High frequency relaxation kinetics in metal and high Tc superconductor
nanocontacts
Datum: 08 september 2008
Promotie: mw. I. Kulyk, 1 6.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5,
Groningen
Proefschrift: High frequency relaxation kinetics in metal and high Tc
superconductor nanocontacts
Promotor(s): prof.dr. P. Rudolf, prof.dr. I. Yanson
Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen
Hoge frequentie relaxatie kinetiek in metalen en supergeleidende
nanocontacten
Het bijzondere van nanowetenschap is dat op nanoschaal de
eigenschappen van het materiaal verschillen van die van het
bulkmateriaal. Omdat de afmetingen van een nanostructuur veel kleiner
zijn spelen kwantumeffecten een belangrijke rol. In zijn proefschrift
beschrijft Illya Kulyk onderzoek waarin punt-contact spectroscopie
wordt gebruikt om de wisselwerking tussen elektronen en trillingen van
atomen (fononen) in geleidende materiaalen te bestuderen.
Bijzondere aandacht schenkt hij aan hoe de elektronen ingevangen
worden door het rooster in de semimetal Sb, het breken van Cooper
paren in een supergeleider na een initiële fotonabsorptie, en de
absorptie van fononen door elektronen. De experimentele methode
bestaat in het maken van een nanocontact met een diameter van 10 tot
100 nm tussen twee elektroden. Als dit nanocontact in vloeibaare
helium wordt gehouden, kan daarin een enorme stroomdichtheid van 10^9
cm2 gecreëerd worden. Het contact wordt dan een instrument om de
kwantumeigenschappen van elektronen en trillingen te meten. Wij hebben
deze methode ook verder ontwikkeld naar hoge frequentie punt-contact
spectroscopie om met een verbeterde spectrale resolutie de
relaxatieprocessen in hoge temperatuur supergeleidende keramieken te
kunnen bestuderen. Deze nieuwe methode gebruikt de modulatie van de
stroom met frequenties van akoestische golven tot het optische bereik.
Het nanocontact wordt in een microgolfgeleider geplaatst of in een
optische lichtgeleider voor bestraling met infrarood of zichtbaar
licht. Wij konden experimenteel vaststellen bij welke frequentie (GHz
bereik) de genereerde fononen die elektronen niet meer beïnvloeden. De
gepresenteerde resultaten zijn niet alleen belangrijk voor de
fundamentele fysica maar ook uit praktisch oogpunt interessant voor de
ontwikkeling van nano- en microelektronica.
Illya Kulyl (Rusland, 1961) studeerde natuurkunde aan de Kharkov State
University (Oekraïne). Het onderzoek werd uitgevoerd aan het Zernike
Institute for Advanced Materials van de RUG.
Rijksuniversiteit Groningen