גב' מיכל וסרמן

מפולות שטף דנדריטיות במבנים מוליכי -על היברידיים תחת שדות מגנטיים בקצב עלייה גבוה

תקציר:

מוליכי על דקים מסוג II הנמצאים תחת השפעת שדה מגנטי חיצוני, סובלים במקרים רבים מאי-יציבות מגנטית הבאה לידי ביטוי כמפולות שטף דנדריטיות. למפולות אלה השלכות הרות-אסון על אפליקציות מוליכות-על; העלאת טמפרטורת הדגם הלוקאלית מעל לטמפרטורה הקריטית ואפילו גרימת נזק בלתי הפיך לדגם, במיוחד בקצבי עלייה מהירים של השדה המגנטי הפוגעים אף יותר בתחום אי היציבות של הדגם. מחקרים שפורסמו לאחרונה הראו כי ציפוי דגם על-מוליך על ידי שכבה מוליכה נוספת, מתכתית או מוליכת על, עוזר במניעה של מפולות השטף הדנדריטיות האלו, אך לא בדקו את יעילות מיסוך המפולות עבור קצבי עליית שדה מהירים. בעבודה זו, אנחנו משתמשים במערכת מגנטו-אופטית מהירה וייחודית שהוקמה אצלנו במעבדה, המאפשרת מדידה של מפולות שטף דנדריטיות בקצבי עליית שדה אולטרה-מהירים. החלק הראשון בעבודה עוסק בדגם NbN המכוסה חלקית בשכבת נחושת, המראה מיסוך מוחלט לנוקליאציה של דנדריטים על שפת הדגם המצופה בנחושת, ועצירה של דנדריטים מתקדמים בעקבות שיכוך תנועת מערבולות השטף שבמוליך העל על ידי זרמי eddy הנוצרים בשכבת הנחושת. אולם, יעילות מיסוך הדנדריטים קטנה ככל שקצב עליית השדה עולה. החלק השני בעבודה עוסק בדגמי NbN המכוסים חלקית בשכבת Nb,בהם  בניגוד למקרה של הדגם מצופה הנחושת, התנהגות הדנדריטים מורכבת הרבה יותר. אנחנו מציגים ראיות ניסיוניות ראשונות לקיומם של 2 סוגי דנדריטים חדשים וייחודיים: מפולות דנדריטיות היברידיות, הנמצאות בשתי השכבות מוליכות העל שבדגם, והמושפעות משתיהן. ומפולות דנדריטיות משטחיות, הנוצרות רק בשכבת הציפוי, ולא בשכבת מוליך העל התחתונה. לכל אחד מסוגי המפולות התנהגות ומאפיינים הייחודיים לו, הבאים לביטוי בצורה השונה שלהם ובתלות שלהם בטמפרטורה.