Лега О. О. Нестаціонарні процеси в просторово-неоднорідних надпровідних структурах в надвисокочастотному електромагнітному полі

Лега О. О. Нестаціонарні процеси в просторово-неоднорідних надпровідних структурах в надвисокочастотному електромагнітному полі. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії за спеціальністю 104 – Фізика та астрономія (галузь знань 10 – Природничі науки). — Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна Національної академії наук України, Харків, 2024. У цій дисертації представлені експериментальні дослідження нестаціонарних процесів у просторово неоднорідних надпровідних структурах під впливом НВЧ електромагнітних полів, які надають нові наукові та практичні знання. У вступі описано актуальність теми, цілі дослідження та методи, що використовувались. Підкреслено наукову новизну та практичну значущість отриманих результатів, а також наведено інформацію про внесок автора та його публікації. У розділі 1 проведено огляд літератури щодо надпровідних структур, зосереджуючись на таких явищах, як розподіл струмів і формування резистивних станів у надпровідних плівках. Обговорюються проблеми використання надпровідних резонаторів у електромагнітних метаматеріалах. Розглядаються особливості роботи НКВІДів. Основні методи мікроскопії, зокрема низькотемпературна лазерна скануюча мікроскопія (НТЛСМ), розглядаються для дослідження цих структур. Розділ 2 досліджує перехід тонкоплівкових надпровідників у нормальний стан під впливом постійного струму та мікрохвильового випромінювання. Метод НТЛСМ показує, що цей перехід включає проміжний резистивний стан, який характеризується утворенням ліній проковзування фази (ЛПФ) та нормальних локалізованих доменів (НЛД). Виявлено, що поєднаний вплив мікрохвильового випромінювання та струму на надпровідники є неадитивним, причому НЛД формуються без зміни форми вольт-амперних характеристик (ВАХ). НТЛСМ візуалізує ці явища, виявляючи деталі, які не видно на ВАХ. Зокрема проведено візуалізацію утворення ЛПФ у двовимірній структурі зі змінною густиною струму (місток Даєма). У розділі 3 досліджується розподіл екранувальних струмів у надпровідному спіральному резонаторі, що є важливим для розробки електромагнітних метаматеріалів. Запропоновано новий режим НТЛСМ для візуалізації фази цих струмів. Дослідження показує, що на вищих модах стоячих хвиль розподіл струмів стає анізотропним, що вказує на обмеження у використанні таких резонаторів у метаматеріалах. Розділ 4 аналізує вплив мікрохвильових полів на амплітудно-частотні характеристики ВЧ НКВІДу. Показано, що параметр βL, який визначає режим роботи НКВІДу, можна налаштувати за допомогою високочастотного поля. Експериментальні результати підтверджують можливість переходу ВЧ НКВІДу із гістерезисного режиму до безгістерезисного, що підвищує його коефіцієнт перетворення та чутливість. Результати роботи мають значну наукову та практичну значущість, оскільки вони розширюють уявлення про нестаціонарні стани в надпровідних структурах під впливом мікрохвильових полів. Отримані дані формують основу для нових досліджень НТЛСМ-відгуків у магнітних метаматеріалах та покращують розуміння переходу надпровідників у нормальний стан. Дослідження також демонструють можливість контролю параметра βL ВЧ НКВІДу, що підвищує ефективність цих пристроїв.