Сверхпроводимость границ раздела полупроводниковых слоев в двухслойных и многослойных гетероструктурах типа АIVBVI

Анотація

Проведено комплексное исследование и сравнение сверхпроводящих свойств двухслойных и многослойных полупроводниковых эпитаксиальных гетероструктур типа А^IVВ^VI, проявляющих сверхпроводимость при критических температурах Т_с ≤ 6,5 К. Сверхпроводимость этих систем связана с инверсией зон в узкощелевых полупроводниках, обусловленной неоднородными напряжениями, создаваемыми сеткой дислокаций несоответствия, возникающей на границах раздела при эпитаксиальном росте. Обнаружено, что Т_с и характер сверхпроводящего перехода двухслойных гетероструктур PbTe/PbS зависят от толщины полупроводниковых слоев d и напрямую связаны с качеством сеток дислокаций несоответствия на интерфейсах (количеством и типом структурных дефектов в сетках). Найдены существенные отличия в поведении двухслойных сэндвичей и сверхрешеток. Минимальная толщина d, при которой появляется сверхпроводимость, для двухслойных систем в несколько раз больше, чем для многослойных. Верхние критические магнитные поля H_c2 двухслойных систем более анизотропны. В области температур, близких к Т_с, для сверхрешеток наблюдается 3D-поведение, а ее понижение приводит к кроссоверу 3D-2D. Для двухслойных структур 2D-поведение начинается непосредственно от Т_с и обнаруживается кроссовер типа 2D-1D с резкой расходимостью H_c2, характерной для сверхпроводящих сеток.