Einstellbare Suprastrom-Einschnürungen in abstimmbaren supraleitenden Weak Links

• Antragsteller: Dr. Romain Danneau
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322471292

In dem Projekt wird die räumliche Begrenzung von elektrischen Strömen in ausgedehnten 2-dimensionalen supraleitenden Schwach-Kopplungs-Systemen, sogenannten Weak Links, untersucht, und durch angepasste, elektrostatisch einstellbare und induzierte Verengung in zweilagigem Graphen erzeugt. Der Suprastrom durch solche Weak Links wird als Funktion von Magnetfeld und für verschiedene Strukturen zur Stromeinschnürung gemessen. Durch Messen der Feldabhängigkeit des kritischen Stromes, dem Fraunhofer Muster, wird die Korrelation zwischen Weak Link Geometrie und Magnetfeldabhängigkeit bestimmt. Dieser Ansatz wird es ermöglichen ein Modell zur Bestimmung von Suprastromverteilung in inhomogenen Weak Links zu entwickeln, und dadurch ein bis dato ungelöstes Problem zu adressieren. Die Option, elektrostatisch eine Bandlücke in zweilagigem Graphen zu induzieren, erlaubt es einstellbare, und elektrostatisch formbare nanoskalige Weak Links zu untersuchen. Diese werden auf Basis von hBN-Zweilagengraphen-hBN vdW Heterostrukturen mit niederohmigen Kantenkontakten hergestellt. Die Verwendung einer zusätzlichen dielektrischen Schicht auf Heterostrukturen ermöglicht, ohne Ladungsträgermobilität und Kontaktwiderstände zu degradieren, ein sehr flexibles Design von Nanostrukturen mit Top-Gates jeglicher Art. Neben Untersuchungen zur 1-dimensionalen Einschnürung von Ladungsträgern sollen auch komplexere Systeme, wie beispielsweise ein vor kurzem theoretisch vorgestelltes elektronisches Interferometer, in zweilagigem Graphen realisiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Alexander Mirlin; Professor Dr. Wulf Wulfhekel