Temperature dependences of Josephson current and energy gap of Pb-doped Bi2223 superconductors measured by break junction spectroscopy technique

Анотація

Температурні залежності максимального струму Джозефсона I_Jc і значення щілини Δ надпровідного купрата PbxBi₂–xSr₂Ca₂Cu₃O_10+y на основі Bi (PbBi2223) було досліджено за допомогою методу розриву контактів (BJ), який може формувати структури надпровідник–ізолятор–надпровідник. Струм Джозефсона I_Jc повністю зникав при резистивно визначеній критичній температурі Tc, тоді як щілина Δ не зникала при T_c і безперервно зменшувалася з T вище цієї точки. Значення добутку I_JcR_N (R_N — нормальний опір поза щілиною) при T = 4,2 K знаходиться в діапазоні 4~24 мВ, демонструючи суттєво різні величини. Залежності добутку IJcRN від T для переходів з різними властивостями тунельного бар’єра демонструють немонотонне зменшення зі зростанням температури, що не узгоджується з традиційною поведінкою типу Бардіна–Купера–Шриффера (BCS), якщо припустити s-хвильову симетрію параметра порядку. (У випадку d-хвильо¬вого параметра порядку ситуація має бути значно складнішою.) Спостережувані значення щілини становили Δ = 30~40 меВ, тому розраховане значення I_JcR_N (AB) = (π/2)Δ/e, притаманне теорії Амбегаокара–Баратоффа (AB) для s-хвильового BCS-параметра порядку, має становити I_JcR_N (AB) = 50~65 мВ. Ці значення значно перевищують наші експериментальні значення I_JcR_N, які складають лише 1/3~1/10 від очікуваного за теорією AB. Спостережувані відносно малі значення, велика варіативність і немонотонне зменшення I_JcR_N з температурою можуть свідчити про певний тип асиметричного d-хвильового параметра порядку з різними кутами граней мікрокристалів у переходах типу BJ.