Среда 19 декабря 10:00 аудитория КМП
Олег Швецов
Наблюдение дробных ступеней Шапиро в нестационарном эффекте Джозефсона в гибридных структурах сверхпроводник — вейлевский полуметалл WTe2.
Топологические полуметаллы представляют собой трехмерный аналог графена. В них зона
проводимости касается валентной зоны в особых точках зоны Бриллюэна (вейлевских точках), и
вблизи этих точек носители заряда имеют линейную дисперсию по всем направлениям импульса.
В вейлевском полуметалле, в отличие от дираковского, нарушена одна из двух симметрий: по
отношению к пространственной инверсии или по обращению времени. В этом случае имеется
минимум две пары двукратно вырожденных вейлевских точек с различным знаком кирального
заряда. Особый интерес представляют поверхностные состояния вейлевского полуметалла. В k-
пространстве на его поверхности ферми-контуры представляют собой незамкнутые дуги,
соединяющие проекции вейлевских точек с различным знаком кирального заряда. В объеме
кристалла дуги с противоположных поверхностей соединяются через объем, образуя замкнутый
контур. Такие экзотические поверхностные состояния получили название «ферми-арок».
Сложность экспериментального исследования транспорта в поверхностных состояниях
вейлевских полуметаллов заключается в том, что образцы обладают высокой объемной
проводимостью. Одна из техник, позволяющих выявить нетривиальные поверхностные
транспортные свойства в топологических материалах, — создание и анализ Джозефсоновских
SNS переходов.
В данной работе мы реализовали и исследовали длинные (5 мкм) планарные
Джозефсоновские переходы на основе вейлевского полуметалла II типа WTe2. Были измерены
зависимости величины критического тока таких переходов от магнитного поля и температуры, а
также отклик на электромагнитное СВЧ-излучение. Зависимость критического тока от
температуры имеет поведение, отличное от характерного для SNS переходов в диффузионном
пределе. Характер зависимости критического тока от внешнего магнитного поля определяется
направлением поля по отношению к плоскости Джозефсоновского перехода. Отклик на
микроволновое излучение выявил дробные (1/3, 1/2, 2/3) и целые ступени Шапиро. Результаты
можно интерпретировать как наличие интерференции вкладов в сверхпроводящий ток от
различных каналов.