Транспортные явления в нормальных металлах, сверхпроводниках и системах с сильно коррелированными электронами

Транспортные явления в нормальных металлах и сверхпроводниках

· Обнаружены новые особенности рассеяния электронов проводимости в нормальных металлах в условиях размерного эффекта, в сильных магнитных полях, в зависимости от концентрации примесей и слабой деформации. Изучен эффект увлечения фононов в металлических сэндвичах [1].

· Обнаружена отрицательная дифференциальная проводимость в нормальном металле [2].

· Открыт эффект избыточного сопротивления нормального металла, контактирующего со сверхпроводником [3].

· Изучены термоэдс, флуктуационная проводимость и магнитная восприимчивость высокотемпературных сверхпроводников[4].

· Наблюден эффект Бернулли в сверхпроводящем индии[5].

· Обнаружено зависящее от температуры немонотонное поведение кондактанса  чистого нормального металла вблизи одиночной NS границы, измеренного на зондах, целиком расположенных в нормальной области. Установлена связь эффекта с соотношением между расстоянием от зондов до границы и длиной когерентности время-обратимых возбуждений андреевского типа [6].

· Обнаружены и изучены квантовые магниторезистивные осцилляции с периодом h/2e в проводимости доменной структуры промежуточного состояния различных сверхпроводников (Pb, Sn, In) с макроскопической упругой длиной свободного пробега электронов. В гибридных квазибаллистических двусвязных SNS структурах при температурах T < 4K обнаружены фазочувствительные магнеторезистивные осцилляции при макроскопических размерах монокристаллических нормальных прослоек во всех измерениях и упругой длине свободного пробега электронов того же масштаба (~ 100 мкм), что указывает на наличие макроскопической длины сбоя фазы в чистом металле [7-12].

1. Chiang Yu.N. and Shevchenko O.G. Observation of phonon drag in a metal transmitted across a nonconducting medium // Physica 108B, 883 (1981).
2. Цзян Ю.Н., Логвинов И.И. Наблюдение температурного домена электрического поля в металлическом образце // ФНТ 8, 774 (1982).
3. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г. Измерение сопротивления границы нормальный металл–сверхпроводник (N–S границы) // ФНТ 14, 543 (1988).
4. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г., Панфилов А.С. Термоэдс и флуктуационные эффекты в ВТСП кристаллах висмутовых купратов // ФНТ 18, 1315 (1992).
5. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г. Прямые измерения эффекта Бернулли в сверхпроводниках. ФНТ 22, 669 (1996).
6. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г. Вклад андреевского отражения в увеличение сопротивления нормального металла в биметаллической NS структуре // ЖЭТФ 113, 1064 (1998).
7. Цзян Ю.Н. Квантовые осцилляции сопротивления односвязных образцов Pb и Sn в промежуточном состоянии // Письма в ЖЭТФ 71, 481 (2000).
8. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г. Мезоскопические резистивные квантовые осцилляции в промежуточном состоянии сверхпроводников I рода // ФНТ 27, 1357 (2001); Chiang Yu.N. and Shevchenko O.G. Mesoscopic normal-metal conductivity in the macroscopic NS system // In: High-Tc Superconductors and Related Materials, eds. S.-L. Drechsler and T. Mishonov. Kluwer Academic Publ., p. 447 (2001).
9. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г. Наблюдение подщелевых резистивных осцилляций в двусвязных SNS системах с подавленным эффектом близости // Письма в ЖЭТФ, 76, 794 (2002).
10. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г. Фазочувствительные квантовые эффекты в андреевском кондактансе SNS системы металлов с макроскопической длиной сбоя фазы // ФНТ, 29, 2, 1311 (2003).
11. Chiang Yu.N., Shevchenko O.G., Kolenov R.N. Direct measurements of spin-dependent and coherent effects in conductance of a ferromagnet/ superconductor system (cond-mat/0510352).
12. Chiang Yu.N. and Shevchenko O.G. Phase-sensitive Andreev conductance of an SNS system with the suppressed proximity effect // IJMP, B19, 131 (2005).

Транспортные и электрические свойства систем с сильно коррелированными электронами

· Впервые изучены магнитотранспортные свойства редкоземельных мультислойных структур Er/Sc. Обнаружено увеличение проводимости при температурной перестройке их магнитного упорядочения от антиферромагнитного к ферромагнитному, связанное со спин-зависимым механизмом рассеяния электронов проводимости [1].

· Изучено влияние спинового состояния на термоэдс соединений ReACoO_y (Re=Ho, Er; A = Ca, Sr):
• Обнаружена корреляция между относительным содержанием ионов Co⁴⁺/Co³⁺ и величиной коэффициента Зеебека S , связанная с диспропорционированием ионов Co³⁺ и Co⁴⁺ [2-4].
• Показано, что изменение спинового состояния ионов Co³⁺ и появление подвижных носителей электрических зарядов при введении в состав соединения LaCoO₃ щелочноземельных элементов Sr и Ca и замене La на Ho либо Er существенно улучшает термоэлектрические свойства [2-4].
• Предложен дифференциально-спектрофотометрический метод определения суммарного содержания ионов Co³⁺ и Co⁴⁺ [2-4].

· Исследованы температурные и магнитополевые зависимости электрического сопротивления керамических образцов HoSrCoO и ErSrCoO в области температур от 5 K до комнатной и в магнитных полях до 7кЭ, приложенных перпендикулярно к направлению транспортного тока :
• Наблюдены нелинейная зависимость сопротивления образцов от величины транспортного тока в области малых токов и высокая чувствительность величины сопротивления к слабому магнитному полю[5, 6].
• Магнитосопротивление образцов HoSrCoO в узком интервале температур изменяет знак, пробегая значения от –50% до +120% [5].
• Наблюдено аномальное возрастание проводимости и большой магниторезистивный эффект в узкой области концентраций Er и Sr [6].
• Особенности поведения проводимости и нелинейные эффекты, объяснены с единой точки зрения – магнитоструктурными фазовыми переходами, индуцированными соответствующей концентрацией допантов, температурой и магнитным полем, а также наличием спинзависимого вклада в механизме корреляции электронов, связанной с двойным обменом разновалентными ионами кобальта делокализованными электронами [5, 6].

1. Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г., Коленов Р.Н. Магнитотранспортные свойства искусственных мультислойных структур Er/Sc // ФНТ, 31, 10, 1117 (2005).
2. Хирный В.Ф., Козловский А.А., Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г., Пузиков В.М., Семенов А.В., Гайдук О.В. Влияние спинового состояния ионов Co на термоэдс соединений Ho_x(Er_x) Sr_1-x(Ca_1-x)CoO_3-d // Нові технології, 19, 11 (2008).
3. Хирный В.Ф., Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г., Козловский А.А., Пузиков В.М., Семенов А.В. Влияние спинового состояния ионов Со на проводимость соединений Ho_1-x Sr_xCoO_3-d // Нові технології, 20, 4 (2008).
4. Хирный В.Ф., Козловский А.А., Цзян Ю.Н., Шевченко О.Г., Пузиков В.М., Семенов А.В. Влияние спинового состояния на проводимость соединений кобальта типа RACoO_3-d (R = Ho; A = Sr) // Третя Міжнародна науково-практична конференція „Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології". Тези доповідей. Кременчук-2008, с. 22.
5. Цзян Ю.Н., Хирный В.Ф., Шевченко О.Г., Козловский А.А., Семенов А.В., Пузиков В.М., Дейнека Т.Г. Транспортные свойства кобальтитов, содержащих гольмий // ФНТ, 34, № 11, 1197-1202 (2008).
6.  Цзян Ю.Н., Дзюба M.О., Хирный В.Ф., Шевченко О.Г., Козловский А.А. Электрические свойства эрбиевых кобальтитов // ФНТ, 35, № 11, 1123-1132 (2009).