37.
3. Гинзбург В. Л.,   Сверхпроводимость. / В. Л. Гинзбург,  Е. А. Андрюшин - М: Альфа-М, 2006 - 356 с.
4. Vendik O. G. Empirical model of the microwave properties of high-temperature superconductors / O. G. Vendik, I. B. Vendik, D. I. Kaparkov // IEEE Trans. Microwave Theor. Technolol. - 2002. - V. 46. - P. 469-478.
5. Глущенко, А.Г. Отражение электромагнитной волны слоистой структурой сверхпроводник - диэлектрик / А. Г. Глущенко, М. В. Головкина // Письма в ЖТФ - 1998. - Т. 24. - Вып. 1. - С. 9-12.

Код для цитирования: Скопировать