Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english


Supraconductibilitatea reversibilă în nanostructuri supraconductibile pe bază de Niobiu şi aliaj de Cupru-Nickel


Autor: Morari Roman
Gradul:doctor în ştiinţe fizico-matematice
Specialitatea: 01.04.07 - Fizica stării condensate
Anul:2012
Conducător ştiinţific: Anatolie Sidorenko
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Inginerie Electronica şi Nanotehnologii "D. Ghiţu"
Instituţia: Institutul de Inginerie Electronica şi Nanotehnologii "D. Ghiţu"
CSS: DH 24-01.04.07
Institutul de Inginerie Electronica şi Nanotehnologii "D. Ghiţu"

Statut

Teza a fost susţinută pe 6 februarie 2012 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 5 aprilie 2012

Autoreferat

Adobe PDF document0.76 Mb / în română
Adobe PDF document0.88 Mb / în română

Cuvinte Cheie

supraconductor, pelicule subţiri, temperatură critică, oscilaţii, stare-LOFF, supraconductibilitate reversibilă, spintronică

Adnotare

Structura tezei: Teza de doctor constă din introducere, patru capitole, concluzii şi lista literaturii citate ce conţine 116 referinţe. Lucrarea conţine 129 pagini de text, 58 de figuri şi 4 tabele.

Numărul de publicaţii le temă: În baza acestor cercetări au fost publicate 43 de lucrări, inclusiv două capitole în monografii, 6 articole ştiinţifice în reviste, 36 rezumate la conferinţe, 3 dintre care fără coautori şi un brevet de invenţie.

Domeniul de cercetare: Supraconductibilitatea în structuri hibride, spintronica. Scopul lucrari ştiinţifice: a stabili condiţiile de manifestare şi reproducere a oscilaţiilor temperaturii critice şi a efectului de supraconductibilitate reversibilă in structuri stratificate supraconductor/feromagnet în funcţie de grosimea materialului feromagnetic; a determina recomandări practice referitor la utilizarea rezultatelor obţinute la fabricarea dispozitivelor pentru spintronica supraconductoare.

Obiectivele studiului: Elaborarea unei tehnologii speciale de depunere magnetron pentru a obţine straturi cu parametrii dirijaţi şi strict reproductibili; Investigarea morfologiei, microstructurii, compoziţiei elementare a probelor la nivelul rezoluţiei atomare în scopul optimizării parametrilor; Investigarea proprietăţilor supraconductoare ale peliculelor separate şi a nanostructurilor stratificate supraconductor/feromagnet; Compararea rezultatelor obţinute cu teoria efectului de proximitate, precum şi cu teoria supraconductibilitaţii reversibile în structuri stratificate supraconductor/feromagnet.

Noutatea şi originalitatea ştiinţifică: Elaborarea unei tehnologii originale de depunere în vid a nanostructurilor atomar netede, care permite untr-un singur ciclu de depunere magnetron să se obţină un set de nanostructuri bistratificate supraconductoare cu grosimea variabilă a straturilor în bază de niobiu şi aliaj de cupru-nichel cu parametrii dirijaţi şi strict identici.

Pentru prima dată au fost stabilite condiţiile în care se produce efectul de reversibilitate a supraconductibilităţii în structurile hibrid stratificate supraconductor/feromagnet; au fost elaborate criteriile de bază şi caracteristicile necesare probelor pentru producerea efectului în sisteme bistratificate S/F în bază de niobiu şi aliajul feromagnetic din nichel şi cupru.

Principala problemă ştiinţifică şi tehnică rezolvată: Utilizînd o tehnologie specială, elaborată pe baza despozitivului de pulverizare magnetronică în vid, s-a reuşit obţinerea nanostructurilor stratificate în bază de supraconductor (niobiu) – ferromagnet (aliaj cupru-nichel), în care a fost depistat experimental efectul dublu reentrance a supraconductibilităţii.

Valoarea practică: Utilizarea tehnologiei perfecţionate permite obţinerea nanostructurilor stratificate în bază de supraconductor şi ferromagnet cu parametrii dirijaţi şi reproductibili, necesari în spintronica supraconductoare. A fost soluţionată problema de protectie a nanostructurilor fabricate prin pasivare, asigurînd stabilitate în timp a parametrilor elementelor obţinute.

Cuprins


1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СВЕРХПРОВОДИМОСТИ СЛОИСТЫХ СТРУКТУР
  • 1.1 Основные положения однородного сверхпроводящего состояния
    • 1.1.1 Сверхпроводимость - Основные экспериментальные факты
    • 1.1.2 Теория Гинзбурга-Ландау
    • 1.1.3 БКШ- квантовая теория сверхпроводящего состояния
  • 1.2 Сосуществование сверхпроводящего и магнитного упорядочения
    • 1.2.1 Свойства и характеристика LOFF состояния
    • 1.2.2 Гипотеза Буздина-Радовича, LOFF-подобное состояние в слоистых структурах
    • 1.2.3 Уравнения Узаделя
    • 1.2.4 Эффект близости: сверхпроводник – нормальный металл и сверхпроводник-ферромагнетик
    • 1.2.5 Формализм Узаделя и граничные условия
  • 1.3 Экспериментальные попытки обнаружения квазиодномерного LOFF состояния. Дальнейшее развитие теории «осцилляций Буздина-Радовича».
    • 1.3.1 Квазиодномерное LOFF состояние – эксперименты и анализ
    • 1.3.2 Границы применимости модели Буздина-Радовича
    • 1.3.3 Развитие теории S/F гибридных структур, модель Тагирова с граничными условиями Куприянова-Лукичева
  • 1.4 Выводы к главе 1

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ, АППАРАТУРА И ПРИГОТОВЕЛНИЕ ОБРАЗЦОВ
  • 2.1 Выбор материалов: Ниобий и сплав Cu1-xNix
  • 2.2 Магнетронное напыление пленок Nb, CuNi и наноструктур Nb/CuNi. Методика приготовления проводящих пленок переменной толщины
  • 2.3 Прецизионная резка образцов
  • 2.4 Аппаратура для низкотемпературных измерений (криокулер, криостат растворения)
  • 2.5 Выводы к главе 2

3. МОРФОЛОГИЯ И СТРУКТУРА ОБРАЗЦОВ.
  • 3.1 Определение состава образцов послойным стравливанием пленок и Оже-спектрометрией.
  • 3.2 Определение толщины и концентрации с помощью Обратного Резерфордовского Рассеяния (RBS)
  • 3.3 Поверхностный анализ с помощью Сканирующего Электронного Микроскопа (SEM)
  • 3.4 Поверхностный анализ, с помощью Атомного и Магнитно-Силового Микроскопа (AFM и MFM)
  • 3.5 Трансмиссионная Электронная Микроскопия (TEM)
  • 3.6 Выводы к главе 3

4. КВАЗИОДНОМЕРНОЕ ЛОФФ СОСТОЯНИЕ В НАНОСТРУКТУРАХ Nb/CuNi
  • 4.1 Резистивные сверхпроводящие переходы наноструктур ниобий/никель-медь
  • 4.2 Осцилляции критической температуры TC и возвратная сверхпроводимость, как доказательство возникновения квазиодномерного LOFF состояния
  • 4.3 Определение критической толщины пленок ниобия
  • 4.4 Критические магнитные поля образцов и определение длины когерентности
  • 4.5 Сравнение с теорией неоднородного сверхпроводящего состояния
  • 4.6 Выводы к главе 4

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