Т.И. Батурина, Н.М. Щелкачёв, А.А. Голубов, В.М. Винокур
Лаборатория физики и технологии структур на основе полупроводников А3В5
Московский Физико-Технический Институт, кафедра теоретической физики.
Faculty of Science and Technology and MESA+Institute of Nanotechnology, University of Twente, Enschede, The Netherlands
Argonne National Laboratory, USA.
При экспериментальном исследовании неравновесного транспорта в структурах, представляющих собой субмикронное сужение в тонкой сверхпроводящей плёнке, во флуктуационной области по температуре, обнаружено нетривиальное поведение зависимостей дифференциального сопротивления от напряжения смещения (dV/dl- V), состоящее в изменении знака второй производной при V=0 с положительного на отрицательный и опять на положительный в узком температурном интервале.
Слева: эволюция двух первых энергетических уровней ε0 и ε1 при приложении напряжения V(в единицах энергии Таулесса Еγ hD/L2, где D - коэффициент диффузии, L - длина проволоки). Правая вставка показывает изменение собственных функций при проходе по напряжению через точку бифуркации. Ассиметричная функция отвечает нарушению РТ-инвариантности. Справа: результаты эксперимента (символами) и теоретические зависимости (сплошные чёрные кривые).
Установлено, что такая температурная эволюция вида зависимостей dV/dI- V определяется длиной сужения: для относительно коротких и относительно длинных сужений наблюдается стандартный вид dV/dl- V с положительным знаком второй производной во всей температурной области. Теоретически рассмотрен вопрос о динамике сверхпроводящих флуктуаций в квазиодномерной сверхпроводящей проволоке в рамках РТ-симметрийного подхода, базирующегося на неэрмитовом характере эффективного гамильтониана во флуктуационной области. Вычислены зависимости собственных значений от приложенного напряжения и найдены (1) область неравновесного, но стационарного решения, когда флуктуационные куперовские пары выживают в присутствии электрического поля, что отвечает сохранению РТ-симметрии, и (2) точка бифуркации, отвечающая напряжению, при котором нарушается РТ-инвариантность. Исследовано влияние отсутствия пространственной симметрии (Р-инвариантности) на спектр собственных значений. Вычислены неравновесные флуктуационные вклады Асламазова-Ларкина и Маки-Томпсона в дифференциальное сопротивление сверхпроводящей слабой связи. Показано, что развитая теория не только качественно, но и количественно прекрасно описывает экспериментальные данные.
