Исследование андреевской проводимости структур сверхпроводник-изолятор-нормальный металл

Исследована андреевская подщелевая проводимость при температурах 0.08–0.2 К для тонкопленочных туннельных структур сверхпроводник (алюминий) – изолятор – нормальный металл (медь, гафний или алюминий, сверхпроводимость которого подавлена подслоем железа). Были проведены измерения в магнитном поле, направленном по нормали к поверхности структуры или в ее плоскости. Вольт-амперные
характеристики исследованных образцов описываются суммой подщелевого андреевского тока, доминирующего в отсутствие поля при напряжениях на структуре U < (0.2–0.4)Δc/e (Δc — энергетическая гель сверхпроводника) и одночастичного туннельного тока, доминирующего при больших напряжени-
ях. Андреевский ток с точностью измерений 1–2 % отвечает формуле In Is = Kn th(eU/2kTeff ) Ks(eU/Δc)/ 1 − eU/Δc, следующей из теории, учитывающей мезоскопические явления, при надлежащем подборе эффективной температуры Teff и не зависящих ни от температуры, ни от магнитного поля параметров Kn и Ks (диффузионное движение электронов соответственно в нормальном металле и сверхпроводнике). Значение Kn по порядку величины соответствует теоретическому, однако значение Ks превышает его в десятки раз. Величина Teff в отсутствие магнитного поля для меди и гафния близка к температуре образца, а для алюминия с подслоем железа в несколько раз больше нее. Для структур с медью при T = 0.08–0.1 К в магнитном поле B = 200–300 Гс, параллельном плоскости образца, эффективная температура Teff возрастает до 0.4 К, а в перпендикулярном плоскости образца поле B⊥ ≈ 30 Гс — до 0.17 К. Вбольших полях не удается надежно выделить андреевскую проводимость на фоне одночастичного тока. Для структур с гафнием и алюминием с подслоем железа влияние магнитного поля не обнаружено.