גב' מיכל וסרמן

התפרצויות שטף דנדריטיות במבנים היברידיים

תקציר:

מוליכים-על מסוג II בצורת שכבות דקות החשופים לשדה מגנטי, לעיתים מפגינים אי יציבות מגנטית בצורה של התפרצויות שטף דנדריטיות. לאי יציבות אלה יכולה להיות השפעה הרסנית על ביצועי יישומים מוליכי-על כגון העלאת הטמפרטורה המקומית הרבה מעל Tc ואף גרימת נזקים בלתי הפיכים, במיוחד תחת שדות עולים במהירות גבוהה. ניסויים אחרונים הדגימו דיכוי של התפרצויות דנדריטיות על ידי ציפוי שכבות המוליכות-על בד שכבה מוליכה נוספת (הן רגילה-מוליכה והן מוליכית על). אולם, מחקרים אלו לא מדדו את הדיכוי עבור קצב עליה גבוה של השדה.

במחקר זה, ניצלנו את מערכת ה-MOI המהירה הייחודית במעבדה שלנו, המאפשרת מדידה של התפרצויות שטף שנוצרו על ידי שדות עולים במהירות גבוהה במיוחד. החלק הראשון של העבודה בודק את דיכוי התפרצויות השטף בשכבת NbN מצופה חלקית ב- Cu. שכבת הציפוי המתכתית החלקית מדכאת לחלוטין את היווצרות גרעינים לאורך הקצוות המצופים ועוצרת התקדמות של ענפים דנדריטיים, עקב דיכוי תנועת מערבולות על ידי זרמי מערבול המושרים בשכבת ה-Cu. עם זאת, עם עלייה בקצב העלייה של השדה, יעילות הדיכוי פוחתת.

בסדרה השנייה של הניסויים, חקרנו את דיכוי התפרצויות השטף בשכבת NbN מצופה חלקית ב- Nb. במבנה זה, הדנריטים מפגינים התנהגות מורכבת הרבה יותר עם קיומם של שני סוגים חדשים ומובהקים של דנריטים:

• דנריטים היברידיים: אלו תופסים את שני סוגי השכבות העל-מנחות השונות של המבנה ההיברידי, ו מושפעים על ידי שניהם.
• דנריטים שטחיים: אלו נוצרים רק בשכבת הציפוי, ולא בשכבת התשתית העל מוליכה

לכל אחד מהסוגים החדשים של דנריטים יש מאפיינים והתנהגות ייחודיים, כפי שניתן לראות מצורתם הדנדריטית המרחבית ותלותם בטמפרטורה.