Ступеньки Шапиро при скольжении волн зарядовой плотности: осцилляции, смешение частот, особенности в больших электрических полях
С. Г. Зыбцев+, В. Я. Покровский+, С. А. Никонов+, М. В. Никитин+, А. А. Майзлах+, А. В. Снежко+*, В. В. Павловский+×, С. В. Зайцев-Зотов+×
+Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, 125009 Москва, Россия
*Московский физико-технический институт (государственный университет), 141701 Долгопрудный, Россия
×Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", факультет физики, 101000 Москва, Россия
Abstract
Представлен обзор недавних результатов в области синхронизации скольжения волн
зарядовой плотности с высокочастотным электрическим полем, которая проявляется в
возникновении ступенек Шапиро на вольт-амперных характеристиках. Экспериментально
исследованы осцилляции ширин ступенек Шапиро в зависимости от амплитуды
высокочастотного поля и продемонстрирована периодичность осцилляций по перемещению
волны зарядовой плотности за полупериод высокочастотного поля. Показано, что ширину
ступенек Шапиро можно связать с положением точки возврата волны зарядовой плотности
относительно периодического потенциала пиннинга. Показано, как предложенный подход
позволяет получить вид вольт-амперной характеристики, измеренной при воздействии
высокочастотного поля, а также описать ступеньки Шапиро при смешении частот на волне
зарядовой плотности. Представлен оригинальный эксперимент, позволяющий определить
амплитуду колебаний волны зарядовой плотности в периодическом потенциале пиннинга с
использованием высокочастотного синхронного детектора. Сравнение результата с расчетом
позволило обнаружить влияние периодического потенциала пиннинга на амплитуду
колебаний в режиме синхронизации, когда действие периодического потенциала пиннинга не
усредняется. Также рассмотрена синхронизация волны зарядовой плотности в больших
электрических полях, когда ее скольжение можно охарактеризовать определенным значением
подвижности. Продемонстрирована аналогия полученных соотношений с аналогичными
соотношениями для джозефсоновского перехода и одноканального квантового провода.