Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2007

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRIC ELEMENTS
      • MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES (ceramics based on ferrites C04B35/26; alloys C22C; [N: construction of loading coils H01B]; thermomagnetic devices H01L37/00; loudspeakers, microphones, gramophone pick-ups or like acoustic electromechanical transducers H04R)
  • MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING ENGINES OR PUMPS
    • WEAPONS
      • ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES (measuring physical variables of any kind by conversion into electric variables, see Note (4) following the title of class G01; measuring diffusion of ions in an electric field, e.g. electrophoresis, electro-osmosis G01N; investigating non-electric or non-magnetic properties of materials by using electric or magnetic methods G01N; indicating correct tuning of resonant circuits H03J3/12; monitoring electronic pulse counters H03K21/40; monitoring operation of communication systems H04)
      • MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME (milk flow sensing devices in milking machines or devices A01J5/01; measuring or recording blood flow A61B5/02, A61B8/06; metering media to the human body A61M5/168; burettes or pipettes B01L3/02; arrangements of liquid volume meters or volume-flow meters in liquid-delivering apparatus, e.g. for retail sale purposes, B67D5/16; pumps, fluid motors, details common to measuring or metering devices and pumps or fluid motors F01 to F04; [N: sampling G01N1/00]; locating, determining distance or velocity using reflection or reradiation of radio waves, analogous arrangements using other waves G01S; systems for ratio control G05D11/00; [N: coin-freed apparatus for metering flow of liquid or gas G07F15/00]) [C9607]
Classificazione geografica
Parole Chiave
SUPERCONDUTTIVITA', FERROMAGNETISMO, STRUTTURE STRATIFICATE, LUNGHEZZA DI PENETRAZIONE, VALVOLE DI SPIN SUPERCONDUTTIVE

Proprietà di trasporto elettrico dc e ac di strutture ibride stratificate superconduttore/ferromagnete realizzate con materiali tradizionali

Università degli Studi di Salerno
Abstract
All'interno del presente progetto verranno realizzate e caratterizzate strutture ibride artificiali del tipo superconduttore (S)/ferromagnete (F) realizzate con materiali tradizionali. Come materiale superconduttore si sceglierà il Nb mentre per lo strato ferromagnetico saranno utilizzate leghe di PdNi con percentuali di Ni dell'ordine del 14% e di CuNi con percentuali di Ni dell'ordine del 50%. Con le suddette percentuali di Ni di due leghe sono caratterizzate da valori molto simili dei rispettivi campi di scambio. I campioni, realizzati per sputtering UHV, saranno dapprima caratterizzati da un punto di vista strutturale e morfologico e poi tramite misure magnetiche. La parte di caratterizzazione elettrica sia in regime dc che ac sarà poi centrale nell'economia complessiva del progetto. In regime di corrente continua saranno effettuate misure di transizione resistive in assenza ed in presenza di campo magnetico nonchè misure di caratteristiche I-V su campioni precedentemente patternati. In regime di corrente alternata saranno invece effettuate misure di lunghezza di penetrazione del campo elettromagnetico e dell'impedenza superficiale, di cui saranno studiati gli andamenti in funzione della temperatura. Studi preliminari per la realizzazione di una valvola spin superconduttiva saranno compiuti nella parte finale del progetto.

