Szupravezető áram-fázis reláció grafén Josephson-átmenetekben
A grafén igen szerteágazó és kedvező tulajdonságai között szerepelnek az egyedi elektronikai jellemzői is, melynek köszönhetően napjainkban a nanoelektronika tudományának egyik legaktívabban kutatott anyagává vált. Kitűnő elektromos vezetőképessége mellett kétdimenziós szerkezetéből adódóan igen hatékonyan építhető össze egyéb kétdimenziós anyagokkal, teret nyitva számos egzotikus szerkezet megvalósítására. Emellett a grafén könnyen csatlakoztatható szupravezető elektródákhoz, így benne szupravezető korrelációk is indukálhatók. A grafént két szupravezető elektródához kapcsolva egy ún. Josephson-átmenet hozható létre, és a két elektróda között úgy folyhat áram, hogy feszültség nem esik az átmeneten. Ennek az ún. Josephson-, vagy szuperáramnak a nagysága a két szupravezető elektróda szupravezető fázisától függ. Ezt a függést, ami a rendszer több tulajdonságáról is információt hordoz, szupravezető áram-fázis relációnak hívják.
TDK munkám keretében grafén heterostruktúrákban vizsgáltam az áram-fázis relációt. Ehhez először WSe2/grafén/hBN heterostruktúrákat hoztam létre, ahol a WSe2 egy erős spin-pálya kölcsönhatással bíró szubsztrát, míg a hBN egy kétdimenziós szigetelő. Ezen szerkezetekből Josephson-átmeneteket hoztunk létre. Két ilyen átmenettel megszakított szupravezető gyűrű segítségével (SQUID, superconducting quantum interference device) a szupravezető áram-fázis relációt tudtuk meghatározni. Ehhez a gyűrűn átfolyó szuperáramot tanulmányoztuk alacsony hőmérsékleten a mágneses tér függvényében. Végül, a mérések értelmezéséhez, és további mérésekhez számításokat is végeztem.
szerző
-
Pápai Tamás
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Makk Péter
Tudomanyos munkatars, Fizika Tanszék
