Transition from coherent mesoscopic single particle transport to proximity Josephson-current

The transport through a metal-superconductor interface is governed by a special charge conversion process, the Andreev reflection, where each incident electron drags another electron with itself to form a Cooper pair. At the normal side a hole is left behind dressed by superconducting correlations. For a low transparency interface the simultaneous transfer of two charges is strongly suppressed leading to a reduced conductance. Here we demonstrate that this reduced conductance can be turned to an infinite one by tuning the nanoscale geometry. Creating variable size nanojunctions between a thin metallic film and a superconducting tip we study how multiple phase-coherent scatterings enhance the superconducting correlations at the normal side. By increasing the coherent volume of carriers initially the transmission through the interface is continuously enhanced. However, as the phase-coherent volume reaches the opposite surface of the thin film a resonator is formed, and a robust transition is induced due to Cooper pair condensation

Elektron transzport nanokontaktusokban = Electron transport in nanojunctions

A pályázat keretében molekuláris nanokontaktusokat vizsgáltunk mechanikusan szabályozható törő kontaktus technika segítségével. Molekuláris kontaktusok alapvető jelenségeinek megértéséhez egy egyszerű modell rendszert választottunk: hidrogén molekulák kölcsönhatását vizsgáltuk atomi méretű kontaktusokkal. Megmutattuk, hogy a hidrogén erősen kölcsönhat atomi aranyláncokkal. A hidrogén molekula akár be is épülhet az aranyláncba, sőt a hidrogén és a lánc közötti kötés olyan erős, hogy a hidrogénen keresztül további arany atomokat húzhatunk a láncba. Megmutattuk hogy arany?hidrogén kontaktusok feszültség?áram karakterisztikáiban gyakran jelentkezik óriási negatív differenciális vezetőképesség jelensége, ami egy kötött molekuláris állapot nagyszámú, hasonló energiájú gyengén kötött állapotba történő gerjesztésével magyarázható. Molekuláris nanokontaktusok transzmissziós valószínűségeinek meghatározásához egy szupravezető subgap struktúra mérésekre alkalmas mérőrendszert fejlesztettünk, amivel különböző szupravezető anyagok kölcsönhatását vizsgáltuk hidrogén molekulákkal. Nagystabilitású atomi méretű kontaktusok létrehozásában szerzett tapasztalatok alapján egy heterokontaktusok létrehozására alkalmas precíziós mérőrendszert fejlesztettünk. A rendszert sikeresen alkalmaztuk a spin-polarizáció lokális, nanométeres felbontású meghatározására szupravezető tű és mágneses minta közötti Andreev spektroszkópiai mérésekkel. | In the framework of this project molecular nanojunctions were investigated by the mechanically controllable break junction technique. The interaction of single-atom contacts and monoatomic chains with hydrogen molecules was chosen as a model system to study the fundamental properties of molecular nanojunctions. It was shown that hydrogen molecules strongly interact with atomic chains of gold. The hydrogen molecule can even be incorporated in the atomic-sized Au junction, and the experiments have demonstrated that this molecular hydrogen clamp is strong enough to pull out a chain of gold atoms from the electrodes. With the study of the I-V characteristics of gold-hydrogen junctions we have pointed out the appearance of huge negative differential conductance phenomenon, which was explained by the excitation of a strongly bound molecule to a large number of energetically similar loosely bound states. To study the transmission eigenvalues of molecular nanojunctions a setup for the measurement of superconducting subgap structures was developed, and the interaction of hydrogen molecules with various superconducting electrodes was studied. Based on the experience in creating high stability atomic-sized contacts a new, high precision sample holder was developed for the creation of heterocontacts. The setup was successfully applied to determine local, nano-scale spin polarization with Andreev spectroscopy measurements between a superconducting tip and a magnetic sample

A talaj tápanyag ellátottságának és a szimbionta partnerek kompatibilitásának szerepe néhány mezőgazdasági haszonnövény mikorrhiza függésében = Studying the nutrient supply of soil and compatibility of symbiotic partners in mycorrhiza dependency at several agricultural crops

