מר יונתן שוורצברג

תופעות קוונטיות במבנים ננו-על-מלוכים 

מחקר זה נועד להתמודד עם מספר שאלות פתוחות שעלו במחקרים קודמים של טבעות ננו על-מוליכות. באופן ספציפי:

(א) התנהגות SQUID של לולאות ננו: התנהגות זו יוחסה לתלות מרחבית לא אחידה של פרמטר הסדר בלולאות המחוברות להובלות על-מליכות. למרות שמודל זה מסתמך על העבודה התאורטית של דה-ג'ן ואלכסנדר, הוא מעולם לא אושר ניסויית. אנו מתכננים לאשר תאוריה זו ישירות על ידי מדידת פרמטר הסדר לאורך טבעת ננו באמצעות צמתים של מתכת רגילה/מבודד/על-מוליך.

(ב) השפעת תנודות בפרמטר הסדר על תנודות המגנטו-התנגדות בלולאות אנו: השפעה זו טרם נחקרה. מדידות אחרונות שלא פורסמו בטבעות ננו NbN חשפו תנודות של מחזוריות hc/e ו- hc/2e בנוכחות של "החלקות פאזה קוונטיות" (Quantum Phase Slips). צפוי שתנודות בפרמטר הסדר יפגעו בקוהרנטיות של הזוגות, אך אנו חושדים שתנודות אלו מאפשרות התערבות של קוואזי-חלקיקים קוהרנטיים בתעלות הולכה, כפי שמתבטא בניסוי כמחזוריות אהרונוב-בוהם hc/e וההרמוניות שלהן. במאמץ לבחון השערה זו, אנו מתכננים מחקר של טבעות NbN עם רוחב שפה שונה כדי לשלוט ניסויית בהסתברות של "החלקות פאזה קוונטיות", במטרה לאשר את המאפיינים האהרונוב-בוהמיים של תנודות המגנטו-התנגדות.

(ג) טבע תנודות המגנטו-התנגדות עם מחזוריות אקזוטיות: טרם הובן טבען של מחזוריות אקזוטיות אלו, כגון 3hc/2e ו- hc/3e. מחזוריות אלה נצפו גם במחקרים שלנו, באזור המעבר בין hc/e ל- hc/2e. מחזוריות אקזוטיות אלו עשויות לנבוע מקיומם של צמתים ג'וזפסון מרובים בטבעת הנובעים ממבנה גרגירי של החומר.