Теория осцилляций СТМ кондактанса, обусловленных дефектами под поверхностью

· Исследована проводимость точечного туннельного контакта, в присутствии вблизи него единичного дефекта. Показано, что кондактанс контакта G является осциллирующей функцией приложенного напряжения V и расстояния между контактом и дефектом. Теоретически обоснован новый неразрушающий метод дефектоскопии проводников, позволяющий определить положение дефектов под поверхностью металла с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) [1].

· Проанализировано влияние анизотропии поверхности Ферми на  осцилляции кондактанса точечного туннельного контакта G, в присутствии вблизи него единичного дефекта. Показано, что период и амплитуда осцилляций определяются локальной геометрией Ферми поверхности. Сформулированы оптимальные условия определения положения дефектов в металлах с замкнутой и открытой поверхностью Ферми с помощью СТМ [2, 4].

· Изучено влияние квантующего магнитного поля на кондактанс точечного туннельного контакта в присутствии точечного дефекта. Предсказано существование нового типа  магнито-квантовых осцилляций кондактанса, амплитуда и период которых зависят от расстояния между контактом и дефектом [3].

 · В приближении s-волнового рассеяния найден нелинейный по напряжению V кондактанс G(V) точечного туннельного контакта в присутствии в близи него единичного дефекта. Численные расчеты проведены для модели s-волнового сдвига фазы, описывающего резонансное Кондо рассеяние. Показано, что многократное рассеяние электронов магнитной примесью (после отражений от границы образца) играет определяющую роль в зависимости G(V) вблизи Кондо резонанса. Мы показали, что знак и форма Кондо аномалии зависят от расположения дефекта относительно контакта [5].

· Теоретически исследован кондактанс точечного туннельного контакта между нормальным металлом и сверхпроводником, и проанализирована роль интерференционных эффектов, обусловленных рассеянием квазичастиц на единичном немагнитном дефекте. Показано, что амплитуда осцилляций контактанса существенно увеличивается, если приложенное к контакту смещение eV близко к величине щели сверхпроводника D  [6].

 · Изучено влияние единичного магнитного кластера в немагнитном металле  на спиновый ток j_s и поток заряда j вблизи ферромагнитного контакта спин - поляризованного сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Мы показали, что квантовая интерференция между электронными волнами, инжектируемыми из контакта СТМ и волнами, рассеянными кластером, приводит к появлению компонент спинового тока j_s, которые перпендикулярны исходному направлению поляризации.  Рисунок демонстрирует сильно неоднородное распределение одной из этих компонент вблизи контакта. Мы предсказали сильный магнето - ориентационный эффект: осцилляции кондактанса могут увеличиваться, уменьшаться или даже исчезать при изменении направления магнитного момента кластера внешним магнитным полем [7].

1. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., Omelyanchouk A.N., Otte A.F.,  van Ruitenbeek J.M. Method to determine defect positions below a metal surface by STM // Phys. Rev. B, 71, № 11, 115430 (2005).
2. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., Otte A.F.,  van Ruitenbeek J.M. Signature of Fermi surface anisotropy in point contact conductance in the presence of defects // Phys. Rev. B, 74, № 8, 085411 (2006) .
3. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., Otte A.F., van Ruitenbeek J.M. Magneto-quantum oscillations of the conductance of a tunnel point-contact in the presence of a single defect // Phys. Rev. B, 75, № 12, 125411 (2007).
4. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., Roobol S.B., and  van Ruitenbeek J.M. Conductance of a tunnel point contact of noble metals in the presence of a single defect // ФНТ, 34, № 3, 268 (2008).
5. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., van Ruitenbeek J.M. The signature of subsurface Kondo impurities in the local tunnel current // J.Phys.: Cond. Mat., 20, № 11, 115208 (2008).
6. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., van Ruitenbeek J.M. Influence of a single defect on the conductance of a tunnel point contact between a normal metal and a superconductor // ФНТ, 34, № 11, 1184 (2008).
7. Avotina Ye.S., Kolesnichenko Yu.A., van Ruitenbeek J.M. Magneto-orientation and quantum size effects in spin-polarized STM conductance in the presence of a subsurface magnetic cluster // Phys. Rev. B, 80, № 11, 115333 (2009).