Эффект близости и эффект Джозефсона в микроструктурах на основе многозонных сверхпроводников (Обзор)

Abstract

Возникнув в 50-е годы ХХ века многозонная сверхпроводимость длительное время рассматривалась как приближенная модель в виде обобщения теории БКШ на случай двух зон для более точного количественного описания свойств и характеристик сверхпроводников, таких как купраты, тяжелофермионные соединения, борокарбиды, фуллериды, рутенат стронция и др. ввиду их сложной кусочно-непрерывной поверхности Ферми. Однако обнаружение многозонной структуры сверхпроводящего состояния в дибориде магния в 2001 г. и оксипниктидах и халькогенидах железа в 2008 г. привело к появлению большого количества работ, в которых были заново исследованы эффекты и различные зависимости, хорошо известные для обычных однозонных s-волновых сверхпроводников. Основная цель этих исследований заключается в выявлении типа симметрии параметра порядка, дающего важную информацию о механизме спаривания куперовских пар в данных сверхпроводниках. Одним из наиболее эффективных способов получения информации о симметрийных свойствах параметра порядка в многозонных сверхпроводниках являются фазочувствительные методики. Данный обзор суммирует результаты теоретических и экспериментальных исследований эффекта близости и эффекта Джозефсона в системах на основе многозонных сверхпроводников, контактирующих с нормальными металлами, изоляторами и другими сверхпроводниками

Виникнувши в 50-і роки ХХ століття багатозонна надпровідність тривалий час розглядалася спочатку як наближена модель у вигляді узагальнення теорії БКШ на випадок двох зон для більш точного кількісного опису властивостей та характеристик надпровідників таких, як купрати, тяжкоферміонні сполучення, борокарбіди, фулериди, рутенат стронцію та інші, оскільки вони мають складну кусково-безперервну поверхню Фермі. Однак виявлення багатозонної структури надпровідного стану у дибориді магнію в 2001 р. та оксіпніктідах і халькогенідах заліза в 2008 р. привело до появи великої кількості робіт, в яких було знову досліджено ефекти та різні залежності, які добре відомі для звичайних однозонних sхвильових надпровідників. Основна мета цих досліджень полягає у виявленні типу симетрії параметра порядку, що дає важливу інформацію про механізм спарювання куперівських пар в даних надпровідниках. Одним з найбільш ефективних способів отримання інформації щодо симетрійної властивості параметра порядку в багатозонних надпровідниках є фазочутливі методики. Даний огляд підсумовує результати теоретичних та експериментальних досліджень ефекту близькості та ефекту Джозефсона в системах на основі багатозонних надпровідників, що контактують з нормальними металами, ізоляторами та іншими надпровідниками

Emerging in the 1950s, the multiband superconductivity has been considered for a long time as an approximate model in the form of a generalization of the BCS theory to the case of two bands for a more accurate quantitative description of the properties and characteristics of such superconductors as cuprates, heavy fermions compounds, metal boron carbides, fullerides, strontium ruthenate etc. due to their complex piecewise-continuous Fermi surfaces. However the discovery of the multiband structure of the superconducting state in magnesium diboride in 2001 and iron oxypnictides and halides in 2008 led to the appearance of many papers in which effects and different dependences well known for usual one-band s-wave superconductors were re-examined. The main purpose of these studies was to reveal the symmetry type of the order parameter, which provides an important information about the mechanism of Cooper pairing in these superconductors. One of the most effective methods of obtaining information on the symmetry properties of the order parameter in the multiband superconductors is phase-sensitive techniques. This review summarizes the results of theoretical and experimental studies of the proximity and Josephson effects in systems based on multiband superconductors in contact with normal metals, insulators and other superconductors.