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Carmine Attanasio Università degli Studi di SALERNO
Obiettivo del Programma di Ricerca
Obiettivo scientifico finale del presente progetto di ricerca è lo studio delle proprietà di trasporto elettrico di strutture ibride stratificate superconduttore (S)/ferromagnete (F) del tipo Nb/CuNi e Nb/PdNi sia in regime dc che nel regime delle microonde. Lo scopo ultimo sarà quello di ottenere informazioni quanto più possibile dettagliate su alcune grandezze fisiche di interesse analizzando la risposta elettromagnetica dei succitati sistemi stratificati in due regimi tra di loro complementari. Tramite misure di transizioni resistive in regime continuo in assenza di campo magnetico esterno si verificherà l’eventuale apparire della fase pigreco nei sistemi analizzati. Misure di campi magnetici critici effetuate sia in regime dc che ac permetteranno di costruire i diagrammi di fase H-T e di ricavare i coefficienti di anisotropia nelle due modalità di misura. Una stima dell’influenza del materiale ferromagnetico sul parametro d'ordine superconduttivo del Nb si otterrà misurando sia le correnti critiche di depairing sia la presenza di instabilità del reticolo dei vortici ad alte correnti di bias in dc che analizzando la lunghezza di penetrazione del campo magnetico in regime alternato. Tali misure oltre a fornire informazioni tra di loro complementari saranno in qualche caso tra di loro strettamente interconnesse: ad esempio nel caso della misura delle correnti di depairing sarà ottenuta una striscia per fotolitografia solo dopo la misura ac della lunghezza di >>>

Risultati parziali attesi
Mentre all’interno della comunità scientifica lo studio delle proprietà di trasporto elettrico in regime continuo su strutture S/F è un argomento di grossa attualità, pochissimi sono gli articoli presenti in letteratura il cui argomento sia l’analisi della risposta di questi sistemi a campi elettromagnetici ac. Inoltre pochi risultano i tentativi di analizzare in maniera sistematica su materiali ferromagnetici diversi il ruolo della trasparenza dell’interfaccia e l’influenza di F sul parametro d’ordine superconduttivo in strutture stratificate S/F. Dalla ricerca in oggetto ci si attende l’ottenimento di informazioni complementari che contribuiscano all’avanzamento delle conoscenze della fisica molto vasta e complessa che è alla base dei comportamenti peculiari di strutture ibride S/F.
Scopo principale del presente progetto sarà quello di studiare sperimentalmente in maniera organica le proprietà di trasporto elettrico, sia in regime dc che nel regime delle microonde, di strutture stratificate Superconduttore (S)/Ferromagnete (F) di alta qualità. In particolare, per S si sceglierà il Nb mentre per lo strato F saranno utilizzate leghe di PdNi con percentuali di Ni pari al 14% e di CuNi con percentuali di Ni dell'ordine del 50%. Ci si attende, in particolare, di ottenere informazioni sulla presenza della cosiddetta fase pi greco in tali strutture tramite misure effettuate con e senza campo magnetico applicato, sul ruolo giocato dal ferromagnete sul gap >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Superconduttività (S) e ferromagnetismo (F) sono due ordini antagonisti. Il meccanismo microscopico che governa S è l'accoppiamento di elettroni con spin e momento opposti che formano le coppie di Cooper. In contrasto, il campo magnetico prodotto da F agisce sugli stati orbitali delle coppie (effetto orbitale). Inoltre, l'energia di scambio responsabile dello stato magneticamente ordinato tende ad allineare gli spin antiparalleli delle coppie nella stessa direzione (effetto paramagnetico); il corrispondente campo critico a T=0 è dato dal limite di Clogston E_Clogston=Delta/(mu_{B}sqrt{2}) [1] dove Delta è il gap superconduttivo.
Ciononostante è stato dimostrato, sia teoricamente che sperimentalmente, che i due fenomeni possono coesistere in differenti sistemi sotto ben definite condizioni. Il problema di un forte campo di scambio agente su un superconduttore in forma massiva è stato dapprima studiato da Larkin e Ovchinnikov [2] e da Fulde e Ferrel [3]. Essi hanno dimostrato che una nuova fase superconduttiva, lo stato LOFF, può manifestarsi in una piccola regione di campi magnetici sopra E_Clogston. A causa della presenza di un campo di scambio le coppie di Cooper acquistano un momento finito, il che conduce ad un parametro d'ordine superconduttivo spazialmente non uniforme la cui lunghezza d'onda è proporzionale all'inverso della lunghezza di coerenza. Allo stesso modo l'ordine magnetico presenta una struttura periodica o modulata. Da un >>>