Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3607
Neurohr, Karsten
Ballistische Tieftemperatur-Josephson-Kontakte auf der Basis hochbeweglicher zweidimensionaler Elektronengase
137 S., 1998
In dieser Arbeit wurden ballistische Josephson-Kontakte auf der Basis von
Niob-zweidimensionalem Elektronengas(2DEG)-Niob-Strukturen hergestellt. Als
Voruntersuchung wurde der Transport über einzelne Niob-2DEG-Grenzflächen analysiert.
Zur Interpretation der dabei aufgenommenen Kennlinien wurde das Modell von Blonder,
Tinkham und Klapwijk (BTK) erweitert, um dem Einfluß der Probenherstellung auf
die Grenzflächen zwischen Niob und 2DEG Rechnung zu tragen. In den Josephson-Kontakten, die auf einer AlGaSb/InAs-Heterostruktur basieren wurde ein Suprastrom
beobachtet, der durch die Injektion von Elektronen, bzw. Löchern über einen
ohmschen Kontakt in das 2DEG hinein unterdrückt werden konnte. Durch Messungen
in einer 4-Tor-Schaltung konnte die Abhängigkeit der Unterdrückung des Suprastroms
von der Energie der injizierten Ladungsträger untersucht werden. Durch einen
Vergleich dieser Abhängigkeit mit einem Effektiv-Temperatur-Ansatz konnte
ausgeschlossen werden, daß die injizierten Ladungsträger im Josephson-Kontakt
vollständig thermalisiert werden. In einer 3-Tor-Konfiguration war es möglich
den Suprastrom lokal auszuschalten, was durch die Simulation des gemessenen
Fraunhofermusters nachgewiesen wurde. An den Niob-InGaAs/InP-Niob-Strukturen
wurden ebenfalls Supraströme gemessen. Bei diesen Proben lag der Schwerpunkt
auf der Untersuchung von phasenkohärentem Transport bei endlichen Spannungen.
Bei Einstrahlung einer Mikrowelle wurden halbzahlige Shapirostufen beobachtet.
Diese sind ein Hinweis auf eine Abweichung der Strom-Phasenbeziehung vom reinen
Sinus und damit auf ballistischen Transport im Josephson-Kontakt.
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