سه‌شنبه، ۴ مهر ۱۳۹۶   


دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان

بلوار استاد یوسف ثبوتی، پلاک 444

صندوق پستی 1159-45195 زنجان 66731-45137 ایران

دورنگار: 33155142 -024

تلفن: 33151 -024


طراحی و برنامه نويسی توسط مركز كامپيوتر دانشگاه تحصيلات تكميلي علوم پايه زنجان

خانه>دانشکده فیزیک>
دانشکده فیزیک
 
 

دفاعيه كارشناسي ارشد

اثر مجاورت ابررسانایی و اثر جوزفسون در فیلم ‌نازک عایق توپولوژیکی

فرزانه بختیاری

استاد راهنما: علی قربان زاده مقدم

دانشکده فیزیک

تاریخ: ۱۳۹۶-۱-۲۹

زمان: ۱۱:۰۰

مکان: آمفی تئاتر ترکمان

خلاصه: عایق‌های توپولوژیکی حالت‌هایی کوانتومی هستند که در سال 2006 کشف شدند. این مواد سه‌بعدی (دوبعدی) در داخل حجم(سطح) دارای ساختار نواری عایق‌مانند و در نزدیکی‌های مرز، حالت‌های سطحی(لبه‌ای) در داخل گاف انرژی حجمی قرار گرفته‌اند و به الکترون‌ها اجازه‌ی جابه‌جا شدن می‌دهند. بنابراین این عایق‌های سه‌بعدی، توسط یک گاف نواری در حجم و فرمیون‌های دیراک بدون جرم در سطحشان مشخص می‌شوند. برای کاربردهای محتمل عایق‌های توپولوژیکی سه‌بعدی، ساختارهایی با ابعاد کم‌تر با سهم حجمی خیلی کم که به صورت لایه‌های نازک ساخته می‌شوند مناسب‌تر می‌باشند. با رشد دادن یک لایه عایق توپولوژیکی برروی یک ابررسانا یک طیف شبه‌گاف ابررسانایی در لایه مشاهده شده است. محدود کردن این لایه‌ها بین الکترودهای ابررسانا منجر به عبور یک ابرجریان از میان لایه می‌شود. در این پایان‌نامه به بررسی اثر جوزفسون در لایه‌نازک عایق توپولوژیکی پرداخته شده است. برای این منظور سه پیکربندی‌ مختلف در نظر گرفته‌ شده است و تمامی محاسبات در رژیم اتصال کوتاه و در دمای صفر انجام شده است. ضخامت لایه‌نازک بکار رفته در سیستم به اندازه‌ای است که سطوح بالا و پایین لایه با یکدیگر همپوشانی داشته و از طریق تونل‌زنی کوانتومی یک گاف ∆_f در ساختار نواری باز می‌شود. با توجه به امکان همپوشانی سطوح مقابل در این مواد به بررسی ابرجریان عبوری از لایه‌نازک از طریق این همپوشانی با استفاده از رابطه‌ی ترمودینامیکی جریان پرداخته شده است. نتایج بدست آمده در این کار بدین صورت است که بدلیل صفر بودن طول اتصال، جنس ناحیه‌ی اتصال در محاسبه‌ی جریان تأثیر خاصی نداشت و در بیشتر حالت‌ها(حالت‌هایی که لایه‌نازک میان ابررساناها ساندویچ شده است و یا منابع ابررسانایی تنها بر روی یکی از سطوح بالا یا پایین لایه‌نازک قرار گرفته‌اند) جریان از رابطه‌ی جریان جوزفسون تماس نقطه‌ای Kulik-Omel’yanchuk بدست آمده است. در آخرین پیکربندی که منابع ابررسانایی بر روی سطوح مقابل قرار گرفته‌اند جریان جوزفسون یک اختلاف فاز ذاتی π با حالت‌های دیگر دارد که به دلیل تغییر لایه می‌باشد. آنچه که در تمام محاسبات دیده شده این است که جریان جوزفسون عبوری از لایه‌نازک عایق توپولوژیکی دارای هماهنگ‌های بالاتر از یک بوده و به‌شدت غیرسینوسی می‌باشد.