Szupravezetők kapuzásának vizsgálata keresztkorrelációval
Szupravezető építőkövekből felépülő integrált áramköröknek számos kedvező tulajdonsága lenne, ilyen például a nagy számítási sebesség és a kis energiaigény. Az elmúlt években rendkívül érdekes jelenséget figyeltek, melynek lényege, hogy a szupravezető nanovezeték közelébe helyezett elektródára feszültséget kapcsolva a szuperáram elnyomható. Ez a jelenség lehetőséget kínál arra, hogy szupravezető anyagok segítségével is készüljenek kapuelektródával vezérelhető áramköri elemek, hasonlóan a térvezérelt tranzisztorokhoz. A jelenséget eddig több különböző anyagon vizsgálták, azonban a mikroszkopikus magyarázatáról nincs tudományos konszenzus. Dolgozatomban InAs nanopálcákra epitaxiális eljárás segítségével létrehozott Al szupravezető rétegen vizsgálom a jelenséget.
Korábbi vizsgálataink alapján a hibrid nanopálcák ígéretesek szupravezető elektronikák létrehozására, hiszen a teljes szuperáram elnyomás viszonylag alacsony kapufeszültséggel megvalósítható, így az eszközök integrálhatósága a szokványos elektronikai elemekkel megoldott. Jelen munka során demonstrálom a kapuzási mechanizmust, majd a kapcsolási áram eloszlás mérések analízisével alkotok mélyebb képet a jelenségről. Az új eredményeket régi munkánkkal összevetve megállapítható, hogy a szupravezető vezeték anyagától függetlenül hasonló trendet figyelhetünk meg a kapcsolási áram eloszlásokban. A zajmérések segítségével demonstrálható, hogy a szupravezető szuperáramának kapuelektróda általi elnyomása, illetve a vezeték és kapuelektróda között mérhető szivárgási áram szoros kapcsolatban állnak. A vezetéken mérhető feszültség zajának és a szivárgási áram zajának részletes vizsgálatával megállapítható például, hogy abban a kapufeszültség tartományban, ahol a kapuelektródára kapcsolt feszültség kifejti hatását, a két zaj jel közötti koherencia jelentősen megnő. Elsőként vizsgáljuk a keresztspektrumot ilyen rendszeren, a részletes vizsgálatok szintén azt mutatják, hogy a kapuelektróda és a vezeték között mérhető szivárgási áram, illetve a szuperáram kapufeszültség általi elnyomása szoros kapcsolatban állnak. Ezen megállapítás segítségével közelebb kerülhetünk a jelenség alapos megértéséhez, mely elengedhetetlen a jövőbeli gyakorlati felhasználás szempontjából.
