Сотрудники Научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ) имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В.Ломоносова описали явление формирования спонтанных токов на поверхности p-волновых сверхпроводников и характер протекания таких токов в зависимости от типа поверхности. О своей работе ученые рассказали в статье, которая была опубликована в журнале Superconductor Science and Technology.
«Основной вывод состоит в том, что некачественная поверхность p-волнового материала с различными шероховатостями и металлическими поверхностными слоями приводит к подавлению спонтанных токов, а также к их выталкиванию от границы вглубь сверхпроводника», — рассказал Сергей Бакурский, автор статьи, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник отдела микроэлектроники НИИЯФ МГУ.
Данная теоретическая работа выполнена в рамках микроскопического подхода на основе квазиклассических уравнений Эйленбергера. Большую часть точных расчетов ученые выполнили численно, однако в статье также предложен качественный метод оценки спонтанных токов на основе сравнения амплитуды спаривания падающих и отраженного от границы потоков частиц.
«Исследование p-волновых сверхпроводников является одной из наиболее перспективных тем физики твердого тела в связи с их топологическими свойствами, например формирующимися на их поверхности состояниями в подщелевой зоне со специфичным законом дисперсии. Однако на настоящий момент экспериментальные исследования материалов, например Sr2RuO4, с предположительно p-волновой симметрией часто не соответствуют или даже противоречат теоретическим предсказаниям. Так, при изучении Sr2RuO4 не были обнаружены спонтанные поверхностные токи, предсказанные теоретически. Наша работа рассматривает возможные причины исчезновения поверхностных токов за счет неидеальности границы. Также в рамках работы мы обсуждаем методы, которые помогут установить объемные характеристики материала по его поверхностным свойствам», — заключил ученый.
Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Московского физико-технического института.