Исследование сверхпроводниковых двухбарьерных и многоэлементных структур для приемников слабых электромагнитных сигналов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

РОССШСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

На правах рукописи

БАБАЯН ГРАНТ ЭДИКОВИЧ «з^^г?-^

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕРХПРОЮДНИКОШХ ДВЛБАРЬЕРНЫХ И МНОГОЭЛЕМЕНТНЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ПРИЕМНИКОВ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОМАГШТШХ СИГНАЛОВ

01.04.01. Техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследования.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук,-

МОСКВА' 199^ г.

Работа шлюлисна в Институте радиотехники и электроники РАН I'. Москва.

Научпие руководители: доктор технических ниук, профессор

|у.Ш(1;а/1ьные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Вг.лущуя организация: Институт Зимнего Магнетизма, Ионосфери и Распространение Радиоволн РАН (г. Троицк, Моск. обл.)

Защита состоится 10 апреля 1992 г. в 10 час. 00 мин. на заседании специализированного совета Д.002.74.03. при ИРЭ РАН по я«ре<;у: Москва, ¡0390?, Проспект Маркса 18.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Радиотехники и электроники РАН .

Автореферат разослан

40..

\99'г г.

Виотавкин А.Н..

кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник Оьоянников Г.А.

профессор Рубанков В.Н. (ИРЭ РАН), кандидат физико-математических наук Лукичев В.Ф, (ФТИ РАН)

Ученый секретарь

специализированного совета Д.002.74.03.

к.ф.-м.н.

Журавлев В.Е.

I. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Дальнейший прогресс в создании приборов овсрхпроводимновой электроники во многом спязан с разработкой интегральных сверхпроводникбвых структур, содержащих несколько джозефсоновских переходов(ДП), границы различных материалов и т.д Качественно новые свойства сверхпроводниковых структур возникают в первую очередь из-за взаимодействия переходов между собой. Эти взаимодействия появляются как за счет электродинамической связи переходов вследствие протекания тока через специальные электродинамические элементы связи, так и специфических • сверхпроводящих явлений, приводящих к изменению сверхпроводящэго параметра порядка, квантованию магнитного потока и инжекции неравновесных электронов,

В практических устройствах, где требуется безгистерезисная вольт-амперная характеристика (ВАХ) и хорошая стабильность, в качестве джозефсоновского элемента используются, шунтированные туннельные переходы или ЗЖБ' переходы (Б - сверхпроводник), о прослойку N образует либо нормальный металл, либо полупроводник, легированный до металлической проводимости, или же сверхпроводник Б' о меньшей, чем у берегов 3, критической температурой. Из-за различия электронных параметров материалов или нарушения приповерхностного слоя на границах металлов происходит дополнительное рассеяние сверхпроводящих электронов. Как показали теоретические исследования 0,2], такие двухбарьерше сверхпроводниковые структуры обладают широким спектром свойств от туннельных переходов до структур с непосредственной проводимостью типа сверхпроводящий точечный контакт в зависимости от прозрачности барьеров и толщины прослойки. Оптимизация параметров гзухбарьерных структур позволит

у пучшить характеристики уже известных приборов на эффекте Дяюзеф-сона. Интерес к таким структурам объясняется также тем фактом, что недавно открытие высокотемпературные металлооксидные сверхпроводники имеют высокое контактное сопротивление на границах с нормальными металлами и "обычными" сверхпроводниками и их можно рассматривать как двухбарьерные структуры (3,4).

Анализ литературы по практическому применению эффекта Джо-зефсона показывает, что использование синхронных цепочек позволяет а полной мере использовать уникальные свойства ДГ1. В связи с этим, актуальной задачей является исследование взаимодействия ДП за счст электродинамической связи, возникающей в результате протекания тока джозвфооновской генерации (ДГ) через специальные электродинамические элементы. Возникающая при этом синхронизация джозефооновоких колебаний в цепочках позволяет существенно улучшить параметры приборов на основе эффекта Джозефсона за счет значительного сужения полосы и повышения мощности ДГ. К началу настоящей работы Оыли известны теоретические и экспериментальные результаты изучения линейной цепочки далънодействующих (одинаково взаимодействующих не зависимо от положения в цепочке) ДП [5,6]. Однако, хорошая связь такой цепочки, в которой переходы включены последовательно в кольцо для высокочастотных токов, с внешней электродинамической системой затруднительна из-за шунтирования элементом связи.

