Экспериментальное исследование квантовых явлений в гибридных сверхпроводящих системах на основе топологических изоляторовEXPERIMENTAL STUDY OF THE QUANTUMPHENOMENA IN HYBRIDSUPERCONDUCTING SYSTEMS BASED ONTOPOLOGICAL INSULATORS

Диссертационная работа посвящена экспериментальному исследованию электронно-транспортных свойств джозефсоновских контактов на основе нанокристаллов топологических изоляторов. В основе исследования лежит индуцирование сверхпроводящих корреляций из сверхпроводника в топологический изолятор, проявляющее уникальные особенности электронных свойств материала. Была разработана и реализована специализированная установка для синтеза монокристаллов топологических изоляторов методом физического осаждения из газовой фазы (PVD) с двузонным индукционным нагревом. Установка позволяет контролировать дефицит селена дихалькогенида висмута Bi2(Te𝑥Se1−𝑥)3влияющего на положение уровня Ферми. Получены ультратонкие нанокристаллы Bi2(Te𝑥Se1−𝑥)3с нестехиометрическим содержанием селена Bi2Te2.3Se0.7. На основе полученных нанокристаллов впервые изготовлены субмикронные планарные джозефсоновские контакты Nb-Bi2Te2.3Se0.7-Nb различной геометрии. Теоретический анализ данных о проводимости, а также анализ температурной зависимости критического тока указывает на баллистический характер переноса заряда через нанокристаллы Bi2Te2.3Se0.7. Джозефсоновские контакты Nb- Bi2Te2.3Se0.7-Nb в присутствии внешнего высокочастотного излучения демонстрируют исчезновение первой ступеньки Шапиро в диапазоне частот изучения от 1 ГГц до 2 ГГц. Проведённый теоретический расчет с использованием tRSJ модели демонстрирует, что такое поведение может свидетельствовать о присутствии вклада 4𝜋-периодичной компоненты в сверхток как минимум на уровне 5%.