Аннотация:Рассматривается SIFS джозефсоновский контакт, где S – сверхпроводящие электроды, F – ферромагнитный слой, I – тонкий слой диэлектрика. Такие контакты считаются перспективными для применения в микроэлектронике. Наличие в них F-слоя определённой толщины может обеспечивать разность фаз равную π в основном состоянии, т.е. приводить к образованию т.н. π–контакта. Одновременно туннельный диэлектрический слой I эффективно подавляет паразитный ток квазичастиц обеспечивая малую диссипацию. Ранее такие контакты активно изучались в «грязном» пределе [1,2], когда средняя длина свободного пробега электронов l предполагалась наименьшим из масштабов задачи. В последнее время в связи с развитием технологии увеличивается интерес к «чистым» ферромагнитным контактам [3,4]. Предпринятые попытки построить теорию SFS контактов при произвольной длине свободного пробега [5,6] сводились к выводу сложных аналитических выражений для их критического тока IC, дальнейший анализ которых при произвольных l сводился к численным расчетам для конкретных значений параметров. Поэтому, интересно разработать единый подход для описания SIFS контактов при произвольных l и определить условия применимости результатов, полученных в «грязном» пределе [2,7,8] в рамках уравнений Узаделя.
В данной работе получено выражение для критического тока SIFS контакта путем решения линеализованного квазиклассического уравнения Эйленбергера при произвольных значениях l и граничных условиях Зайцева [9] на малопрозрачной SF границе. Проанализировано влияние угловой анизотропии прозрачности SF границы на величину IC. Определены условия применимости приближений «чистого» и «грязного» пределов. Показано, что при достаточно большой толщине F-слоя при любой интенсивности электронного рассеяния пространственное распределение аномальной функции Грина с хорошей точностью аппроксимируется одной экспонентой с комплексной характерной длиной, и определены зависимости от l ее реальной и мнимой частей.
Проведенный расчет позволил объяснить экспериментальные данные для Nb/Al2O3/Cu/Ni/Nb туннельного контакта с ферромагнитным слоем Ni с промежуточным значением l, полученные в работе [4].
1. Weides M., Kemmler M., Goldobin E., D. Koelle, Kleiner R., et. al., Appl. Phys. Lett. 89, 122511 (2006).
2. Vasenko A.S., Golubov A.A., Kupriyanov M.Yu., and Weides M., Phys. Rev. B 77, 134507 (2008).
3. Robinson J.W.A., Piano S., Burnell G., Bell C., and Blamire M.G., Phys. Rev. B 76, 094522 (2007).
4. Bannykh A.A., Pfeiffer J., Stolyarov V.S., Batov I.E., Ryazanov V.V., Weides M., Phys. Rev. B 79, 054501 (2009).
5. Bergeret F.S., Volkov A.F., and Efetov K.B., Phys. Rev. B 64, 134506 (2001).
6. Linder J., Zareyan M., and Sudbo A., Phys. Rev. B 79, 064514 (2009).
7. Golubov A.A., Kupriyanov M.Yu., Il'ichev E., Rev. Mod. Phys. 76, 411 (2004).
8. Buzdin A.I., Rev. Mod. Phys. 77, 935 (2005).
9. Zaitsev A.V., Zh. Exp. Teor. Fiz. 86, 1742 [Sov. Phys. JETP 59, 1015 (1984)].