Целью диссергащюнной работы является экспериментальное ис следование электрофизических свойств сверхпроводникошх двухбарь-ерных приборов с прослойками либо из сверхпроводника, либо из нормального металла и сравнение результатов с полученными теоретическими данными, а также изучение процесса фазовой синхрониза-

ции в линейных цепочках двухбарьерных даозефсоновских структур о различными способами связи переходов. Было проведено численное моделирование процессов взаимодействия даозефсоновских колебаний для элементарной ячейки из двух и цепочки из 5 переходов и определены оптимальные параметры' синхронного режима.

Научная новизна определяется наиболее существенными результатами, полученными в данной работе:

- экспериментально исследованы электрофизические свойотва сверхпроводниковых структур с двумя потенциальными барьерами и показано, что они значительно отличаются от свойств последовательно соединенных туннельных переходов из-за эффекта близости на границах металлов и возникновения неравновесности в прослойке;

- экспериментально получен 8$фект стимуляции сверхпроводимости в двухбарьерных структурах МЬ/А10Х/А1/А10Х/МЬ, где максимальное значение сверхпроводящей щели прослойки при Т=2 К ад, (2) превышало свое равновесное значение л (0) более чем на 60 %\

- экспериментально обнаружены квазигармоническив составляющие НЧ шумов в двухбарьерных тонкопленочных структурах с аморфной прослойкой МЬ-Б^-МЬ при больших напряжениях смещения;

- предложена новая схема сверхпроводящей многоэлементной цепочки о близкодейсгвием ДП и согласованием краев для реализации синхронного сложения даозефсоновских колебаний переходов.

Практическая ценность. В результате выполнения работы получены экспериментальные сведения для разработки физических основ процесса переноса тока и взаимодействия даозефсоновских колебаний в сверхпроводниковых двухбарьерных и многоэ цементных приборах. Разработанные в диссертации метод; фазовой синхронизации джозеф-

ооновских колебаний переходов в многоэлементних сверхпроводнико--вых структурах и концепция оптимизации параметров синхронного режима могут быть использован» для создания приборов СВЧ сверхпроводниковой электроники (генераторы, смесители, детекторы и т. д.) о предельно допустимыми характеристиками.

Положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментально показано, что свойства структур с двумя близко расположенными потенциальными барьерами существенно отличаются от цепочки последовательно соединенных туннельных переходов из-за эффекта близости на границах сверхпроводник - нормальный металл и возникновения неравновесных электронов в прослойке.

'¿. Экспериментально обнаружены квазигармонические составляющие низкочастотных шумов при высоких напряжениях смещения в двух-барьерних тонконленочных торцевых переходах с аморфной прослойкой ,

3. Экспериментально получена стимуляция сверхпроводимости в прослойке А.1 двухбарьерных структур на основе МЬ.

4. Предложена новая структура связанных джозефооновских переходов, в которых осуществляется близкодействие переходов, а края пеночки согласованы.

Апробация работ. Основные результаты работы докладывались на научных семинарах ИРЭ РАЛ, на научных конференциях;

- Международной конференции по сверхпроводниковой электронике, Япония, июнь 1983 г.:

- 2! Всесоюзной конференции по радиоастрономической аппаратуре, Ереван, 19-21 октября '389 г,;

- Международной конференции по прикладной сверхпроводимости,

США, Колорадо, 24-28 сентября (990 г.;

- Международной конференции в рамках 23 Генеральной ассамблеи УРСИ, Прага, 28 августа по 5 сентября 1990 г.;

- Международной конференции по сверхпроводниковой электронике, Глазго, Шотландия, 25-27 ипнья 1991 г.;

- Публикации. Результаты настоящего исследования опубликованы в восьми печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, библиографии и заключения. Объем работы составляет 122 страниц, включает 35 рисунков и ? таблицы. Библиография содержит 77 наименований.

II. Содержание работа

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель работы, приведены краткие данные о структуре работа и содержании отдельных глав.

В главе 1 содержится обзор литературы по результатам теоретических и экспериментальных исследований сверхпроводниковых двухбарьерных и многоэлементкых структур. Описана теоретическая модель БПЛЭ переходов (I - изолятор). Рассмотрены способы взаимодействия ДП и достижения синхронизации ,Т в многоэлементных джозефсоновских структурах, которые наиболее перспективны для практических применений. В конце главы на основе проведенного анализа литературы формулируется постановка задачи, овосновнед-ется выбор цели исследования и средств решении поставленных задач.

Глава 2 посвящена методике измерений электрофизических параметров исследованных сверхпроводниковых структур: сэндвичей с полупроводниковой прослойкой, легированной до металлической проводимости, и систем с двумя потенциальными барьерами. Описаны экспериментальная установка и методика для измерений параметров приборов, указанных выше. Такими параметрами являются: с1 - толщина прослойки; 5 - (1и 1/6лкТ0)1/2 - длина когерентности (1 - длина свободного пробега электрона,- а V - фермиевская скорость в материале прослойки); 0 - прозрачность барьера. Важными параметрами системы с двумя потенциальными барьерами являются: = угчг£Ь (т£ - время неупругой релаксаций квазичаотиц), которая характеризует скорость инжекции неравновесных носителей в прослойку и ]д = ьОу /4л (д - щель в спектре возбуждений электродов) - эффект близости в прослойке при учете влияния барьеров. В этой главе такче описана методика получения двухбарьерных структур МЬ/Л10х/А1/А10х/№) 17].

Глава 3 посвящена исследованию сверхпроводникошх структур с .двумя потенциальными барьерами на границах металлов. Такие структуры имеют важнее значение при разработке переходов ЗНБ на основе обычных сверхпроводников, поскольку позволяют' уменьшить влияние подавления параметра порядка в электродах из-за аффекта близости, и , следовательно, увеличить характерное напряжение У0= 1СНИ. Они также важны при создании нелинейных сверхпроводниковых приборов на основе высокотемпературных сверхпроводников, в которых из-за сильного отличия параметров материалов от обычных металлов образуются дополнительные барьеры.

В разделе 3.2 описываются структурные исследования ниобиевых двухбарьерных приборов на просвечивающем электронном микроскопе.

Результаты этих исследования показали, что границы разделов металлов с тулнельным слоем являются атомарно резкими. В переходах Nb/Al/Nb и Nb/Nb'/Nb прослойка является поликристалл«ческой, я барьерный слой из А1гОз (обозначен /) и прослойка S' в структурах Nb-Sl*-Nb - аморфные (А6,8).

Раздел 3.3 посвещен экспериментальному исследованию температурной зависимости критического тока Iс <Т > двухбарьерных струк тур. В переходах с одним барьером величина IC,RK слабо зависит от прозрачности барьера D. Бри наличии двух близко расположенных потенциальных барьеров на границах SHS ICRK уменьшается с D. Аналогичная ситуация имеет место при прохождении квантовой частицы через два потенциальных барьера. Если расстояние между барьерами велико, то вероятность прохождения пропорциональна прозрачности барьера, а если меньше длины волны - то ее квадрату. Аналогичная ситуация наблюдается для' критического тока двухбарьерных структур, где роль длины волны играет характерная длина уменьшения параметра порядка в прослойке.

Сравнение наших экспериментальных результатов с известными теоретическими моделями [1-3] показало, что они хорошо согласуются с теорией А.В.Зайцевэ S2), которая учитывает влияние эффекта близости и прозрачности барьеров на транспортные свойства переходов в "грязном" пределе l«d«£. Имевшей различия между экспериментальными результатами для ряда образцов Nb-Sl*-Mb и теорией [2,31 объясняется, по видимому, нарушением условия "грязного" предела. Для этих обрэзцбв экспериментальная зависимость I IT! хорошо описывается моделью чистой И « ],?) двухбэрьерной S/M/S структуры.

Раздел 3.4 иосвейки экогерим^нтэ.рл-н'.'му иегл-здовянию вопьт-пмггрних уар':к'1"р1!етлк рчзличнкх езерхпроводниковый структур, Нч

рис. 1 представлены ВАХ для трех типов исследованных переходов. Характерной особенностью всех структур является отклонение ВАХ при V » Ч^ = 2д/е " 2 МВ' ог закона Ома на величину Уех. В сверхпроводниковых структурах с непосредственной (не туннельной) проводимостью неоднократно наблюдался Уех>0 при Обьяснение

этого явления заключается в появлении дополнительного вклада в проводимость системы электронов с энергиями £<д/е. В структурах с двумя потенциальными барьерами с ск? наблюдается как Уех>0, так и Уех*'0. Это вызвано изменением о уменьшением 0 знака вклада в проводимость структуры при лнжекции квазичастиц б прослойку.

