Nichtlineare Flussschlauch-Dynamik in Supraleitern mit anisotropen Pinning-Nanostrukturen

• Antragsteller: Professor Dr. Oleksandr Dobrovolskiy
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 200044433

Mittels der Fabrikation uniaxialer oder bi-anisotroper "Pinning"-Strukturen in supraleitenden Dünnschichten bietet sich die Möglichkeit, die magnetoresistive Antwort in der Shubnikov-Phase eines Supraleiters zu kontrollieren. Dies hat unmittelbar Bedeutung für Anwendungen in der sogenannten "Fluxonic", d. h. der Ausnutzung der Kontrollierbarkeit einzelner Flussschläuche in Analogie zur Manipulation einzelner Elektronen in der Nanoelektronik. Darüber hinaus bilden derartig strukturierte Dünnschichten Modellsysteme zum Studium nichtlinearer Effekte der Vortexdynamik in Gegenwart anisotroper "Pinning"-Strukturen, wie sie in aktuellen theoretischen Untersuchungen mit hoher Präzision vorhergesagt werden. In diesem Zusammenhang sollte es möglich sein, erstmals die folgenden Fragen zu beantworten: In welchem Frequenzbereich ist eine Anregung höherer Harmonischer durch Flussschlauchbewegung am stärksten ausgeprägt? Wie lassen sich mittels moderner Mikro- und Nanostrukturierungsverfahren bi-anisotrope und ratschenartige "Pinning"-Potentiale erzeugen, um damit möglichst optimierte Strukturen für "Fluxonic"-Bauelemente zu erhalten? Tritt zwischen dem Hall-Effekt (unter geführter Flussschlauchbewegung) und dem Ratschen-Effekt (geführte Flussschlauchbewegung in Gegenwart ratschenartiger "Pinning"-Potentiale) Interferenz auf? Zur Beantwortung dieser Fragen wird auf der experimentellen Seite mit der Stromrotationsmethode eine Messanordnung zur Realisierung beliebiger Stromrichtungen bezüglich der "Pinning"-Strukturen eingesetzt werden, sowie auch eine Methode zur asymmetrischen Signalmittelung entwickelt werden. Die erwarteten Ergebnisse aus diesen Untersuchungen besitzen eine über das unmittelbare Thema hinausgehende Relevanz für alle rauschbehafteten Systeme, die unter dem Einfluss treibender Kräfte mit DC- und AC-Anteil stehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen