Electronic Transport in Hybrid Nanostructures

2020/2021

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

3

ECTS credits

Delivered at:

Joint Department of Condensed Matter Physics with the Institute of Solid State Physics (RAS)

Course type:

Compulsory course

When:

4 year, 3 module

Instructor

Батов Игорь Евгеньевич

Программа дисциплины

Аннотация

В рамках курса изучаются электронные транспортные явления в гибридных системах на основе сверхпроводников, нормальных металлов, ферромагнетиков и полупроводниковых наноструктур. Излагаются теоретические подходы к рассмотрению баллистического и диффузионного электронного транспорта в гибридных наноструктурах. Детально анализируются экспериментальные методы исследования электронных транспортных явлений в таких структурах.

Цель освоения дисциплины

• формирование у студентов профессиональных компетенций в области физики электронных транспортных явлений в гибридных мезоскопических структурах
• приобретение студентами навыков самостоятельной работы с профильной научной литературой
• формирование подходов, основанных на полученных знаниях, позволяющих проводить научные исследования и анализировать полученные результаты
• развитие умений, позволяющих развивать качественные и количественные физические модели электронных транспортных явлений в гибридных мезоскопичеcких структурах

Планируемые результаты обучения

• студент должен уметь применять современные модели и приближения, используемые для описания электронного транспорта в гибридных наноструктурах
• студент должен уметь пользоваться полученными знаниями для решения экспериментальных и теоретических задач в области физики электронных транспортных явлений в гибридных мезоскопических структурах
• студент должен уметь критически анализировать опубликованные научные статьи в области физики электронных транспортных явлений в гибридных структурах

Содержание учебной дисциплины

• Электронный транспорт в баллистических контактах сверхпроводник- нормальный металл (SN) и сверхпроводник- нормальный металл- сверхпроводник (SNS)
  андреевское отражение, андреевские уровни энергии в SNS структурах, джозефсоновский сверхток и многократное андреевское отражение в баллистических SNS структурах, дифференциальная проводимость в баллистических гибридных SN- и SNS-структурах на основе cверхпроводников и полупроводниковых наноструктур
• Электронный транспорт в мезоскопических диффузионных SN и SNS структурах
  безотражательное туннелирование и возвратное сопротивление в SN контактах, джозефсоновский сверхток и дифференциальная проводимость в коротких и длинных мезоскопических диффузионных SNS структурах, влияние микроволнового излучения на электронный транспорт в SNS структурах, Шапиро ступени
• Когерентный электронный транспорт и неравновесные нелокальные эффекты в многотерминальных планарных субмикронных структурах на основе гибридных систем сверхпроводник/ нормальный металл
  кросс-андреевское отражение, процессы упругого ко-туннелирования, зарядовый разбаланс в планарных структурах с джозефсоновскими SNS переходами и инжекторами из нормального металла

Элементы контроля

• Контрольные работы
  Текущий контроль предусматривает две контрольные работы, выполняемые на четвертой и восьмой неделе 3-го модуля. Контрольная работа включает письменное решение трех задач в билете по темам пройденного материала.
• Экзамен
  Итоговый контроль: экзамен в конце 3-го модуля. Проводится устно в формате беседы по программе курса. Билет содержит 2 вопроса.

Промежуточная аттестация

• Промежуточная аттестация (3 модуль)
  Текущая оценка Отекущая рассчитывается как взвешенная сумма оценок за две контрольные работы: Отекущая = 0,5 * Окр1 + 0.5 * Окр2, где каждая оценка (Окр1 и Окр2) выставляется по 10-ти бальной шкале. Способ округления – арифметический. Итоговая оценка определяется соотношением Оитоговая = 0,5 * Отекущая + 0,5 * Оэкз, где Оэкз – оценка за экзамен. Студенты, у которых Отекущая = 10, освобождаются от устного экзамена и получают итоговую оценку 10. Студенты c оценкой Отекущая = 8 или Отекущая = 9 могут отвечать только на половину билета (1 вопрос по выбору) на устном экзамене.

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Введение в физику сверхпроводников : учеб. пособие для вузов, Шмидт, В. В., 1982

Рекомендуемая дополнительная литература

• Абрикосов А.А. - Основы теории металлов - Издательство "Физматлит" - 2010 - 600с. - ISBN: 978-5-9221-1097-6 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2093