В разделе 3,6 исследуется избыточный ток в структурах с двумя потенциальными барьерами, На рис.2 показано соотношение между параметрами (Уох = 1ехНн> и й/1д для ряда исследо-

ванных переходов. Сплошная линия - теоретическая зависимость Зайцева Уех/Уе от с1Лд 131, которую мы продолжили на случай низких прозрачностей пунктиром. Экспериментальные значения V уменьшаются с ростом <1/1 д и меняют знак при уменьшении эффекта близости при (1>>1д. что соответсвует теории 13). Расхождение с теоретической зависимостью, наблюдаемое в наших экспериментах для (1/1д << I, вызвано нарушением условия > \ ( ^ - сопротивле-

ние барьера в нормальном состоянии), используемое в теории. В эксперименте также наблюдалась немонотонная зависимость Уех(с)/]й1, которая вероятно связана с большой длиной свободного пробега 1 - (1 и интерференцией волн Де Бройла электронов в прослойке [81. При машх прозрачнсютях барьеров с1 г степень неравновесное™ в проочойке уменьшается и |Чау | также уменьшается. Это наблюдается в эксперименте. Однако, даже при слабом эффекте близости (а>>1Л) ВАХ двухб&рьерных структур отличается от ВАХ двух последовательно соединенных переходов из- за сильной нерав-

Рис. 1 ВАХ различных типов сверхпроподниковы;. переходов с двумя потенциальными барьерами при Т=4,2 К а нормированных переменных I/I. V/V ; V =2 д /е=2 мВ. с g g

Рнс. 2 Зависимость отношения Vex/Vg от d/1^ при Т=4,2 К для

¡«следованных переходовСплошной линией показана теоретическая зависимость [3], штриховая линия - предпо-логасмос уменьшение 1 из-за уменьшения уровня нс-

равновесности.

- а -

новесности прослойки (¿<1^),

Раздел 3.6 посвещен исследованию аффекта стимуляции сверх -проводимости в двухбарьерных стр^турах. В структуре с прослойкой из А1 экспериментально измерена щель да1 (при Т = 2 К), на 60 % превосходящая соответствующее равновесное значение (при Г = 0).

В главе 4 исследуются электрофизические, детекторные и шумовые свойства торцевых .пжозефсоновских структур с прослойкой из аморфного кремния.

В разделе 4.1 показано, что в случае сильного эффекта близости ((1/1 ) ВАХ двухбарьерной структуры соответствует ВАХ. "идеального" точечного контакта, который обладает наилучшими высокочастотными свойствами (93.

В равделе 4.2 рассматриваются детекторные свойства торцевых ЛИ МЬ-31*-НЬ на воздействие сигнала частотой 100 ГГц. Показано, что экспериментальная форма детекторного отклика хорошо согласуется о теоретической зависимостью 9(1), следующей иу резистивной модели, в области напряжений V < Ч0. В области высоких напряжений V ^ Vg вкспереименталъно наблюдаемый отклик не описывается резис-тивь'ой моделью и обусловлен имеющейся на ВАХ нелинейностью квазичастичного тока в области щелевой особенности. Значение измеренной вольт-ваттной чувствительности в точке максимального значения У для перехода о сопротивлением 60 Ом составляет 104 В/Вт, что несколько меньше предельно достижимого значения ~ Z•\Gв В/Вт из-за имеющегося рассогласования импедансов перехода и внешней электродинамической системы. Для экспериментальных значений спектральной плотности шума в рабочей точке 10"9 В-Гц'"г получена минимально обнаружимую мощность )0",э Вт-Гц",/г,

Раздел 4.3 посвешен изучению шумовых' свойств сверхпроводни-

новых гонкопленочных переходов о аморфной прослойкой. Представлены результаты экспериментального обнаружения квазигармонических составляющих НЧ шумов при высоких напряжениях в друхбарьерных структурах Предполагается, что появление таких шумов

связано с существованием в аморфной прослойке двухуровневых систем, на которых происходит низкочастотные рассеяние,

В главе 5 представлены экспериментальные результаты по исследованию детекторных свойств последовательных й последователь-но-параллелышх цепочек торцевых джозефсоновских переходов,

