"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Сверхпроводящие свойства кремниевых наноструктур
Баграев Н.Т.1, Клячкин Л.Е.1, Кудрявцев А.А.1, Маляренко А.М.1, Романов В.В.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Санкт-Петербург, Россия
Поступила в редакцию: 30 апреля 2009 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2009 г.

Сверхпроводящие свойства кремниевых сандвич-наноструктур на поверхности Si (100) n-типа, которые представляют собой сверхузкие кремниевые квантовые ямы p-типа, ограниченные delta-барьерами, сильно легированными бором, проявляются в измерениях температурных и полевых зависимостей удельного сопротивления, термоэдс, теплоемкости и статической магнитной восприимчивости. Данные исследований циклотронного резонанса, сканирующей туннельной микроскопии и ЭПР идентифицируют наличие в наноструктурированных delta-барьерах одиночных тригональных дипольных центров бора, B+-B-, с отрицательной корреляционной энергией, которые сформированы вследствие реконструкции мелких акцепторов бора, 2B0---> B++B-. Полученные результаты свидетельствуют о том, что эти центры с отрицательной корреляционной энергией ответственны за перенос дырочных биполяронов малого радиуса, который, по-видимому, лежит в основе механизма высокотемпературной сверхпроводимости TC=145 K. Причем значение величины сверхпроводящей щели, 0.044 эВ, определенное с помощью измерений критической температуры при использовании вышеуказанных методик, практически идентично данным локальной туннельной спектроскопии и прямой регистрации туннельных ВАХ. Квантование характеристик сверхпроводимости кремниевых сандвич-наноструктур проявляется в температурных и полевых зависимостях теплоемкости и статической магнитной восприимчивости, которые демонстрируют осцилляции второго критического поля и критической температуры, возникающие вследствие квантования сверхтока. PACS: 81.05.Cy, 81.07.-b, 74.10.+v, 74.78.-w
  1. I.P. Ipatova, V.A. Shchukin, V.G. Malyshkin, A.Yu. Maslov, E. Anastassakis. Sol. St. Commun., 78, 19 (1991)
  2. V.A. Shchukin. Proc. 23rd Int. Conf. on Physics of Semiconductors, ed. by M. Scheffler, R. Zimmermann (World Scientific, Singapore, 1996) p. 1261
  3. N.N. Ledentsov. Proc. 23rd Int. Conf. on Physics of Semiconductors, ed. by M. Scheffler, R. Zimmermann (World Scientific, Singapore, 1996) p. 19
  4. R. Notzel. Semicond. Sci. Technol., 11, 1365 (1996)
  5. N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A. Naeser, S.A. Rykov. Def. Dif. Forum, 143--147, 1003 (1997)
  6. N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, S.A. Rykov. Def. Dif. Forum, 194--199, 673 (2001)
  7. H.J. Gossmann, J.M. Poate. Proc. 23rd Int. Conf. on Physics of Semiconductors, ed. by M. Scheffler, R. Zimmermann (World Scientific, Singapore, 1996) p. 2569
  8. W. Frank, U. Gosele, H. Mehrer, A. Seeger. Diffusion in Crystalline Solids, ed. by G.E. Murch, A.S. Nowick. (Academic Press, N.Y., 1984) p. 63
  9. U. Goesele, T.Y. Tan. Def. Dif. Forum, 59, 1 (1988)
  10. Н.Т. Баграев, А.Д. Буравлев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, В. Гельхофф, Ю.И. Романов, С.А. Рыков. ФТП, 39, 716 (2005)
  11. T.M. Klapwijk. J. Superconductivity: Incorporating Novel Magnetism, 17, 593 (2004)
  12. C.W.J. Beenakker, H. van Houten. Phys. Rev. Lett., 66, 3056 (1991)
  13. P. Jarillo-Herrero, J.A. van Dam, L.P. Kouwenhoven. Nature, 439, 953 (2006)
  14. Jie Xiang, A. Vidan, M. Tinkham, R.M. Westervelt, Ch. Lieber. Nature--Nanotechnology, 1, 208 (2006)
  15. N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, V.V. Romanov, S.A. Rykov. Physica C, 437--438, 21 (2006)
  16. N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A.A. Kudryavtsev, A.M. Malyarenko, G.A. Oganesyan, D.S. Poloskin, V.V. Romanov. Physica C, 468, 840 (2008)
  17. E.A. Ekimov, V.A. Sidorov, E.D. Bauer, N.N. Mel'nik, N.J. Curro, J.D. Thompson, S.M. Stishov. Nature, 428, 542 (2004)
  18. J. Robertson. Adv. Phys., 32, 361 (1983)
  19. E.H. Poindexter, P.H. Caplan, B.E. Deal, G.J. Gerardy. The Physics and Chemistry of SiO-=SUB=-2-=/SUB=- and Si--SiO-=SUB=-2-=/SUB=- Interfaces (N.Y., Plenum, 1988) p. 299
  20. Н.Т. Баграев, А.Д. Буравлев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, В. Гельхофф, В.К. Иванов, И.А. Шелых. ФТП, 36, 462 (2002)
  21. P.S. Zalm. Rep. Progr. Phys., 58, 1321 (1995)
  22. W. Gehlhoff, N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin. Mater. Sci. Forum, 196--201, 467 (1995)
  23. Bao-xing Li, Pen-lin Cao, Duam-lin Que. Phys. Rev. B, 61, 1685 (2000)
  24. Л.Е. Воробев, Е.Л. Ивченко. Оптические свойства наноструктур, под ред. В.И. Ильина (СПб., Наука, 2001)
  25. J.P. Kotthaus, R. Ranvaud. Phys. Rev. B, 15, 5758 (1977)
  26. Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, А.А. Кудрявцев, А.М. Маляренко, Г.А. Оганесян, Д.С. Полоскин. ФТП, 43 ( 11), 5993 (2009).
