Физики изучили формирование спонтанных токов на поверхности сверхпроводников

Сотрудники Научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ) имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В.Ломоносова описали явление формирования спонтанных токов на поверхности p-волновых сверхпроводников и характер протекания таких токов в зависимости от типа поверхности. О своей работе ученые рассказали в статье, которая была опубликована в журнале Superconductor Science and Technology. 

«Основной вывод состоит в том, что некачественная поверхность p-волнового материала с различными шероховатостями и металлическими поверхностными слоями приводит к подавлению спонтанных токов, а также к их выталкиванию от границы вглубь сверхпроводника», — рассказал Сергей Бакурский, автор статьи, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела микроэлектроники НИИЯФ МГУ.

Данная теоретическая работа выполнена в рамках микроскопического подхода на основе квазиклассических уравнений Эйленбергера. Большую часть точных расчетов ученые выполнили численно, однако в статье также предложен качественный метод оценки спонтанных токов на основе сравнения амплитуды спаривания падающих и отраженного от границы потоков частиц.

«Исследование p-волновых сверхпроводников является одной из наиболее перспективных тем физики твердого тела в связи с их топологическими свойствами, например формирующимися на их поверхности состояниями в подщелевой зоне со специфичным законом дисперсии. Однако на настоящий момент экспериментальные исследования материалов, например Sr₂RuO₄, с предположительно p-волновой симметрией часто не соответствуют или даже противоречат теоретическим предсказаниям. Так, при изучении Sr₂RuO₄ не были обнаружены спонтанные поверхностные токи, предсказанные теоретически. Наша работа рассматривает возможные причины исчезновения поверхностных токов за счет неидеальности границы. Также в рамках работы мы обсуждаем методы, которые помогут установить объемные характеристики материала по его поверхностным свойствам», — заключил ученый.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Московского физико-технического института.