В разделе 5.1 рассматривается детекторный отклик на воздействие сигнала частотой 44 ГГц цепочки из 11 последовательно соединенных ДП. Для получения синхронной работы переходов в цепочке поверх образца устанавливалась экранирующая пленка, напыленная на слюдянную пластинку. В результате образовывалось кольцо «

для токов джозефсоновекой генерации, протекающих через последовательно соединенные переходы и экран. Наблюдаемая ^ такой структуре частичная синхронизация переходов имела место в области вблизи критической температуры (Т0 » 9 К) I = 7 К, С понижением температуры влияние разброса критического тока растет и синхронизация нарушается.

Раздел Ъ,2 посвещен экспериментальному исследованию детекторных свойств более сложных многоэлементных сверхпроволниковых структур, где для уменьшении влияния разброса параметров, переходы включены последовательно по току высокой частоты и параллельно по постоянному току и низкой частоте дополнительными сверхпроводящими высокойндуктивннми (Ь= 10~10 Гн) линиями. Взаимодействие ДП в такой структуре осуществляется за счет протекания тока джозефсоновекой генерации через сверхпроводящие линии'. Детекторный

отклик I) цепочки на'воздействие сигнала частотой 140 ГГц имеет резонансный вид, характерный для селективного детектирования. Однако, ширина резонансного пика в нашем случае составляет значение 68 ГГц, что больше чем должно быть для синхронного случая 110 МГц). Такое расхождение связано с разбросом фаз генераций отдельных ДЛ относительно внешнего сигнала. Для уменьшения разброса фаз генерации мы использовали внешнее магнитное поле. С увеличением магнитного поля форма отклика симметризуетоя и все ближе соответствует резисгивнсй модели. Минимальная ширина отклика наблюдалось при уменьшении критического тока структуры в 0,7 раза и была равна 12 ГГц,

Глава 6 посвящена численному моделированию сверхпроводниковых- многоэлементных джозефсоновских структур.

В разделе 6.2 приводится методика расчета процессов взаимодействия джозефсоновских переходов. Для численного моделирования использовалась программа PSCAN (Personal Superconductive Circuit Analyser), предназначенная для анализа цепей, содержащих дкозеф-ооновокие переходы, с помощью персональных ЭВМ совместимых с IBM PC (10].

В разделе 6.3 представлены результаты численного моделирования процессов взаимодействия джозефсоновских колебаний в элементарной ячейке из двух ДП, соединенных элементом связи и имеющим импеданс juL+Rc на частотах ДГ. Для исследуемой схемы характерно очень большое время усреднения - порядка нескольких сотен ¡;зриодов ЛГ. Это связано с тем, что на границе области синхронизации при небольшом рассогласовании переходов появляются биения, .'■Mi усреднения которых требуется много "пекана.

'¡ьи- ww.himim лономтю законошгчюотв гшоиесса

с изменением емкости и величины элетродинамической связи L ДП. Для параллельного смещения переходов зависимость диапазона синхронизации It (d) l§=2eltRilC/h- параметра Мак-Камбера) немонотонная и имеет максимум при £ * I. Вероятно, это связано с тем, что с увеличением емкости при условии р<1 уменьшается эффективное значение импеданса Im(ZQ+2Zj) (Zj - импеданс ДП), определяющего диапазон синхронизации I^eV,/Ira(Zc+2Zj), V,- амплитуда первой гармоники ДГ 161. При р наблюдается дополнительное шунтирование генерации. Это указывает на то, что использование в многоэлементных структурах переходов с конечной емкостью, например, туннельных шунтированных переходов с M, оказывается в ряде олучаев более предпочтительным, чем ДП о p<<t.

В разделе 6.4 представлены результаты по численному моделированию цепочки из 5 ДП, имеющих параметры, совпадающие о типичными для эксперимента (глава 5). Сверхпроводящяя петля, обеспечивающая параллельное включение переходов по постоянному току и электродинамическую связь между переходами за счет СВЧ токов ДГ, представлялась в виде L-C цепочки с параллельно соединенной индуктивностью по постоянному току L. В такой структуре удалось получить синхронное сложение ДГ лишь в очень узком диапазоне изменения параметров.

