Geri Dön

Spin polarized tunneling in large area mesas of superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+d for terahertz emission

Terahertz ışıyan büyük alan süperiletken Bi2Sr2CaCu2O8+d mesaların spin polarize tünellemesi

  1. Tez No: 266641
  2. Yazar: FULYA TÜRKOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 88

Özet

Terahertz frekans aralığındaki (0.1-10 THz) elektromanyetik dalgalara fizik, biyoloji, kimya, tıp ve astronomiyi içeren uygulama alanlarından dolayı artan bir ilgi vardır. Yüksek sıcaklık süperiletkeni (YSS) Bi2Sr2CaCu2O8+? (Bi2212) tek kristalinin yanal kenarlarından THz ışıması üretiminin gözlemlenmesi bu YSS'lerinin önemini arttırır. Bi2212 tek kristali özgün Josephson eklemleri (ÖJE) olarak adlandırılan doğal süperiletken-yalıtkan-süperiletken (SYS) katmanlı eklemlerinden oluşur. Bi2212 içerisindeki özgün Josephson eklem yığınları voltaj-frekans dönüştürücüsü olarak kullanılabilir ve geniş enerji aralıkları THz frekans aralığındaki ışımalara uygundur. Bi2212'nin dikdörtgen şeklindeki mesa yapılarının sürekli, koherent ve polarize THz ışıması kaynağı olarak kullanılabileceği kanıtlanmıştır. Tüm THz ışıyan mesaların optimally doped ve overdoped Bi2212 lere göre daha küçük bir kritik akıma sahip olan, belli bir underdoped seviyenin altında olduğu gösterilmiştir. Bu çalışmada, as-grown Bi2212 tek kristalleri üzerine standart fotolitografi ve Argon iyon demeti aşındırması teknikleri kullanılarak geniş alanlı ve yüksek kalınlıklı dikdörtgen Au/Co/Au/Bi2212 mesa yapıları oluşturuldu. Mesaları karakterize edebilmek için, c-ekseni direnç-sıcaklık (R-T) ve akım-gerilim (I-V) karakteristikleri incelendi. Akım- gerilim karakterizasyonu esnasında, ışımayı dedekte edebilmek için Si kompozit bolometre kullanıldı. As-grown mesalardan spin polarize akım enjeksiyonundan dolayı düşük kritik akım yoğunluğu elde ettik. Kritik akım yoğunluğunun az olmasından dolayı düşük sanki parçacık iletkenliği ve enerji yayılımı olan mesalardan birinde THz ışıma piki gözlemledik. Bu, as-grown mesaların c-ekseni boyunca spin polarize akım enjekte ederek, THz ışıması için doping seviyesinin ayarlanması gerekliliğinin elimine edilebileceğini gösterir.

Özet (Çeviri)

There is an increasing interest in science and technology of electromagnetic waves in terahertz frequency range (0.1-10 THz) because of their emerging application areas including physics, biology, chemistry, astronomy, medicine etc. The observation on generation of THz radiation emitted from lateral dimension of high temperature superconductor (HTS) Bi2Sr2CaCu2O8+? (Bi2212) and responses to THz waves increase the importance of these HTSs. Single crystal of HTS Bi2212 forms natural superconductor-insulator-superconductor (SIS) layered junctions, which are called intrinsic Josephson junctions (IJJ). The stacks of IJJs in Bi2212 can be used such a voltage-frequency converter and their large energy gap allows the emissions at THz frequency range. Recently, it has been demonstrated that rectangular IJJ mesa structures of Bi2212 can be used as a source of continuous, coherent and polarized THz radiation. It was shown that all THz emitting mesas are below a certain underdoped level, which has relatively small critical current in contrast to optimally doped and overdoped Bi2212. In this work, rectangular Au/Co/Au/Bi2212 mesa structures with large areas and high thicknesses were fabricated on as-grown Bi2212 single crystals using standard photolithograph and Ar ion beam etching techniques. In order to characterize the mesas, c-axis resistance versus temperature (R-T) and current-voltage (I-V) characteristics were investigated. During I-V characterization, Si composite bolometer was used to detect the emission. We obtained small critical current from as-grown mesas due to injection of spin polarized current. We observed THz emission peak for one of the mesas which has low quasiparticle conductivity and low dissipation due to its small critical current density. It means that the adjustment of doping level can be eliminated for THz emission by the injection of spin polarized current through the c-axes of the as-grown mesas.

Benzer Tezler

  1. Decoherence and entanglement in single molecule magnets

    Tek molekül mıknatıslarda eşevresizlik ve dolaşıklık

    ÖZGÜR BOZAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Mühendislik BilimleriSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ZAFER GEDİK

  2. Spin polarized tunneling spectroscopy of intercalated Bi2Sr2CaCu2O8+d superconductor

    İnterkalasyonlu Bi2Sr2CaCu2O8+d üstüniletkenlerinin spin polarize tünelleme spektroskopisi

    MEHTAP ÖZDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Madde Bağımlılığı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER

  3. Spin polarized transport properties of impurity induced carbon wires

    Katkılı karbon tellerin spine bağlı transport özellikleri

    FATMA MANCUSUNLUOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiFatih Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERKAN ÇALIŞKAN

  4. Ultracold spin-polarized fermi gases with spin-orbit coupling

    Spin-orbit etkileşimli çok düşük sıcaklıktaki spin-polarize olmuş fermi gazları

    SELAHATTİN KALAFAT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MENDERES IŞKIN

  5. Spin dependent transport properties of topologically disordered systems

    Topolojik düzensiz sistemlerde spine bağlı iletim özellikleri

    HÜLYA AYTAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiFatih Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    DOÇ. DR. SERKAN ÇALIŞKAN