Исследователи Э.В.Матизен и С.М.Ишикаев из Новосибирского научного центра РАН при намагничивании регулярной джозефсоновской сетки размером 100х100 ячеек наблюдали скачки магнитного момента, соответствующие лавинам магнитного потока из десятков и сотен квантов. Это, по-видимому, первое экспериментальное наблюдение проявления самоорганизованной критичности на таких сетках, предсказанной С.Л.Гинзбургом в 1994 г.[1].

Сетки были получены группой В.В.Рязанова (ИФТТ РАН, Черноловка) с использованием фотошаблонов, изготовленных на одном из новосибирских заводов. Сетки с размером ячейки 20х20мкм2 получены осаждением ниобия и свинца, в области перекрытий которых сформированы туннельные джозефсоновские S-I-S переходы с критическим током 150мкА. Измерения проведены с использованием ВЧ сквид-магнитометра, усовершенствованного для увеличения чувствительности по магнитному моменту. Скачки магнитного момента наблюдаются на восходящей и нисходящей ветвях гистерезисной петли и случайны по времени и амплитуде. Их распределение по величине носит степенной характер с показателем равным 1.9. С повышением температуры величина скачков уменьшается и при 5.5К они пропадают.

Существование скачков ниже определенной температуры находится в соответствии с теорией самоорганизации критического состояния, поскольку при низких температурах при данных параметрах сетки глубина проникновения поля в сетку (эффективный размер кванта потока) меньше размера ячейки. Значение показателя степени 1.9 также согласуется с результатами модельных расчетов для подобных систем. Интригующим обстоятельством здесь является наблюдение скачков момента уже при малых значениях внешнего поля, когда на одну ячейку в среднем приходится меньше кванта потока.

Есть основания предполагать, что лавины магнитного потока связаны с когерентным джозефсоновским излучением. Эффект также может быть использован при изучении динамики движения вихрей. Знание закономерностей в случайном движении потока может стать полезным при создании лазеров миллиметрового диапазона.

Работа открывает перспективу детального экспериментального изучения самоорганизованной критичности при целенаправленном изменении параметров и структуры сетки, а само явление имеет прямое отношение к широкому спектру природных процессов - от микроскопических до глобальных масштабов. Например, к движению дислокации в нагружаемых материалах, к модели образования снежных обвалов, землетрясений [2].

Контакт:

Эдуард Викторович Матизен, профессор, д. ф.-м.н., Салават Мансурович Ишикаев, н.с., ИНХ СО РАН

Тел. (383-2) 342527

E-mail: matizen@casper.che.nsk.su

С.Л Гинзбург, ЖЭТФ, 1994, 106, с.607 P. Bak, С. Tang, К. Wisenfeld, Phys. Rev. Lett., 1987, 59, 381; Phys. Rev., 1988, 38, 364

   ПерсТ
(Перспективные Технологии - наноструктуры, сверхпроводники, фуллерены)