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アンドレーエフ反射.

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1 アンドレーエフ反射

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14 アンドレーエフ反射 N S 電子 ⊿ クーパー対 ホール 反射されたホールは超伝導相の位相を受け取る T = 0 におけるコンダクタンス特性
Z =5.0 Z = 0 Z = 0.5 Z = 1.5

15 d 波におけるアンドレーエフ反射 N S ホール θ 反射A 反射B N I N′ S 電子的準粒子 電子 α x x ホール的準粒子 電子
アンドレーエフ束縛状態の形成 反射A 反射B N I N′ S

16 ・α = 45°にピークをもついくつかの報告 ・0°<α<45°についての初めての研究

17 実験 ・PLDを使って薄膜を作製 ・Tc~90K ・厚さ~200nm ・Ag端子の幅は20μmか50μmで統一 ・α=10°、15°、24°、 30°、45°、90° ランプエッジ接合 Ag CeO2 YBCO

18 結果 ・dx2-y2対称性を示す ・α=90°では0°と同じく コンダクタンスは小さい ・0°と90°で小さいピークが見られるが、接合面での結晶の欠陥か表面の荒さ ・他の対称性の可能性は?  dxy, dx2-y2 +is, extended s  →全て結果と合わない 4.2K

19 接合の均質性 ・幅を50μm,10μm,5μm,1μmと変えて測定 ・いずれにもピークが見られる →接合は均質 ・ピークの減少は幅に応じた、アンドレーエフ反射の減少による

20 ・α=30°にギャップが2つあるように見える   V=25mV, 15mV ・計算しなおしてみると、α=30°で、2つのギャップのようなものが見える(左上挿入図) ・別のギャップか、別のアンドレーエフ反射によるものか ・温度依存性はBCSによく合う(右上挿入図)

21 ・理論的には30°~45°にギャップ的な構造が見える
・接合面がきれいでないため、共鳴ではなく拡散が起こっており、そのためd波の要素が減り、s波の要素が生じるという計算もある →実験結果と、コンダクタンスについては合うが、αや温度については合わない ・dx2-y2は明らか

22 Admixtures to d-wave gap symmetry
in untwinned YBa2Cu3O7 superconducting films measured by angle-resolved electron tunneling H.J.H Smilde et al . Cond-mat/

23 ・YBCOの秩序変数について、これまでの様々な研究
ex) ⊿Y∥b/⊿Y∥a =1.5 ・副次的秩序変数については明らかでない ・ab面内での細かい角度での測定もない YBCOの双晶と非双晶の薄膜を使い、S/N/S接合を作り、その比較から異方性を考える

24 実験 ・YBCO膜厚 170nm ・Tc≧89K ・YBCO/Au/Nbの  S/N/S接合 ・5°ずつ ・(010)を0°とする ・端子の幅は4μm Nb Au SrTiO3 YBCO SrTiO3

25 結果 ・dx2-y2波対称性を示す ・非双晶ではノードが50°に見える →s波が混在している証拠 ・ノード方向のJcが(ほぼ)0
→is波やidxy波の混在は(ほぼ)ない ・Jc∥b/Jc∥a~1.8  IcRn∥b/IcRn∥a~1.22

26 IcRnを見積もるためにSINSモデルを考える
 I ; YBCO/Auのバリア           ≫Au,Au/Nbの抵抗 ・ρAu~4.6μΩ cm ・lAu~18nm ・ξAu~49nm ・RI>10-8Ωcm2 →YBCO/Auの透過率は小さい RBA/ρAuξAu≧440 フェルミ速度の差が小さいとして Au/Nbの透過率は大きい ρAuξAu/ρNbξNb<20 → ⊿Y∥b/⊿Y∥a< IcRn/IcRn ~1.22            ⊿Y/⊿Nb≪0.1を使っている            これを増やすと、 ⊿Y∥b/⊿Y∥aが急激に増大            → Au/Nbの透過率に依存

27 dx2-y2を基本として、等方的、異方的s波が加わった構造を考える
⊿=⊿0cos2(η)∑i=02ci[cos2(θ)-sin2(θ)]i i=1 dx2-y2波、 i=0 等方的s波、 i=2 異方的s波 c1 > c0, c2 c1 + c0 + c2 =1 ⊿Y∥b/⊿Y∥a ~1.5を使う c0=0.15, c1=0.83, c2=0.02

28 κ→∞のとき、⊿Y0=6.4meV 6.4meV< ⊿Y0 <0.5eVの範囲では 13.6< ρAuξAu/ρNbξNb <18 → Au/Nbの抵抗は RBA~0.36±0.05nΩcm2 →実験結果からは⊿Yが正確には求まらない →fittingにより⊿Y0 =44mV~500K      ρAuξAu/ρNbξNb=16.8

29 83%のdx2-y2波、15%の等方的s波、2%の異方的s波の
秩序変数をもつ( ⊿Y∥b/⊿Y∥a ~1.5に対応)


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