Meghatároztuk a talaj nitrogén ellátásának, a növények mikorrhiza függésének és az AM gombák gyökérkolonizációjának viszonyát, a szimbiózis időbeni alakulását a nitrogén és foszfor ellátás együttes hatásától függően. Megállapítottuk, hogy a szimbiotikus AM gombák apresszóriumainak számának alakulása egy fontos indikátora lehet nemcsak a fertőzőképességének, a talaj tápanyag ellátottságának, de a szimbiózis hatékonyságára is utal. Az AM gombaoltás hatékonyságát a növényfaj, a tesztnövény vegetációs állapota és nitrogén ellátottsága egyaránt befolyásolta. A fiatal növények nitrogén felvétele és foszforfelvétele között negatív korrelációt találtunk. A tesztnövényekben "optimális" tápanyag ellátottság mellett, amely esetünkben az 100 mg N kg-1 talaj (300 kg N ha év-1 ) dózis volt csökken a gombák kolonizációja. A kolonizáció csökkenése a gombának juttatott fotoszintetikus asszimilátumok mennyiségének csökkentésével magyarázható. A nitrogénnel bőségesen ellátott (150 mg N kg-1 talaj; 450 kg N ha év-1 ) növények foszforhiányban szenvednek, amely a mikorrhiza gombák kolonizációjának növelésével enyhíthető. Hazai AM gombafajok "egyspórás" kultúrákat hoztunk létre. Módszert dolgoztunk ki az oltóanyagok minősítésére. Hazai és külföldi eredetű Glomus sp. törzsek között, infektivitási és effektivitási tulajdonságaik alapján intra- és interspecifikus funkcionális diverzitást mutattunk ki. A hazai talajokból izolált törzsek, különös tekintettel egy Glomus mosseae törzs gombái a hazai talajhoz ill. körülményekhez jobban adaptálódtak és hatékonyabb növény-gomba szimbiózist alakítottak ki. | Data were obtained about the relation of soil N supply the mycorrhiza dependency of plants and root colonization of AM fungi furthermore the timing of symbiosis formation. The formation of mycorrhiza is influenced by available P concentration in soil, by the developmental stage of the host and even by the relative amount of N. The number of AM fungal entry points could be an important parameter for evaluation of both infectiveness and effectivenes of AMF. In young plants the P content of shoots showed negative correlation to N uptake. When host are not nutrient limited the AMF were initially C-limited and the colonization decreased. In our experiment the lowest Gl. mosseae colonization was detected at 100 mg N kg-1 (300 kg N ha year-1 ) level. We suggest that at the highest N fertilization (150 mg kg –1; 450 kg N ha year-1 ) the host should become P- or other macronutrient-limited and the AMF colonization was altered to improve the nutrient transport of hyphae from the soil to the plant. The symbiosis between host plant and AM fungi dinamically changes according to the soil nutrient supply and demands of developing plant. Monospore cultures of AM fungi were produced from Hungarian soil and a new methode was developed for quality control of AMF inocula. The inter- and intraspecific functional diversity of Glomus cultures were found in relation to plant response to AMF inoculation. The results confirmed the hypothesis that the indigenous AM fungi species or strains can be more efficient than other ones. These fungi are probably well adapted to the edaphic conditions of domestic soils

ARXPS-studies ofcˆ-axis textured YBa2Cu3Ox-films

YBa2Cu3Ox sputter deposited cold on MgO grows in O2 annealing epitaxially to a transparent, superconducting film with Tc 80K. The unscraped surfaces of these films are smooth showing XPS lines changing with photoelectron take-off angle. This enhanced data base allows to separate the different chemical compounds (hydroxide, peroxide, carbonate, carboxyle, cuprate, graphite ...) and to obtain their spatial distribution. This yields the compounds, their amount and distribution making up the cinder growing with O2-anneal at internal and external surfaces. The cinder stoichiometry gives insights in the chemistry going on in O2 annealing. Below the cinder the signature ofcˆ-axis oriented YBa2Cu3Ox is identified, showing that a Ba-oxide layer forms the stable surface. This coats insulating CuO2 and Y-oxide layers yielding so an intrinsic dead layer

Automated Fiber Placement of Composite Wind Tunnel Blades: Process Planning and Manufacturing

The ability to accurately manufacture large complex shapes in a consistent and repeatable manner has led to Automated Fiber Placement (AFP) being the predominant mode of manufacturing for large composite aerospace structures today. Currently, AFP is being considered for medium- and small-scale parts. Composite wind tunnel blades have traditionally been fabricated by hand layup for pre-impregnated or dry fabrics with resin infusion. Though well proven, the traditional fabrication method is laborious and tedious, and hence expensive. The project described in this paper used the Integral Structural Assembly of Advanced Composites (ISAAC) facility at the NASA Langley Research Center to build a manufacturing demonstration unit (MDU) with a shape representative of a wind tunnel blade. This MDU is used to discuss tooling, process planning, and fabrication. Additionally, details of the generic manufacturing workflow are presented

Huge negative differential conductance in Au-H2 molecular nanojunctions

Experimental results showing huge negative differential conductance in gold-hydrogen molecular nanojunctions are presented. The results are analyzed in terms of two-level system (TLS) models: it is shown that a simple TLS model cannot produce peaklike structures in the differential conductance curves, whereas an asymmetrically coupled TLS model gives perfect fit to the data. Our analysis implies that the excitation of a bound molecule to a large number of energetically similar loosely bound states is responsible for the peaklike structures. Recent experimental studies showing related features are discussed within the framework of our model.Comment: 9 pages, 8 figure

Conductance of Pd-H nanojunctions

Results of an experimental study of palladium nanojunctions in hydrogen environment are presented. Two new hydrogen-related atomic configurations are found, which have a conductances of ~0.5 and ~1 quantum unit (2e^2/h). Phonon spectrum measurements demonstrate that these configurations are situated between electrodes containing dissolved hydrogen. The crucial differences compared to the previously studied Pt-H_2 junctions, and the possible microscopic realizations of the new configurations in palladium-hydrogen atomic-sized contacts are discussed.Comment: 4 pages, 4 figure