Влияние ловушек из нормального металла, андреевского отражения и эффекта близости на охлаждение сверхпроводника в СИНИС-структурах

Автор: Чекушкин А.М., Тарасов М.А., Юсупов Р.А., Эдельман В.С., Гунбина А.А.

Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt

Рубрика: Физика

Статья в выпуске: 2 (38) т.10, 2018 года.

Бесплатный доступ

Экспериментально исследованы болометры структуры сверхпроводник-изолятор- нормальный металл-изолятор-сверхпроводник (СИНИС). Подводящие электроды из нормального металла к такой структуре должны выполнять функции ловушек горячих квазичастиц, т.е. теплоотвода. Обнаружено, что теплоотводы из палладия в непосредственной близости со сверхпроводником уменьшают эффективный объем сверхпроводящего алюминия и приводят к его перегреву. Исследована аналогичная серия образцов с подводящими электродами из золота. В этом случае при контакте сверхпроводящего алюминия с золотом на границе образуется барьер, который препятствует подавлению энергетической щели сверхпроводника, однако такая ловушка не улучшает теплоотвод. Поскольку исследованные ловушки из нормального металла не обеспечивают достаточного охлаждения, была сделана оценка перегрева в зависимости от объема сверхпроводника. По нашим оценкам в образце с объемом сверхпроводящего алюминия 14 мкм3 перегрев практически отсутствует по сравнению с образцом с объемом сверхпроводника 0.2 мкм3 с перегревом до 480 мК от фононной температуры 280 мК. Показано, что для улучшения охлаждения сверхпроводника наиболее эффективным методом является увеличение объема сверхпроводящего алюминия, что способствует разбавлению горячих квазичастиц и уменьшению перегрева.

Еще

Ловушка из нормального металла, андреевское отражение, эффект близости, син-переход, болометры

Короткий адрес: https://sciup.org/142215043

IDR: 142215043

Список литературы Влияние ловушек из нормального металла, андреевского отражения и эффекта близости на охлаждение сверхпроводника в СИНИС-структурах

  • O’Neil G.C., Lowell P.J., Underwood J.M., Ullom J.N. Measurement and modeling of a large-area normal-metal/insulator/superconductor refrigerator with improved cooling//Phys. Rev. B. 2012. V. 85. P. 134504. DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.134504.
  • Tarasov M., Kuzmin L., Fominsky M., Agulo I., Kalabukhov A. Electron cooling in a normal-metal hot-electron bolometer//JETP Letters. 2003. V. 78. N 11. P. 714. PACS numbers: 07.57.Kp; 74.50.+r
  • Kuzmin L., Agulo I., Fominsky M., Savin A., Tarasov M. Optimization of electron cooling by SIN tunnel junctions//Supercond. Sci. Technol. 2004. S400-S405. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-2048/17/5/062
  • Pekola J., Anghel D., Suppula T. Trapping of quasiparticles of a nonequilibrium superconductor//Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. N 19. P. 2782 DOI: https://doi.org/10.1063/1.126474
  • Nguyen H., Pascal L., Peng Z. Sub-50-mK Electronic Cooling with Large-Area Superconducting Tunnel Junctions//Rev. Phys. Appl. 2014. V. 2. P. 054001 DOI: 10.1103/PhysRevApplied.2.054001
  • Nguyen H., Aref T., Kauppila V. Trapping hot quasi-particles in a high-power superconducting electronic cooler//New Journal of Physics. 2013. V. 15. P. 085013 DOI: 10.1088/1367-2630/15/8/085013
  • Андреев А.Ф. Теплопроводность промежуточного состояния сверхпроводников. ЖЭТФ. 1964. T. 46. C. 1823.
  • Tarasov M., Edelman V., Mahashabde S., Kuzmin L. Optical Response of Superconductor-Insulator-Normal Metal-Insulator-Superconductor Tunnel Structures//JETP. 2014. V. 119. N 1. P. 107 DOI: 10.1134/S106377611406020X
Еще
Статья научная