Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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TT: Tiefe Temperaturen

TT 1: Supraleitung in mesoskopischen und nanoskopischen Strukturen

TT 1.7: Hauptvortrag

Montag, 22. März 1999, 12:15–12:45, F2

Kohärentes Tunneln von Quasiteilchen in supraleitenden Einzelelektrontransistoren — •J. Siewert — Istituto di Fisica, Facoltà di Ingegneria, Università di Catania, 95125 Catania, Italien

Nach wie vor gibt es offene Fragen in bezug auf die Transportmechanismen in supraleitenden Tunnelkontakten für Spannungen unterhalb der Energielücke („subharmonic gap structure“). Zweifellos spielt das kohärente Tunneln mehrerer Quasiteilchen eine wichtige Rolle. Deshalb ist es von besonderem Interesse, daß kürzlich das gleichzeitige Tunneln von zwei Quasiteilchen in supraleitenden Einzelelektronentransistoren beobachtet wurde [1]. Das Auftreten der Ladungsenergiedifferenz in solchen Systemen ermöglicht das Studium der Tunnelprozesse mittels eines weiteren kontrollierbaren Parameters.

Die Rate für solches Zweiteilchentunneln kann störungstheoretisch im Rahmen des Tunnel-Hamiltonian-Formalismus berechnet werden. Von besonderer Bedeutung ist die korrekte Berücksichtigung der Phasen der Tunnelmatrixelemente. Unter Benutzung dieser Raten kann schließlich die Strom-Spannungs-Charakteristik des Transistors gefunden werden, wobei die Phasenkohärenz im System infolge der Josephson-Kopplung zu berücksichtigen ist. Die theoretischen Resultate werden mit dem Experiment verglichen; außerdem werden die Unterschiede zu NSN-Transistoren diskutiert.

[1] R.J. Fitzgerald, S.L. Pohlen, and M. Tinkham, Phys. Rev. B 57, R11073 (1998).