Эффекты размерного квантования и локализованной сверхпроводимости в гибридных металлических наноструктурах

Для тонкоплёночных гибридных систем сверхпроводник (S) – ферромагнетик (F) с магнитной связью и крупномасштабной доменной структурой в ферромагнитном слое (слоях) теоретически и экспериментально исследовано зарождение локализованной сверхпроводимости и реализация режима возвратной сверхпроводимости. Методом низкотемпературной сканирующей лазерной микроскопии визуализированы локализованные сверхпроводящие состояния в мезоскопических S/F структурах и наноструктурированных сверхпроводниках (доменная сверхпроводимость, компенсированная сверхпроводимость над магнитными доменами различной полярности и прикраевая сверхпроводимость), а также исследованы переходы между такими состояниями при изменении температуры и внешнего магнитного поля. Для гибридных S/F микромостиков крестообразной формы обнаружена гигантская анизотропия сопротивления, свидетельствующая о формировании непрерывных сверхпроводящих каналов над областями с компенсированным магнитным полем, повторяющих форму магнитных доменов. Для гибридных S/F микромостиков в поле уединённой доменной стенки конечной ширины обнаружена асимметрия критического тока (диодный эффект) в состояниях доменной и компенсированной сверхпроводимости. Развита методика модуляционной сканирующей туннельной спектроскопии, которая позволяет визуализировать области с различной чётностью числа монослоёв, обнаруживать скрытые дефекты в Pb(111) плёнках и отличать артефакты топографических изображений от изображений террас с неквантованным изменением высоты. Для толстых плёнок Pb(111) с террасами квантованной высоты по результатам анализа серии эмиссионных резонансов получена оценка локальной работы выхода, которая не зависит от локальной толщины плёнки и формы иглы.