Litteän vyön suprajohtavuus ja lämmönkuljetus suprajohteissa

Ville Kauppila

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Tässä väitöskirjassa tutkitaan uusia aiheita litteän vyön suprajohtavuuden sekä nanokokoisten suprajohteiden lämmönkuljetuksen aloilta. Elektronisissa kiinteän aineen systeemeissä perinteisten metallisten ja eristävien elektronivyörakenteiden lisäksi myös eksoottisemmat vaihtoehdot ovat mahdollisia. Yksi näistä vaihtoehdoista on litteä vyö, jossa elektronien dispersio häviää kokonaan Fermi-pinnan läheisyydessä. Yksi tämän ilmiön seurauksista on tilatiheyden divergenssi, joka vahvistaa vuorovaikutusefektejä, kuten suprajohtavuutta. Tarkastelen joitain aiempia ideoita litteän vyön suprajohteisiin liittyen sekä myös esittelen uutta tutkimusta kahdessa materiaalityypissä, joissa litteän vyön suprajohtavuus saattaa olla mahdollista. Nämä kaksi materiaalia ovat romboedrinen grafiitti, joka toimii esimerkkinä yleisemmistä topologisista semimetalleista, sekä mekaanisesti periodisesti rasitetut Diracin materiaalit, kuten grafeeni tai topologisten eristeiden pintatilat. Uusia löydöksiä ovat suprajohtavan järjestysparametrin suuret fluktuaatiot mallissamme suprajohtavalle romboedriselle grafiitille, jotka johtuvat kvasihiukkasspektrin suprajohtavan energia-aukon häviämisestä, sekä eksoottinen, epähomogeeninen korkean lämpötilan suprajohtava tila mekaanisesti rasitetussa Diracin materiaalimallissa. Väitöskirjan toinen osa käsittelee lämmönkuljetusta ja fluktuaatioita suprajohtavissa nanorakenteissa. Suurin osa työstä keskittyy suprajohde - eriste - normaalimetalli (NIS) tunneliliitoksiin. Tällaisia liitoksia voidaan käyttää normaalimetalliosan jäähdytykseen. Käytännön sovellutuksissa kuitenkin ilmaantuu hankaluuksia johtuen kvasihiukkasten lämpenemisestä ja läheisyysilmiöstä suprajohteessa. Tutkimme näitä ilmiöitä mallintamalla NIS-liitosta, jossa ylimääräinen normaalimetalliosa suprajohteeseen liitettynä toimii jäähdytyselementtinä, ja myös analysoimalla kokeellista toteutusta tästä systemistä. Tutkimme myös lämpötilan fluktuaatioita kaksois-NIS (NISIN) -liitoksessa.
Julkaisun otsikon käännösLitteän vyön suprajohtavuus ja lämmönkuljetus suprajohteissa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Pekola, Jukka, Vastuuprofessori
  • Heikkilä, Tero, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-7284-5
Sähköinen ISBN978-952-60-7278-4
TilaJulkaistu - 2017
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • suprajohtavuus
  • litteä vyö
  • grafeeni
  • Diracin materiaalit
  • lämmönkuljetus
  • SINIS liitokset

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Litteän vyön suprajohtavuus ja lämmönkuljetus suprajohteissa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä