Zbadanie prądu tunelowego w złączach typu metal-nadprzewodnik trypletowy dla wybranych symetrii parametru porządku

Abstract

Jest to praca teoretyczna poświęcona zbadaniu transportu ładunku przez złącze składające się z metalu (w stanie normalnym bądź ferromagnetycznym), izolatora i nadprzewodnika typu p-wave. Przykładem nadprzewodnika o parowaniu trypletowym jest rutenianu strontu ( ). Głównym celem rozprawy było zbadanie wpływu odbicia Andreeva na prąd tunelowy przez złącze. Przedstawiono aktualny stan wiedzy dotyczący symetrii parowania w rutenianu strontu. W rozprawie omówiono ponadto następujące zagadnienia: kwaziklasyczną granicę równań Bogoliubowa, różne symetrie nadprzewodzącego parametru porządku oraz formalizm BTK (Blonder, Tinkham and Klapwijk). Spektroskopia Andreeva odnosi się zbadania różniczkowej całkowitej przewodności tunelowej w zależności od kąta padania i energii padającego elektronu oraz od kierunku ich spinów. Analiza rezultatów pozwala uzyskać informacje zarówno o polaryzacji spinów w prądzie płynącym przez złącze jak również o symetrii parowania w nadprzewodniku. W pracy zostały przedyskutowane następujące zagadnienia fizyczne związane z spektroskopią Andreeva : wpływ kierunku spinu i kątów krytycznych na znormalizowaną całkowitą różniczkową przewodność złącza, wirtualne odbicie Andreeva (VAR), rezonans zachodzący podczas odbicia Andreeva, asymetria prawdopodobieństwa odbicia Andreeva związana z kątami padania elektronów, występowanie maksimum przewodności w przypadku zerowego napięcia (Zero Bias Conductance Peak), wpływ fazy parametru porządku na ZBCP, problem unitarności i nie unitarności parametru porządku oraz wpływ zewnętrznego pola magnetycznego na prąd tunelowy.

This is a theoretical investigation of charge transport through a multi junction. One side of the interface contains normal or ferromagnetic metal, the other is a piece of a triplet superconductor. The representative triplet superconductor is strontium rutheniate . The main objective of the dissertation was to investigate the influence of the Andreev reflection on the tunnelling current flowing through the junction. The following formalisms were discussed: the quasiclassical limit of the Bogoliubov equations and Andreev scattering, BTK (Blonder, Tinkham and Klapwijk). In terms of the Andreev spectroscopy, we examined the dependence of the conductivity versus: energy and the angle of incidence of the incident particle, and the direction of the spins of the incident electrons. An analysis of the tunnelling current leads us either to an estimation of spin polarization in the current or it can provide information about the symmetry of the superconducting order parameter. The following physical issues associated with Andreev spectroscopy were examined: the influence of the spin direction and the critical angles on the normalized differential conductivity, the virtual Andreev reflection (VAR), the resonance in the Andreev reflection and the asymmetry of the tunnelling probability expressed in terms of incident angles, the Zero Bias Conductance Peak (ZBCP), the influence of the phase of the superconductive order parameters on ZBCP, the unitarity and non-unitarity of superconducting order parameters, and the influence of the external magnetic field on the tunnelling current.