2.Эффект спинового клапана для сверхпроводящего тока в тонкопленочной слоистой системе сверхпроводник/полуметалл

Цель: изучение возможности создания сверхпроводящего cпинового клапана для будущих нужд сверхпроводниковой спинтроники. Под сверхпроводящим спиновым клапаном имеется в виду слоистая тонкопленочная структура, состоящая из одного сверхпроводящего (С) слоя и двух ферромагнитных (Ф) слоев. Сверхпроводящий ток, протекающий через эту конструкцию, может быть включен или выключен с помощью небольшого магнитного поля, приложенного в том или ином направлении. Анализ недавних результатов исследований в этой области показывает, что к моменту начала проекта использование простых элементных сверхпроводников и ферромагнетиков в качестве конструкционных материалов для спинового клапана, основанного на эффекте близости С/Ф, исчерпало свои функциональные возможности в смысле рекордных величин эффекта сверхпроводящего спинового клапана. Таким образом, встает проблема поиска комбинаций экзотических материалов. В качестве экзотических ферромагнетиков использовали сплав Хойслера (Heusler alloy) Co₂CrₓFe₁₋ₓAl, который при правильных режимах приготовления и правильном составе является полуметаллом (т.е. ферромагнетиком со 100%-ной поляризацией зоны проводимости). Высокая поляризация зоны проводимости в ферромагнитном слое будет препятствовать проникновению в него синглетной компоненты сверхпроводящего конденсата. При этом триплетная компонента будет проникать в полуметалл легко, как и в немагнитный металл. Насколько известно, эффект близости в системе сверхпроводник/полуметалл до сих пор не исследовался. В качестве экзотического сверхпроводника использовали FeSe, у которого Тс повышается от 8 до 40 - 50 К при уменьшении толщины пленок до моноатомных масштабов. Причина такого поведения Тс пока окончательно не установлена. Экспериментально информация по проекту получена с помощью измерений температуры сверхпроводящего перехода Тс по изменению электросопротивления на постоянном токе и изучения магнитных свойств ферромагнитных слоев путем измерения намагниченности с помощью СКВИД-магнитометра. Для проведения транспортных измерений был разработан и создан специальный заливной криостат, позволяющий производить измерения в диапазоне температур 1,8 - 300 К с особым внутренним механизмом, обеспечивающим вращение образца строго в плоскости внешнего магнитного поля. При исследовании эффекта спинового клапана особое внимание обращали на прецизионные измерения значения внешнего магнитного поля.