Исследована неустойчивость сверхпроводящего состояния вакуумных конденсатов ниобия при туннельной инжекции квазичастиц. Установлено, что при широком источнике квазичастиц рост температуры приводит всегда к уменьшению критического тока неустойчивости, а при узком - к его увеличению.
Экспериментально обнаружена неустойчивость неравновесного сверхпроводящего состояния плёнок олова при туннельной инжекции квазичастиц в режиме узкого источника, которая сопровождается возникновением в плёнке двухщелевого, неоднородного состояния.
Установлено, что возникновение неустойчивости сверхпроводящего состояния в распределённых джозефсоновских контактах при туннельной инжекции квазичастиц и характер неоднородного состояния, которое при этом возникает, обусловлены влиянием на процессы туннелирования квазичастиц электромагнитных колебаний, возникающих при движении джозефсоновских вихрей в контактах.
Изучен ряд эффектов в распределённых переходах Джозефсона на основе олова, свинца и индия, в частности, резонанс Эка в условиях значительного влияния собственного поля, что позволило предложить вихревой транзистор с контролируемыми граничными условиями на краю перехода; экспериментально реализован транзистор Лихарева с инжекцией тока в середину длинного перехода.
Впервые предложены и исследованы неравновесные эффекты в многослойной структуре акустически связанных туннельных контактов. На основе эффектов неравновесности, обусловленных интенсивной инжекцией в сверхпроводник квазичастиц и фононов, предложен многослойное трёхэлектродное устройство типа транзистора, которое имеет улучшенные характеристики по сравнению с известным
сверхпроводниковим устройством - квитероном.
В числе первых, были изготовлены и исследованы характеристики туннельных переходов на основе высокотемпературных сверхпроводников, получены данные относительно энергетической щели и анизотропии свойств, сверхпроводника YBCO.
Впервые методом ВЧ-магнитронного распыления были получены плёнки высокотемпературного сверхпроводника YBCO и измерены их электрические характеристики. Были получены эпитаксиальные плёнки с изменяемой ориентацией от c до c||. Предложена модель механизма роста плёнок с изменяемой ориентацией.
Обнаружено, что воздействие переменного низкочастотного электромагнитного поля на тонкие плёнки высокотемпературного сверхпроводника YBCO может приводить к возникновению резистивного состояния при постоянном токе, который меньше критического. В тоже время, под действием постоянного магнитного поля той же амплитуды резистивное состояние не возникает.
Исследовано динамику вихрей Абрикосова в плёночных "широких" мостиках YBCO; сделана оценка высоты барьера центров пиннинга вихрей.
Изготовлены и исследованы вертикальноинтегрированные массивы джозефсоновских SIS-переходов (S - сверхпроводник, I- изолятор), в частности, впервые экспериментально обнаружен эффект синхронного переключения переходов в резистивное состояние.
Получены SINIS- переходы с рекордными параметрами: критическим напряжением 1,2 мВ и плотностью критического тока выше 30 кА/см2 при 4,2 К, что важно для применения этих переходов в сверхпроводниковой электронике.
Разработана методика, изготовлены и исследованы характеристики трёх- и четырёхвыводных джозефсоновских устройств со структурою SIS'IS и SINIS, в которых реализован электрический контакт к очень тонкому (порядка 10 нм) слою сверхпроводника S' или нормального металла N. Кроме того, в четырёхвыводных SINIS-устройствах реализовано инжекцию "горячих" электронов в середину перехода и получено модуляцию вольтамперной характеристики и сверхпроводящего тока со значительным коэффициентом усиления по току и мощности.
При помощи вышеописанных многовыводных устройств изучен эффект близости внутри SINIS-перехода, что является наиболее прямым исследованием этого эффекта в настоящее время. Установлено, что баллистический режим электропереноса через SINIS-структру в поперечном направлении приводит к значительному сверхпроводящему току Джозефсона, в тоже время как электроперенос вдоль N-плёнки является диффузионным и диссипативным.
Экспериментально обнаружено существование эффекта близости сверхпроводников через диэлектрическую границу раздела.
На основе решений уравнений Боголюбова-де Жена развита модель транспорта заряда в туннельных переходах Джозефсона с неоднородными по прозрачности туннельными барьерами. Предложена методика экспериментального восстановления вида функции распределения прозрачностей, исследуемого неоднородного туннельного барьеру, на основе учета Андреевского отражение на границе раздела.
Созданы двойные туннельные сверхпроводниковые переходы и экспериментально установлено, что в них на спектр проводимости сандвичей S1-I-S2 заметно влияет одночастичный эффект близости сверхпроводников, то есть эффект изменения плотности состояний сандвича, вызванный существованием Андреевского отражение квазичастиц на границе раздела сандвича.
Экспериментально обнаружен эффект асимметрии спектров проводимости сверхпроводниковых сандвичей S1-I-S2 в зависимости от знака приложенного в них электрического напряжения смещения.
Предложены и впервые созданы несимметричные по прозрачностям барьеров сверхпроводниковые двухбарьерные туннельные переходы Джозефсона, а именно Nb-I1-Al-I2-Nb, экспериментально изучен транспорт электрического заряда в таких структурах. Экспериментально обнаружен эффект возникновения в таких структурах связанных состояний квазичастиц и их заметного влияния на вольтамперные характеристики переходов.
Экспериментально обнаружено существование эффекта подавления отрицательного влияния "закороток" в одном из барьеров сверхпроводниковых двухбарьерных туннельных переходов Джозефсона из-за наличия в структуре второго барьера.
Развита модель квазичастичных вольтамперных характеристик сверхпроводниковых несимметричных двухбарьерных туннельных переходов, построенная на базе формулы Буттикера и подхода Белоголовского.
Экспериментально исследованы туннельные переходы на базе тонких пленок высокотемпературных сверхпроводников, а именно YBCO-I-Pb и обнаружено сосуществование в таких переходах эффектов: а) неупругого рассеяния и туннелирования квазичастиц; б) внутрищелевых связанных состояний; в) влияния неупругих процессов на параметр порядка в сверхпроводниках.
Впервые созданы и экспериментально изучены несимметричные двойные туннельные переходы с неупругими эффектами в них, а именно Cr-Cr2O3-Pb-SnxOy-Pb.
Экспериментально обнаружен эффект влияния процессов неупругого рассеяния и туннелирования квазичастиц на величину параметра порядка сверхпроводника, который наблюдается в эксперименте.
Показано на основе подхода Белоголовского, что неупругое рассеяние со сбоем квантовомеханической фазы внутри слоя сверхпроводника двухбарьерного сверхпроводникового туннельного перехода приводит к некоторому размытию измеряемой туннельной плотности состояний сверхпроводников и к сдвигу в сторону больших напряжений щелевого пика на зависимости дифференциальной проводимости переходов от приложенного напряжения смещения. В то же время неупругое рассеяние со сбоем квантовомеханической фазы внутри нормальной прослойки такого перехода приводит лишь к размыванию спектра, но не приводит к сдвигу щелевых особенностей спектров проводимости переходов.
Разработан способ увеличения отношения сигнал/шум для ячейки магниторезистивной памяти на базе спинзависимого туннелирования. В роботах предложено теоретическое обоснование такого способа.
Применён метод самосогласованного поля для описания контактов двух разных сверхпроводников с произвольной прозрачностью барьера между ними. Расчеты проводимости таких контактов на основе этого подхода лучше согласовываются с экспериментальными данными, чем расчеты по методу туннельного гамильтониана. В рамках данного подхода для контактов с пространственно неоднородным барьером на контакте построен метод определения функции распределения вероятностей прозрачности участков такого барьера.
Разработан на основе теории о поведении вихрей Абрикосова-Джозефсона в малоугловых сверхпроводниковых границах способ описания магнитополевой зависимости плотности критического сверхтока в пленках с сегментироваными малоугловыми границами.
Впервые обнаружен эффект стимуляции критического тока под действием микроволнового облучения в "широких" мостиках на основе плёнок высокотемпературного сверхпроводника YBCO.
Впервые обнаружена субгармоническая структура энергетической щели на вольтамперных характеристиках "широких" мостиков на основе плёнок высокотемпературного сверхпроводника YBCO; экспериментально подтверджена анизотропия энергетической щели YBCO.
Разработана топология и конструкция опытных образцов микроволновых микрополосковых резонаторов и микрополоскового полосно-пропускающего фильтра дециметрового диапазона на основе плёнок YBCO.
Создана сверхвысокочастотная гибридная интегральная схема (ГИС) полосно-пропускающего фильтра на основе плёнок высокотемпературного сверхпроводника YBCO, что позволяет реализовать миниатюрные высокоселективные фильтры с узкими полосами прозрачности и заграждения для микроволновых систем с высокой помехозащищённостью. Конструкция ГИС может быть использована как основа для разработки сверхпроводниковых микросхем для систем спутниковой и сотовой связи и радиоастрономии.
