Неравновесный отклик низкотемпературных...
DESCRIPTION
Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения. Зотова Анна. План доклада :. экспериментальное открытие явления модель эффективного химического потенциала модифицированная теория разогрева отклик на пикосекундный импульс - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/1.jpg)
Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих
пленок на поглощение оптического излучения
Зотова Анна
![Page 2: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/2.jpg)
План доклада:
• экспериментальное открытие явления• модель эффективного химического потенциала• модифицированная теория разогрева• отклик на пикосекундный импульс• отклик на фемтосекундный импульс• каскад нестационарных процессов• кинетическое описание
![Page 3: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/3.jpg)
Отклик сверхпроводящей пленки на лазерный импульс(первое экспериментальное исследование)
L. R. Testardi, Phys. Rev. B 4, 2189 (1971)
T>TcT<Tc
Pb пленки:• 27.5 нм• Тс: 7.2 К
Импульс:• 40 мкс• λ = 514.5 нм• P = 2 Вт
![Page 4: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/4.jpg)
Модель эффективного химического потенциала
C. S. Owen and D. J. Scalapino, Phys. Rev. Lett. 28, 1559 (1972)
![Page 5: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/5.jpg)
Модифицированная теория разогрева
20 RNNI
dt
dN
TNNNRN
dt
dN
22
2
Уравнения Ротварфа-Тейлора:
W. H. Parker, Phys. Rev. B 12, 3667 (1975)
A. Rothwarf and B. N. Taylor, Phys. Rev. Lett. 19, 27 (1967)
![Page 6: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/6.jpg)
Модифицированная теория разогрева
- зависящая от температуры энергетическая щель в модели БКШ
W. H. Parker, Phys. Rev. B 12, 3667 (1975)
W. H. Parker and W. D. Williams, Phys, Rev. Lett. 29, 924 (1972)
![Page 7: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/7.jpg)
Отклик на пикосекундный импульс
Теория
C. C. Chi, M. M. T. Loy, and D. C. Cronemeyer, Phys. Rev. B 23, 124 (1981)
0.7 < Т/Тс < 0.9 0.2 < Т/Тс < 0.3
Pb:
![Page 8: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/8.jpg)
Отклик на пикосекундный импульс
Pb пленки:• d = 50 – 400 нм
Импульс:• 20 - 50 пс
0.7 < Т/Тс < 0.9
0.2 < Т/Тс < 0.3:
C. C. Chi, M. M. T. Loy, and D. C. Cronemeyer, Phys. Rev. B 23, 124 (1981)
0.7 < Т/Тс < 0.9:
нс1.3
нс5.2
0.2 < Т/Тс < 0.3
![Page 9: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/9.jpg)
Временная эволюция Δ
M. Beck, M. Klammer, S. Lang, P. Leiderer, V. V. Kabanov, G. N. Goltsman, and J. Demsar, Phys. Rev. Lett. 107, 177007 (2011)
NbN пленки:• 10 – 15 нм• Тс: 14.3 – 15.4 К
Отклик на фемтосекундный импульс
Импульс:• 50 фс• λ = 800 нм
![Page 10: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/10.jpg)
Исследование Δ и τrec
M. Beck, M. Klammer, S. Lang, P. Leiderer, V. V. Kabanov, G. N. Goltsman, and J. Demsar, Phys. Rev. Lett. 107, 177007 (2011)
![Page 11: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/11.jpg)
Каскад нестационарных процессов
εЕ0 Е2 ~ Δ
ph
cp cp
qp
qp qp qp
qp
qp
cp
cpqp
qp
qp
I II III
ΩD
Yu. N. Ovchinnikov and V. Z. Kresin, Phys. Rev. B 58, 12 416 (1998)
E1 < ε < E0
• доминирующее взаимодействие – e-e
![Page 12: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/12.jpg)
Кинетическое описание
2
tNtnIdt
tdn ph ,,,,
1
tNtnIdt
tdN ph ,,,2/1,
1
εЕ1 Е2 ~ ΔΩD Ω1
A. G. Kozorezov et al., Phys. Rev. B 61, 11 807 (2000)
11
11
BR
![Page 13: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/13.jpg)
II. E2 < ε < E1
a. ΩD < ε < E1
• e-ph взаимодействие становится быстрее, чем e-e• к концу каскада энергия фононной подсистемы существенно превышает энергию электронной подсистемы• в функции распределения фононов возникает узкий пик – так называемый “фононный пузырек”
A. G. Kozorezov et al., Phys. Rev. B 61, 11 807 (2000)
1 ee
1s
![Page 14: Неравновесный отклик низкотемпературных сверхпроводящих пленок на поглощение оптического излучения](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022032709/56813096550346895d9673bb/html5/thumbnails/14.jpg)
III. ε ~ E2
b. Ω1 < ε < ΩD
• стадия начинается с “фононного пузырька”• кинетика системы контролируется медленно меняющимся фононным распределением• распределение квазичастиц подстраивается мгновенно в соответствии с изменениями распределения фононов• энергия фононной подсистемы убывает медленно• средняя энергия квазичастиц уменьшается, полная энергия сохраняется количество квазичастиц увеличивается
•энергии подсистем приблизительно совпадают
qpqp
cp
qp qp
ph
phph
c. E2 < ε < Ω1
• изменения системы контролируются электронной подсистемой• на этом временном масштабе фононы разрушают куперовские пары мгновенно• фононы - посредники в релаксации квазичастиц
11
11
BR