Metallische multilagen zijn systemen waarin dunne laagjes van twee verschillende metalen elkaar om en om afwisselen. Als tenminste één van beide metalen op zichzelf een supergeleider is, kan ook de multilaag als geheel supergeleidende eigenschappen vertonen. De supergeleidende stroom wordt gedragen door zogenaamde Cooperparen. Dat zijn deeltjes die worden gevormd uit twee elektronen en die typisch 10 nm groot zijn. Het is mogelijk de laagdiktes van een multilaag van dezelfde orde van grootte te maken als de afmeting van een Cooperpaar. Deze systemen vertonen eigenschappen die terug zijn te voeren op het feit dat een Cooperpaar net wel of net niet in een laagje past. Eén daarvan is de manifestatie van het zogenaamde nabijheidseffect. Dit is het verschijnsel dat de supergeleidende eigenschappen van het ene metaal sterk worden beïnvloed door de nabijheid van het andere metaal. Dat heeft te maken met het feit dat Cooperparen die in de ene laag worden gevormd doordringen in naburige lagen.

In het onderzoek heb ik het door Takahashi en Tachiki geïntroduceerde formalisme voor de beschrijving van het nabijheidseffect nader uitgewerkt. Ik heb programmatuur ontwikkeld om hun complexe vergelijkingen numeriek exact op te lossen. Doordat de dichtheid van Cooperparen wordt beschreven door zich grillig gedragende, moeilijk te evalueren Weberfuncties, gaf dit aanleiding tot tal van numerieke problemen. Om die op te lossen moest zoveel mogelijk voorkennis omtrent het gedrag van Weberfuncties in de programmatuur worden verwerkt.

De programmatuur heb ik vervolgens gebruikt om een uitgebreide vergelijking te maken van de theorie met de beschikbare experimentele resultaten, in het bijzonder voor de V/Ag en Nb/Cu multilaagsystemen. Hierbij bleek de theorie slechts goede supergeleidende eigenschappen te voorspellen, als bijzondere aannames werden gemaakt omtrent de materiaaleigenschappen van de metalen. Deze aannames leken niet altijd redelijk. Het onderzoek naar manieren om theorie en experiment beter met elkaar in overeenstemming te brengen is op dit moment nog in volle gang.

Het onderzoek omvat dus zowel analytisch werk (het uitwerken van de theorie van het nabijheidseffect), numeriek werk (implementatie van complexe wiskundige vergelijkingen) en een analyse van experimentele resultaten in het kader van de theorie. Het laatste deel van het onderzoek heeft plaatsgevonden in samenwerking met een afstudeerstudent. Op het moment wordt het onderzoek voortgezet door een andere promovendus.