Нами предложена новая схема -с симметричными краями, Для уменьшения влияния магнитного поля тока смещения нами использовалось ".гоперечное" задание постоянного тока. При этом ток протекал симметрично по сверхпроводящим линиям связи и нэ вызывал дополнительного магнитного поля, изменяющего фазы генераций соседних ДП. Подстройку фаз генераций осуществило обычное •'продольное*' задание тока. Результаты исследования показали, что при фиксированных остальных параметрах режим синхронизации, обеспечивается вариацией

двух токов. Примем, на высоких частотах « » «в синхронизация наблюдается в отсутствие "продольного" тока, а при <•> £ необходимо его включение. Это дополнительно указывает на то, что расчеты, основанные на квазигармоническом приближении генерации ЛИ (5,6] применимы лишь в области высоких частот (ы * ыо).

В разделе 6.5 обсуждаются возможности использования сверх-проводниковых двухбарьерных и многоэлементных структур в системах приема и преобразования слабых электромагнитных сигналов. Сравнительный анализ приборов сверхпроводниковой электроники показывает, что использование .свёрхпроводниковых двухбарьерных и многоэлементных структур позволят не только расширить практическое применение, но и существенно улучшить технические характеристики уже известных приборов, работающих на основе эффекта Лдозефсона.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

1.. Создана экспериментальная установка для исследования электрофизических и СВЧ свойств сверхпроводниковых тонкопленочных слабосвязанных структур на основе пленок ниобия. Разработана методика определения параметров двухбарьерных сверхпроводящих структур.

2. Исследованы электрофизические свойства несколько типов двухбарьерных сверхпроводниковых структур на основе пленок ниобия с прослойками из ниобия, алюминия и сильно легированного кремния. Экспериментально показано, что свойства структур существенно отличаются от цепочки последовательно соединенных туннельных переходов из-за эффекта близости на границах сверхпроводник - нормальный металл и возникновения неравновесных электронов б пр лоЯке. Экспериментально получен эф1ект стимуляция сьерхп: в :д,: мости I1 дк.'х 0 рьяных структурах <■ пр'с.пс-йк.-.й из а.да.г;чг.!?.

3. Экспериментально показано, что ВАХ двухбарьерных структур с сильным эффектом близости соответствует ВАХ идеального джозеф-соновского перехода с малой емкостью, Отличие свойств экспериментально исследованных структур №-31"-№> от теории двухбарьерных сверхпроводниковых структур в "грязном" пределе вероятно связано с большим (по сравнений с толщиной прослойки) значением длины свободного пробега электронов в прослойке.

4. Экспериментально обнаружены квазигармонические составляющие низкочастотных шумов при высоких напряжениях смещения в двухбарьерных тонкопленочных торцевых переходах с аморфной прослойкой. Экспериментально получено, что спектральная плотность низкочастотных шумов слабо зависит от напряжений смещения при V » 2д/е, КТ/е, что указывает на механизм возникновения дробовых шумов в двухбарьерных структурах, типичным для "грязных" сверхпроводниковых слабых связей.

5. Исследованы детекторные свойства сверхпроводниковых структур (одиночных переходов, последовательно соединенных и последовательно - параллельно соединенных цепочек из несколько переходов) на основе торцевых двухбарьерных структур о прослойкой из кремния. В последовательной цепочке из И переходов вблизи критической температуры экспериментально получено сужение полосы селективного детекторного отклика, что обусловлено частичной синхронизацией джозефсоновских колебаний через внешнюю систему связи, а в последовательно - параллельной цепочке аналогичное явление получено при воздействии внешнего магнитного поля, что связано о установлением оптимальных фазовых соотношений между даозефсонов-скими колебаниями отдельных переходов.

6. Проведено численное моделирование многоэлементных сверхпроводниковых структур для определения оптимальных условий работы

в синхронном режиме. Показано, что диапазон синхронизации немонотонно зависит от емкости переходов и достигает максимального значения при значении параметра Мак-Камбера р • I. Предложена новая отруктура связанных джозефсоновских переходов, в которых осуществляется близкодействие переходов, а края цепочки согласованы,

III. Публикации по теме диссертации.

At. Бабаян Г.Э.. Выставкин Â.H., Гудков A.JL, Лаптев В.Н., Махов В.И., Овсянников Г..А,' Детекторный отклик торцевых джозефсоновских переходов // Радиотехника и Электроника,- 1989.- Т. 34,- № 6.- С. 1289-1295. А2. БаЬауап G.E.» Vystavkln A.N., Gudkov A.L., Laptev V.N.. Makh-ov V.I., Ovsyannikov G.A. Detector responce of the edge Jo-sephson Junction // Extended Abstracts of International Su-perconductlv Electronics Conference.- Tokyo.- 1989,- P. 183186.

