Abstract
Процесс андреевского отражения на интерфейсе проводника с нормальной проводимостью и
сверхпроводника состоит в конверсии электронного возбуждения в дырочное в металле при уходе
куперовской пары в сверхпроводящий конденсат. Это фундаментальный пример разделения
зарядового и теплового потоков в электронной системе [1]. В последнее время такое восприятие
андреевского отражения получило второе дыхание в связи с исследованием необычной
(топологически-нетривиальной) сверхпроводимости в наноструктурах с наведенным эффектом
близости. Здесь достаточно упомянуть, например, киральные тепловые потоки в слое трехмерного
топологического изолятора в контакте со сверхпроводником, следующие из теории [2], или
квантование теплопроводности майорановского провода в точке топологического фазового перехода
[3]. В последнем случае, измерение теплового кондактанса является едва ли не самым надежным
доказательством нелокальной природы майорановского состояния.
В этом докладе будут представлены результаты экспериментов в одиночных диффузионных
нанопроводах InAs с нормальными (N, золото) и сверхпроводящими (S, алюминий) контактами.
Измерения проводились транспортными и шумовыми методами в криостате растворения 3
He/4
He при
температурах ~100 мК, что значительно ниже температуры сверхпроводящего перехода алюминия
(1.2 К). Высокое качество интерфейса Al/InAs подтверждается наблюдениями (i) эффекта
возвратного сопротивления и избыточного тока [4], (ii) универсального значения дробового шума в
нормальном состоянии [5] и (iii) джозефсоновского тока.
Эффект близости не исключает возможности транспорта квазичастичных возбуждений вдоль
интерфейса со сверхпроводником, что проявляется в нелокальных транспортных и шумовых
измерениях. В первом случае детектирование неравновесного потока возбуждений становится
возможным благодаря сдвигу и размытию ВАХ джозефсоновского контакта S/InAs/S в присутствии
нелокального возбуждения постоянным током. Наиболее яркий эффект имеет место в нелокальных
шумовых измерениях. В трехтерминальной [3] геометрии N/InAs/S/InAs/N нам удалось наблюдать
неравновесный поток тепла, распространяющегося по отрезку нанопровода InAs длиной 100-300 нм,
находящемуся в условиях эффекта близости с S-контактом. Этот канал теплопроводности
открывается лишь в диапазоне энергий, ограниченном сверхпроводящей щелью Al (180 мкэВ), когда
теплопроводность S-контакта пренебрежимо мала, и практически полностью подавлен в нормальном
состоянии алюминия.
Измерение нелокальной шумовой температуры в зависимости от тянущего напряжения
эквивалентно прямому измерению теплового кондактанса InAs-нанопровода в условиях
сверхпроводящего эффекта близости. Эксперимент представляет непосредственный интерес для
детектирования нелокальной природы майорановских состояний в таких системах.
Publisher
Rzhanov Institute Semiconductor Physics SB RAS