Для использования сверхпроводников в наноэлектронике существует ряд проблем. При уменьшении диаметра (когда тот становится сравнимым с длиной когерентности и глубиной проникновения магнитного поля) сверхпроводящий провод начинает себя вести как квазиодномерный. А у квазиодномерных сверхпроводников сопротивление при температуре перехода не падает скачком до нуля, как у объемных, а уменьшается постепенно и поэтому не исчезает даже при приближении к абсолютному нулю температуры. Поэтому с практической точки зрения наиболее привлекательными выглядят высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП), для которых характерны малые длины когерентности (~ 1 нм) и высокие температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Однако получение ВТСП в виде нанопроводов является нетривиальной задачей.
Исследователи из California Institute of Technology (США) смогли изготовить массивы нанопроводов из сверхпроводника YBa2Cu3O7 - x и изучить их электрические свойства.
Схема получения массивов приведена на рисунке 1. Исходным материалом послужила эпитаксиальная пленка ВТСП толщиной 30 нм. Длина проводов варьировалась в интервале 5-200 мкм, в массивах насчитывалось от 100 до 400 проводов. Проводящие свойства массивов были исследованы при помощи 4х-контактного метода.
Полоски шириной 10 мкм переходили в сверхпроводящее состояние при 85 К, и сам переход был довольно узким – около 3 К (рис. 3). Для проводов шириной 20 нм сопротивление падает гораздо медленнее и исчезает при 69 К, для ширины 15 нм – при 20 К, а для 10 нм – при 10 К.
Таким образом, для использования совсем миниатюрных проводов потребуются довольно суровые условия, хотя даже указанные температуры выше гелиевых. А нанопровода, которые совсем немного шире 20 нм, уже могут применяться для нужд наноэлектроники при охлаждении жидким азотом (Ткип = 77 К), что намного дешевле и реальнее. В качестве возможных приложений своих массивов авторы указывают наноСКВИДы и практически идеальные ограничители токов.
Полученные результаты опубликованы в журнале Nano Letters.
Исследователи из California Institute of Technology (США) смогли изготовить массивы нанопроводов из сверхпроводника YBa2Cu3O7 - x и изучить их электрические свойства.
Схема получения массивов приведена на рисунке 1. Исходным материалом послужила эпитаксиальная пленка ВТСП толщиной 30 нм. Длина проводов варьировалась в интервале 5-200 мкм, в массивах насчитывалось от 100 до 400 проводов. Проводящие свойства массивов были исследованы при помощи 4х-контактного метода.
Полоски шириной 10 мкм переходили в сверхпроводящее состояние при 85 К, и сам переход был довольно узким – около 3 К (рис. 3). Для проводов шириной 20 нм сопротивление падает гораздо медленнее и исчезает при 69 К, для ширины 15 нм – при 20 К, а для 10 нм – при 10 К.
Таким образом, для использования совсем миниатюрных проводов потребуются довольно суровые условия, хотя даже указанные температуры выше гелиевых. А нанопровода, которые совсем немного шире 20 нм, уже могут применяться для нужд наноэлектроники при охлаждении жидким азотом (Ткип = 77 К), что намного дешевле и реальнее. В качестве возможных приложений своих массивов авторы указывают наноСКВИДы и практически идеальные ограничители токов.
Полученные результаты опубликованы в журнале Nano Letters.
)
, и публикации недавние цитируют
)
