Tunneling Conductivity in the Normal Phase of Superconducting Indium in Porous Glass

Abstract

Електричний опір індію індію в пористому склі з розміром пор 7 нм було вивчено в інтервалі температур 2,3-300 K. Виявлено, що досліджуваний матеріал зазнає перехід в надпровідний стан при температурі TC = 3,9 K. Різкий асиметричний пік на кривій R(T) виявлений при температурі 6,4 K. Вперше R(T) залежність проаналізована для нормальної фази. Встановлено, що в інтервалі температур 15-80 K температурна залежність опору описується механізмом тунелювання носіїв заряду в рамках моделі Шенга. Досліджуваний матеріал можна розглядати як електрично неоднорідний матеріал, в якому металеві області в порах контактують між собою за допомогою діелектричних містком матриці зі скла. Перенесення заряду між металевими областями відбувається за допомогою тунелювання електронів через потенційні бар'єри, відповідні діелектричним містках.

Электрическое сопротивление индия индия в пористом стекле с размером пор 7 нм было изучено в интервале температур 2,3-300 K. Обнаружено, что исследуемый материал претерпевает переход в сверхпроводящее состояние при температуре TC = 3,9 K. Резкий ассиметричный пик на кривой R(T) обнаружен при температуре 6,4 K. Впервые R(T) зависимость проанализирована для нормальной фазы. Установлено, что в интервале температур 15-80 K температурная зависимость сопротивления описывается механизмом туннелирования носителей заряда в рамках модели Шенга. Исследуемый материал можно рассматривать как электрически неоднородный материал, в котором металлические области в порах контактируют между собой посредством диэлектрических мостиков матрицы из стекла. Перенос заряда между металлическими областями происходит посредством туннелирования электронов через потенциальные барьеры, соответствующие диэлектрическим мостикам.

Electrical resistance of indium in 7 nm-pore glass has been studied in the temperature 2.3-300 K interval. It was found that material under study undergoes the transition into the superconducting state at TC = 3.9 K. A sharp asymmetric R(T) maximum was found at temperature of 6.4 K. The R(T) dependence has been for the first time analyzed for the normal phase. It was found that the temperature dependence of the resistance in the temperature 15-80 K interval can be described by tunnelling mechanism of the charge carriers in the frames of the Sheng’s model. Material under study can be considered as electrically inhomogeneous material in which metallic domains in pores are contacting each other via dielectric bridges of glass matrix. A charge transfer between the metallic domains can be realized by the electron tunneling through the potential barriers corresponding to the dielectric bridges.