■ A3. Бабаян Г.Э, Овсянников Г.А. Низкочастотный спектр шумов сверхпроводниковых тонкопленочных переходов с аморфной прослойкой // ЖТФ.- 1990,- Т. 60,- № 8.- С. 196-198. A4. Овсянников Г.А.,Лаптев В.Н., Бабаян Г.Э. Детекторные свойства ,последовательно-параллельных цепочек торцевых джозефсоновских переходов // Радиотехника и Электроника,- 1991.- Т. 36,- №1 .С. 214-218.

А5. Ovsyannikov G.A.,Babayan G.E. Quaslpartlcle current In superconducting Junction with two potential barriers at the nietal interfaces // Physlca В.- 1591,- V. 168,- P. 239-241. A6. Babayan G.E., Filippenko L.V., Ovsyannikov G.A., Uvarov O.B., Koshelets V.P. Fabrication and properties of superc?R.1i»-U!K

b. ивсшников Г.А., Кузьмин J1.0., Лихарев K.K. // РТЭ.- 1982,- Т.

27.- № 8,- С. 1613-162». 6. А.К. Jaln, K.K. Llkharev, J.E. Lukens, Sauvageau J.E. // Phys.

Rept.- 1984. V. 109,- Ji 6,- P. 309-426. ?. Kostielets V.P., Kovtonyuk S.A., Serpuohenko I.L. et al. // 1Ш Trans. Mag.- 1991 .- V. 27,- № 2,- P. 3141-3144.

8. Гулкое A.JI., Куприяной М.Ю., Лихарев K.K. // ЖЭТФ,- 1988,- Г. 94,- Вып.?.- 0. 31Э-332.

9. A.D. Weltz, Skocpol W.J., Tlnkham М. // J. Appl. Phys.-1979,- V. 49,- №9.- P. 4873-4880.

10. Polonskу S.V., Semenov V.K., Shevolienko P.N. // Ext. Abst. of Superconductive Иес. Conf., Clasgow.- 1991,- P. 160-163.

double-barrier structures// Extended Abstracts of International Superconductlv Electronics. Conference.- Glasgow.- 1991.-P. 452-455.

A7. Ovsyannlkov G.A,, Babayan Q.E., Laptev V.N., Makhov V.I. Microwave detector response'of the Josephson Junction arrays // IEEE Trans. Mag.- 1991,- V. 27.- №2,- P. 2688-2691.

A8. Бабаян Г.Э., Лаптев B.H., Овсянников Г.А. Детекторный отклик цепочек торцевых джозефсоновских переходов // Тезися докладов XXI Всесоюзной конференции Радиоастрономическая Аппаратура.-Ереван,- 1989.- С. 153-154.

А9. Бабаян Г.Э., Овсянников Г.А., Уваров 0.Б,.Филиппенко Л.В. Получение и свойства сверхпроводниковых структур о двумя потенциальными бэръкрами // Сверхпроводимость: физика, химия и техника,- 1992,-Т. 5.- ЛЗ 3,- С, 310-315,

АЮ,Babayan G.E., Vystavlilll А.П., Gudkov A.L.. Laptev V.M, „Makhov V.I., Ovsyannlkov G.A. Detector responce of the edge Joseph-son Junction // Abstracts of XXIII General fyssesbly of the International Union of Radio Science.- Prague.- ¡990,- V, 2,-P. 502.

Цитируемая лиг.ература

1. Куприянов М.Ю.. Лукичев В.Ф. // ЮТФ.- 1988,- Т. 34,- Шп.

5.- С. 139-149.

2. Zaitsev A.V., Ovsyannlkov G.A. // Extend. Abst. Intern.

Electr. Conf.- Tokyo.- 1989,- P.I50-153.

3. Зайцев А.В.//Письма в ЖЭТФ,- 1990,- Т. 51.- Ьып, 1,- С. 35-38.

4. Куприянов М.Ю., Лихарев К.К. 1990,- т. 160,- с, 49-8?.