  27. A. Slaoui, E. Fogarassay, J.C. Muller, P. Siffert. J. Physique Colloq., C5 44, 65 (1983)
  28. P.W. Anderson. Phys. Rev. Lett., 34, 953 (1975)
  29. A.S. Alexandrov, N.F. Mott. Rep. Progr. Phys., 57, 1197 (1994)
  30. M. Kastner, D. Adler, H. Fritzsche. Phys. Rev. Lett., 37, 1504 (1976)
  31. G.D. Watkins. Negative-U properties for defects in solids, Festkoerperprobleme, 24, 163 (1984)
  32. N.T. Bagraev, V.A. Mashkov. Sol. St. Commun., 51, 515 (1984)
  33. N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko. J. Phys.: Condens. Matter, 20, 164202 (2008)
  34. O. Trovarelli, M. Weiden, R. Muller-Reisener, M. Gomez-Berisso, P. Gegenwart, M. Deppe, C. Geibel, J.G. Sereni, F. Steglich. Phys. Rev. B, 56, 678 (1997)
  35. E. v Simanek. Sol. St. Commun., 32, 731 (1979)
  36. C.S. Ting, D.N. Talwar, K.L. Ngai. Phys. Rev. Lett., 45, 1213 (1980)
  37. A. Alexandrov, J. Ranninger. Phys. Rev. B, 24, 1164 (1981)
  38. B.K. Chakraverty. J. Physique, 42, 1351 (1981)
  39. A.K. Geim, K.S. Novoselov. Nature--Materials, 6, 183 (2007)
  40. N.R. Werthamer, E. Helfand, P.C. Hohenberg. Phys. Rev., 147, 295 (1966)
  41. В.В. Шмидт. Введение в физику сверхпроводников (М., Наука, 1982) с. 164
  42. D.Y. Vodolazov, D.S. Golubovic, F.M. Peeters, V.V. Moshchalkov. Phys. Rev. B, 76, 134 505 (2007)
  43. C.C. de Souza Silva, J. van de Vondel, M. Morelle, V.V. Moshchalkov. Nature, 440, 651 (2006)
  44. N.T. Bagraev, V.K. Ivanov, L.E. Klyachkin, I.A. Shelykh. Phys. Rev. B, 70, 155 315 (2004)
  45. H. Suderow, E. Bascones, A. Izquierdo, F. Guinea, S. Vieira. Phys. Rev. B, 65, 100 519 (2002)
  46. O. Fisher, M. Kugler, I. Maggio-Aprile, Ch. Berthod, Ch. Renner. Rev. Mod. Phys., 79, 353 (2007)
  47. R. Laiho, M.M. Afanasjev, M.P. Vlasenko, L.S. Vlasenko. Phys. Rev. Lett., 80, 1489 (1998)
  48. N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlohoff, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, V.V. Romanov. Physica B, 340--342, 1078 (2003)
  49. N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, A.M. Malyarenko, V.V. Romanov, Physica B, 340--342, 1074 (2003)
  50. V.L. Ginzburg. Phys. Lett., 13, 101 (1964)
  51. P. Fulde, R.A. Ferrell. Phys. Rev., 135, A550 (1964)
  52. А.И. Ларкин, Ю.Н. Овчинников. ЖЭТФ, 47 (1964)
  53. N.T. Bagraev, V.A. Mashkov. Sol. St. Commun., 65, 1111 (1988).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.