Стимуляция сверхпроводимости микроволновым облучением в широких пленках олова (Обзор)

Abstract

Обзор посвящен экспериментальному исследованию в сверхпроводящих пленках явления стимуляции сверхпроводимости микроволновым облучением. Проанализировано влияние мощности, частоты микро-волнового облучения, а также температуры и ширины сверхпроводящих пленок на поведение экспериментальных зависимостей стимулированных критического тока и тока, при котором исчезает вихревая структура резистивного состояния и возникает первая линия проскальзывания фазы. Экспериментальные исследования пленок различной ширины показали, что эффект стимуляции сверхпроводимости микроволновым полем является общим и наблюдается как в случае однородного (узкие пленки), так и неоднородного (широкие пленки) распределения сверхпроводящего тока по ширине пленки. Показано, что при стимуляции сверхпроводимости в широкой пленке возрастает не только критический ток и критическая температура, но и максимальный ток существования вихревого состояния пленки. Установлено, что эффект стимуляции сверхпроводимости микроволновым облучением в широких пленках можно описать теорией Элиашберга, которая применялась для объяснения аналогичного явления в узких каналах. Впервые экспериментально установлено, что с увеличением ширины пленки резко сужается интервал значений мощности облучения, при которых наблюдается эффект стимуляции сверхпроводимости, а следовательно, и вероятность его обнаружения.

Огляд присвячено експериментальному дослідженню в надпровідних плівках явища стимуляції надпровідності мікрохвильовим опроміненням. Проаналізовано вплив потужності, частоти, а також температури і ширини надпровідних плівок на поведінку експериментальних залежностей стимульованих критичного струму та струму, при якому зникає вихорова структура резистивного стану і виникає перша лінія проковзування фази. Експериментальні дослідження плівок різної ширини показали, що ефект стимуляції надпровідності мікрохвильовим полем є загальним і спостерігається як у разі однорідного (вузькі плівки), так і неоднорідного (широкі плівки) розподілу надпровідного струму по ширині плівки. Показано, що при стимуляції надпровідності в широкій плівці зростає не лише критичний струм і критична температура, але і максимальний струм існування вихорового стану плівки. Встановлено, що ефект стимуляції надпровідності мікрохвильовим опроміненням в широких плівках можна описати теорією Еліашберга, яка застосовувалася для пояснення аналогічного явища у вузьких каналах. Уперше експериментально встановлено, що зі збільшенням ширини плівки різко звужується інтервал значень потужностей опромінення, при яких спостерігається ефект стимуляції надпровідності, а отже, і можливість його виявлення.

The review concerns the experimental investigation of microwave enhancement of superconductivity by microwave irradiation in superconducting films. The measured dependences of the enhanced critical current and the current at which the resistive-state vortex structure disappears and the first phase-slip line ap-pears have been analyzed as a function of microwave radiation power and frequency, temperature and su-perconducting film width. It is found that the micro-wave enhancement of superconductivity is common to films of various widths and occurs in both cases of homogeneous (narrow films) and inhomogeneous (wide films) distributions of the superconducting cur-rent over the film width. It is shown that the supercon-ductivity enhancement in a wide film increases the critical current, the critical temperature and the maxi-mum current at which the vortex state can exist in the film. The phenomenon of superconductivity enhance-ment by microwave irradiation in wide films can be described in terms of the Eliashberg theory, which was used earlier to explain a similar phenomenon in nar-row channels. It was experimentally found for the first time that the interval of irradiation power in which the superconductivity enhancement was observed, became narrower with increasing film width, what impairs the probability of its detection.