Giovanni CARAPELLA | Progetti

RUOLO DELL'ORDINAMENTO MAGNETICO E DEL PINNING SULLE PROPRIETÀ SUPERCONDUTTIVE DI NANOSTRUTTURE IBRIDE S/F E DI SUPERCONDUTTORI AD ALTA E BASSA TC

Si continuerà lo studio dell’influenza del profilo di magnetizzazione del Py sul parametro superconduttivo. Saranno fabbricate per sputtering strutture Nb/Py e Nb/Py/Nb su cui verranno realizzate, fotolitograficamente, geometrie su cui effettuare misure di curve I-V in funzione di T e di H. Mediante una teoria di Ginzburg-Landau generalizzata ed un approccio microscopico basato sulla teoria BCS, si studierà l'effetto delle magnetizzazioni non uniformi e la corrente critica di bilayers e trilayers di Nb/Py/Nb. L'analisi, condotta per differenti simmetrie del parametro d'ordine, avrà conseguenze sul controllo della SC mediante campi magnetici, con conseguenze applicative in spintronica. Si studieranno effetti di prossimità in sistemi S/F con attenzione al problema degli spessori dei film utilizzati ed alla loro rilevanza nella creazione di particolari configurazioni magnetiche. Verranno realizzati ibridi S/F/S in cui F sia in uno stato di vortice magnetico. Sarà effettuato uno studio delle curve di conduttanza di film di Nb depositati su uno strato F mediante l'approccio delle matrici di scattering allo scopo di studiare gli effetti di Andreev reflection. Si continuerà lo studio di fenomeni non lineari indotti dal moto di vortici nel regime di alta dissipazione. Saranno analizzate le caratteristiche I-V di diversi superconduttori anche a seguito di irraggiamento per chiarire l'interazione dinamica vortice-difetto legata ad un differente meccanismo di pinning. Saranno eseguite misure ad alte I di bias in regime pulsato in un ampio intervallo di H e T ed analizzate nei diversi regimi secondo i modelli esistenti. Si studierà in particolare la conduttanza differenziale dI/dV per chiarire la sua dipendenza da T e H nei diversi materiali. Infine dall'analisi delle I-V in prossimità della regione di instabilità, si ricaveranno informazioni sui meccanismi microscopici di rilassamento delle quasi-particelle nel materiale. Dal confronto con le velocità critiche misurate sperimentalmente, si studieranno i meccanismi microscopici di rilassamento delle quasiparticelle nei diversi materiali irraggiati per indagare l'effetto del disordine sul parametro superconduttivo e sulla temperatura critica. La vita media delle quasiparticelle dovuta allo scattering elettrone-fonone ed alla ricombinazione delle coppie di Cooper sarà investigata nella formulazione di Eliashberg. In quest’approccio la vita media delle quasiparticelle è proporzionale al rate di decadimento e può essere calcolato mediante la funzione di Green. Nel progetto si generalizzerà l’approccio ai superconduttori a multi banda, come quelli a base di ferro e si prenderanno in considerazione le diverse simmetrie del parametro d’ordine. Sarà effettuato uno studio delle proprietà superconduttive di film di Nb depositati su Si, Al2O3 e su TiO2 porosi con o senza Ni all’interno dei pori. Nel caso di bridge realizzati su Nb depositato su Si poroso verranno effettuate misure di transizioni resistive e caratteristiche I-V in funzione del campo per analizzare la presenza di fenomeni tipici di reti di fili superconduttivi. Allo scopo di osservare effetti di matching su Nb depositato si Al2O3 con Ni verranno realizzate misure di trasporto elettrico in regime di corrente continua in funzione di T e di H. Scopo ulteriore del progetto continuare lo studio per la realizzazione di un diodo superconduttivo basato su un singolo film superconduttore di Nb a sezione nanostrutturata. Lo studio teorico sarà continuato utilizzando un approccio numerico basato sulla teoria di GL dipendente dal tempo. Verranno implementati modelli matematici e di simulazione di sistemi superconduttivi, quali reti di giunzioni Josephson, giunzioni Josephson a doppia barriera e dispositivi superconduttivi non-convenzionali. Lo studio delle proprietà dinamiche di tali sistemi, anche in presenza di rumore, verrà realizzato attraverso le associate equazioni differenziali deterministiche e stocastiche.