Влияние эффектов распаривания на зависимость тока от разности фаз в контактах типа SIS при наличии немагнитных примесей произвольной концентрации

Abstract

Исследованы равновесные токовые состояния в сверхпроводящих контактах типа SIS (S — сверхпроводник, I — диэлектрик) для произвольной прозрачности диэлектрического слоя и при наличии немагнитных примесей произвольной концентрации. Исследования проводились для области температур, близких к критической, поэтому в основе работы используется теория Гинзбурга–Ландау. Расчеты проведены с учетом эффектов распаривания электронов, наличие которых в системе отражает выражение со сверхтекучей скоростью в уравнении Гинзбурга–Ландау. Кроме представленных в работе численных результатов, получена новая аналитическая формула для зависимости тока от разности фаз для произвольных значений коэффициента прохождения электронов и различных длин их свободного пробега. Показано, что аналитический результат хорошо согласуется с численными расчетами.

Досліджено рівноважні струмові стани у надпровідних контактах типу SIS (S — надпровідник I — діелектрик) за довільної прозорості діелектричного прошарку та за наявності немагнітних домішок довільної концентрації. Дослідження проводились для області температур, близьких до критичної, а тому в основі роботи використовується теорія Гінзбурга–Ландау. Розрахунки проведено з урахуванням ефектів розпаровування, наявність яких в системі відображає доданок з надплинною швидкістю в рівнянні Гінзбурга–Ландау. Крім представлених в роботі чисельних результатів, одержано нову аналітичну формулу для залежності струму від різниці фаз для довільних значень коефіцієнта проходження електронів та різних довжин їх вільного пробігу. Показано, що аналітичний результат добре узгоджується з чисельними розрахунками.

The equilibrium current states in superconducting junctions of the superconductor-insulator-superconductor (SIS) type were studied for arbitrary transparency of the dielectric layer and in the presence of nonmagnetic impurities of arbitrary concentration. As the study was carried out at temperatures close to critical, the Ginzburg–Landau theory was applied. The calculations were performed taking into account depairing effects, the presence of which in the system is reflected by the superfluid velocity term in the Ginzburg–Landau equation. In addition to the numerical results presented in the work, a new analytical equation for the dependence of the current on the phase difference was obtained for arbitrary electron transmittance and different values of the electron mean free path. It was shown that the analytical results are in good agreement with the numerical calculations.