Stupen'ki Shapiro pri skol'zhenii voln zaryadovoy plotnosti: ostsillyatsii, smeshenie chastot, osobennosti v bol'shikh elektricheskikh polyakh

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Представлен обзор недавних результатов в области синхронизации скольжения волн зарядовой плотности с высокочастотным электрическим полем, которая проявляется в возникновении ступенек Шапиро на вольт-амперных характеристиках. Экспериментально исследованы осцилляции ширин ступенек Шапиро в зависимости от амплитуды высокочастотного поля и продемонстрирована периодичность осцилляций по перемещению волны зарядовой плотности за полупериод высокочастотного поля. Показано, что ширину ступенек Шапиро можно связать с положением точки возврата волны зарядовой плотности относительно периодического потенциала пиннинга. Показано, как предложенный подход позволяет получить вид вольт-амперной характеристики, измеренной при воздействии высокочастотного поля, а также описать ступеньки Шапиро при смешении частот на волне зарядовой плотности. Представлен оригинальный эксперимент, позволяющий определить амплитуду колебаний волны зарядовой плотности в периодическом потенциале пиннинга с использованием высокочастотного синхронного детектора. Сравнение результата с расчетом позволило обнаружить влияние периодического потенциала пиннинга на амплитуду колебаний в режиме синхронизации, когда действие периодического потенциала пиннинга не усредняется. Также рассмотрена синхронизация волны зарядовой плотности в больших электрических полях, когда ее скольжение можно охарактеризовать определенным значением подвижности. Продемонстрирована аналогия полученных соотношений с аналогичными соотношениями для джозефсоновского перехода и одноканального квантового провода.

About the authors

S. G Zybtsev

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Москва, Россия

V. Ya Pokrovskiy

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Email: vadim.pokrovskiy@mail.ru
Москва, Россия

S. A Nikonov

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Москва, Россия

M. V Nikitin

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Москва, Россия

A. A Mayzlakh

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН

Москва, Россия

A. V Snezhko

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

V. V Pavlovskiy

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Москва, Россия

S. V Zaytsev-Zotov

Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Москва, Россия

References

  1. H. Frohlich, Proc. R. Soc. A 223, 296 (1954).
  2. P. Monceau, Adv. Phys. 61, 325 (2012).
  3. S. E. Barnes and A. Zawadowski, Phys. Rev. Lett. 51, 1003 (1983).
  4. S. Brown and A. Zettl, Charge Density Wave Current Oscil lations and Interference Effects, in Charge DensityWaves in Solids, ed. by L. P. Gor’kov and G. Gruner, North-Holland, Elsevier, Amsterdam (1989), v. 25, p. 223.
  5. A. Zettl and G. Gruner, Solid State Commun. 46, 501 (1983).
  6. A. Zettl and G. Gruner, Phys. Rev. B 29, 755 (1984).
  7. R. E. Thorne, W. G. Lyons, J. W. Lyding, J. R. Tucker, and John Bardeen, Phys. Rev. B 35, 6360 (1987).
  8. S. G. Zybtsev, V. Ya. Pokrovskii, V. F. Nasretdinova et al. (Collaboration), Phys. Rev. B 95, 035110 (2017).
  9. S. G. Zybtsev, S. A. Nikonov, V. Ya. Pokrovskii, V. V. Pavlovskiy, and D. Staresinic, Phys. Rev. B 101, 115425 (2020).
  10. S. G. Zybtsev and V. Ya. Pokrovskii, Phys. Rev. B 88, 125144 (2013).
  11. M.F. Hundley and A. Zettl, Phys. Rev. B 39, 3026 (1989).
  12. R.E. Thorne, J. Phys. IV France 131, 89 (2005).
  13. Y. Funami and K. Aoyama, Phys. Rev. B 108, L100508 (2023).
  14. S. Sridhar, D. Reagor, and G. Gruner, Phys. Rev. Lett. 55, 11 (1985).
  15. S. A. Nikonov, S. G. Zybtsev, A. A. Maizlakh, and V. Ya. Pokrovskii, Appl. Phys. Lett. 118, 213106 (2021).
  16. S. A. Nikonov, S. G. Zybtsev, and V. Ya. Pokrovskii, Appl. Phys. Lett. 118, 253108 (2021).
  17. В. В. Широтов, Ю. Я. Дивин, Письма в ЖТФ 30, 79 (2004).
  18. М. В. Никитин, С. Г. Зыбцев, В. Я. Покровский, Влияние периодического потенциала пиннинга на перемещение волны зарядовой плотности в ВЧ поле, Тезисы III Международной конференции “Физика конденсированных состояний” ФКС-2023, под редакцией д.ф-м.н. Б. Б. Страумала (Черноголовка, 29 мая-2 июня 2023), с. 218.
  19. J. C. Gill, Solid State Commun. 39, 1203 (1981).
  20. E. C. Geil and R. E. Thorne, Phys. Rev. Lett. 114, 016404 (2015).
  21. С. Г. Зыбцев, В. Я. Покровский, О. М. Жигалина, Д. Н. Хмеленин, Д. Старешинич, С. Штурм, Е. Чернышова, ЖЭТФ 151, 776 (2017).
  22. С. Г. Зыбцев, В. Я. Покровский, В. Ф. Насретдинова, С. В. Зайцев-Зотов, Радиотехника и электроника 63, 992 (2018).
  23. С. Г. Зыбцев, В. Я. Покровский, С. А. Никонов, А. А. Майзлах, С. В. Зайцев-Зотов, Письма в ЖЭТФ 117, 158 (2023).
  24. G. Gruner and A. Zettl, Phys. Rep. 119, 117 (1985).
  25. S. G. Zybtsev and V. Ya. Pokrovskii, Phys. Rev. B 84, 085139 (2011).
  26. P. Monceau, in Electronic Properties of Inorganic Quasi-One-Dimensional Conductors, ed. By P. Monceau, Reidel, Dortrecht (1985), p. 139, part 2.
  27. J. Richard, J. Chen, and S. N. Artemenko, Solid State Commun. 85, 605 (1993).
  28. K. K. Likharev, Dynamics of Josephson Junctions and Circuits, Gordon and Breach, N.Y. (1986).
  29. M. Papoular, Phys. Lett. A 76, 430 (1980).
  30. G. Gruner, Rev. Mod. Phys. 60, 1129 (1988).
  31. S. G. Zybtsev, V. Ya. Pokrovskii, S. V. Zaitsev-Zotov, and V. F. Nasretdinova, Physica B 407, 1696 (2012).
  32. C. W. J. Beenakker and H. van Houten, Phys. Rev. Lett 66, 3056 (1991).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук