Microresonators fabricated from high-kinetic-inductance Aluminum films
我们研究了由无序（颗粒）铝膜制备的超导共面波导（CPW）谐振器。非常高的动力学电感，这些薄膜，固有的无序材料，使我们能够实现超短（200 $μ$ m在5 GHz的谐振频率）和高阻抗（高达5 k $Ω$）半波长谐振器。我们已经表明，在这些谐振器中的固有损耗在温度$\lesssim 250$ mK是有限的谐振器耦合到环境中的二能级系统。所展示的内部品质因数与常规超导体制成的共面波导谐振器的品质因子相当。高的动力学电感和众所周知的损耗使得这些无序铝谐振器有希望用于广泛的微波应用，包括动力学电感光子探测器和超导量子线路。
2018-06-30 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Homogeneous superconducting phase in TiN film : a complex impedance study
用几个高灵敏度的GHz微谐振器测量了高电阻率92 μΩ cm、厚100 nm的TiN超导薄膜的低频复阻抗，测量范围可达Tc/50。动态电感的温度依赖性密切遵循BCS局部电动力学，具有一个定义良好的超导能隙。这证明了TiN中均匀超导相的恢复远离无序和成分驱动的转变。此外，我们观察到谐振器品质因数和频率温度变化之间的线性关系，这可以通过双流体模型来描述。
2012-12-06 cond-mat.supr-con
A frequency and sensitivity tunable microresonator array for high-speed quantum processor readout
超导微谐振器已被成功地用作各种应用的检测元件。由于每条传输线的多路复用系数超过1，000个探测器，它们是迄今为止最具可扩展性的低温探测器技术。对于高吞吐量应用，可以将较少的检测器耦合到单根导线，但利用较大的每个检测器带宽。对于所有现有的设计，制造公差的波动导致谐振频率和灵敏度的不均匀偏移，这最终限制了带宽利用的效率。在这里，我们提出了一个超导微谐振器读出集成两个可调电感每个检测器的设计，实施和初步表征。我们证明，这些调谐元件提供独立的控制检测器的频率和灵敏度，使我们能够最大限度地提高传输线的带宽利用率。最后，我们讨论了这些探测器集成在一个多层制造堆栈中，用于D-Wave量子处理器的高速读出，强调使用由单个磁通量子回路组成的控制和路由电路，以最大限度地减少最低温度阶段的控制线数量。
2016-04-22 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Temperature Dependence of the Frequency and Noise of Superconducting Coplanar Waveguide Resonators
我们目前的测量温度和功率的依赖性的超导铌薄膜共面波导谐振器的谐振频率和频率噪声，进行远低于超导转变（T_{c} =9.2 K）的温度。当温度从120 mK增加到1200 mK时，噪声降低了近两个数量级，而在此范围内，谐振频率随温度的变化与非晶半导体的标准二能级系统（TLS）模型一致.这些结果支持了TLS是超导微谐振器中噪声的原因的假设，并对量子比特和光子探测器等谐振器应用具有重要意义。
2008-02-28 cond-mat.supr-con
Experimental evidence for a surface distribution of two-level systems in superconducting lithographed microwave resonators
我们提出了测量的温度依赖性的频率偏移的五个铌超导共面波导微谐振器的中心带宽度范围从3 $μ$ m到50 $μ$ m，在温度范围在100-800 mK，远低于9.2 K的铌的转变温度。这些数据与二能级系统（TLS）理论吻合得很好。与该理论的拟合提供了关于与每个谐振器几何形状相互作用的TLS的数量的信息。的几何比例表示TLS的表面分布，和数据是一致的TLS表面层厚度的顺序为几纳米，可以预期的原生氧化层。
2008-03-14 cond-mat.supr-con
On-chip filter bank spectroscopy at 600-700 GHz using NbTiN superconducting resonators
我们实验证明了一个芯片上的亚毫米波滤波器组光谱仪的原理，使用超导微谐振器作为窄带分离滤波器。该滤波器是由NbTiN/SiNx/NbTiN微带线谐振器，它具有在614-685 GHz的范围内的谐振频率-两个数量级的频率比目前研究的电路量子电动力学和光电探测器中使用的高。滤波器的频率分辨率随着频率的增加而从350降低到140，这很可能受到谐振器耗散的限制。
2013-06-21 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
Superconducting States for Semi-Dirac Fermions at Zero and Finite Magnetic Fields
我们讨论了各向异性狄拉克费米子的超导单重态，它在一个方向上线性分散，在另一个方向上抛物线分散。对于具有单轴各向异性的系统，我们表明，电磁响应外部磁通量是非常各向异性的超导秩序的量子临界点附近。在量子临界区和临界磁场以上，我们证明了超导体可以形成一种新的奇异的近晶态，具有条纹图案的磁通域。
2017-12-20 cond-mat.supr-con
Multiband Semimetallic Electronic Structure of Superconducting Ta2PdSe5
我们报告的电子结构和相关性质的超导体Ta2PdSe 5确定从密度泛函计算。费米表面有两个不连续的片，都来自主要的硫属p态的带。这是一个有波纹孔的圆柱体和一个较重的复杂形状的电子片.这种薄片含有0.048个空穴，每个分子式单位含有补偿数量的电子，使这种材料成为半金属超导体。结果支持双带超导的存在，虽然注意到比热的差异。这种差异进行了讨论，作为一个可能的后果，钯缺乏样品。
2015-04-06 cond-mat.supr-con
Robust semi-Dirac points and unconventional topological phase transitions in doped superconducting Sr2IrO4 tunnel coupled to t2g electron systems
已知半狄拉克费米子存在于拓扑相变的临界点，需要微调参数。我们表明，强大的半狄拉克点可以出现在超导Sr 2 IrO 4和t2 g电子系统（t2 g-ES）组成的异质结构中，无需微调。它们是拓扑稳定的模型，金属t2 g-ES和Sr 2 IrO 4中的单个活性带的对称性的存在下。如果t2 g金属在三层结构中耦合到两个不同的Sr 2 IrO 4层（有效地是多带超导体），则半狄拉克点可以分裂成两个稳定的具有相反手性的狄拉克点。如果t2 g-ES支持本征三重态超导性，则可以实现类似的转变。通过考虑Sr 2 RuO 4作为一个例子的t2 g-ES，我们预测一个丰富的拓扑相图作为各种参数的函数。
2018-01-11 cond-mat.supr-con
Conventional Superconductivity in Type II Dirac Semimetal PdTe$_2$
过渡金属二硫族化合物PdTe $_2$最近被证明是一个独特的系统，其中II型狄拉克半金属相和超导相共存。这一发现引起了人们对PdTe $_2$中出现非常规拓扑超导相的可能性的广泛猜测。在这里，通过直接测量的超导能隙的扫描隧道光谱（STS），温度和磁场的演变相同，我们表明，超导相在PdTe $_2$是传统的性质。在0.38 K下测量的超导能隙为326 $μ$ eV，并且它遵循在常规超导性的Bardeen-Cooper-Schriefer（BCS）理论的框架内很好地描述的温度依赖性。这是令人惊讶的，因为我们的量子振荡测量证实，至少有一个带参与运输具有拓扑非平凡的字符。
2018-01-12 cond-mat.supr-con
Exotic Superconducting Properties in Topological Nodal Semimetal PbTaSe$_2$
本文报道了具有拓扑结构的半金属PbTaSe $_2$的超导电性的电子性质。角分辨光电子能谱测量和能带计算证实了PbTaSe $_2$单晶正常态的带能带结构。电阻率、磁化率和比热测量也已在高质量单晶上进行。我们观察到向上的功能和大的各向异性上临界场（$H_{c2}$）测量面内（H// \textbf{ab}）和面外（H// \textbf{c}），分别。特别是，在H// \textbf{ab}中测量的$H_{c2}$显示出突然上升的特征，而不是在超低温下的饱和信号。在磁场下的比热测量揭示了一个完整的超导能隙，没有无带隙节点。这种干净的非中心对称超导体中的这些行为可能与底层的奇异物理有关，为实现拓扑超导提供了重要线索。
2016-02-03 cond-mat.supr-con
Upper magnetic field in superconducting Dirac semi-metal
在半经典近似下，研究了具有声子介导配对的狄拉克半金属（DSM）上临界场$H_{c2}$的温度依赖性。即使对于大的绝热性参数$γ=μ/\left( \hbar Ω\right) $，低温依赖性也偏离具有抛物线色散关系\cite{WHH}的常规BCS超导体，其中$μ$是化学势和$Ω$ -德拜频率。特别是“约化场”，零温度$% H_{c2}$与临界温度下的导数之比，$h^{\ast }=H_{c2}\left( 0\right) /\left( -T\frac{dH_{c2}}{dT}\right) |_{T_{c}}$，取决于PDMATHAMT，并且可以扩展到绝热极限之外。约化的磁场比是普适的（与化学势、相互作用强度等无关）。并且小于干净超导体的Werthamer比：DSM的$h^{\ast }=0.55$，抛物线带的$h^{\ast }\left( 0\right) =0.69$。与最近在$TaP$上进行的实验结果比较，结果吻合得很好。
2018-09-06 cond-mat.supr-con
Exotic Superconducting Properties in the Electron-Hole Compensated Heavy Fermion `Semimetal' URu2Si2
我们表明，超净晶体URu2Si2的电荷和热输运测量揭示了一些前所未有的超导性能。的独特性是最好的突出的特殊领域的热导率的依赖性，包括在HC 2与熵流减少的一阶过渡。这是多带超导性的结果，在该系统的隐序态中具有补偿电子结构。我们提供了强有力的证据，一种新型的非常规超导性与两个不同的差距，具有不同的节点拓扑结构。
2007-08-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Detection of a superconducting phase in a two-atom layer of hexagonal Ga film grown on semiconducting GaN(0001)
最近在原子尺度上对超导态的观测激发了人们对二维系统中奇异凝聚相的追求。本文报道了在宽带隙半导体GAN（0001）上外延生长的两层Ga薄膜中的超导相。该相具有六方结构，厚度仅为0.552 nm，然而，带来了超导转变温度Tc高达5.4 K，证实了原位扫描隧道光谱，和非原位电磁输运和磁化测量。观察到临界磁场的各向异性和Berezinski-Kosterlitz-Thouless型转变，这是二维超导的典型特征。我们的研究结果为探索原子尺度的二维超导体提供了一个新的平台，对理解界面超导性具有巨大的潜力。
2015-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microscopic model of critical current noise in Josephson-junction qubits: Subgap resonances and Andreev bound states
基于隧道势垒中的单个俘获中心与超导引线中的电子杂化，提出了约瑟夫森结临界电流噪声的微观模型。我们精确地计算了在无在位库仑排斥的情况下的噪声。我们的结果揭示了噪声谱，这是显着不同的，从通常的洛伦兹假设在简单的模型。我们发现噪声主要是由与Andreev束缚态对的形成相关的尖锐的子带共振所支配，从而为在约瑟夫森结量子比特中观察到的寄生二能级系统（微共振器）提供了一种可能的解释[R.W. Simmonds等人，物理修订版信函93，077003（2004）]。我们的模型的另一个含义是，每个陷阱中心将贡献一个尖锐的介电共振只在超导相，提供了一个有效的方法来验证我们的结果实验。我们推导出一个有效的量子比特与Andreev束缚态相互作用的哈密顿量，建立了现象学模型和微观参数的费米浴之间的直接联系。
2009-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in a two-dimensional electron gas coupled to a thin superconducting layer
最近有几个实验研究诱导超导性的半导体二维电子气体，强耦合到薄超导层，以及探测可能的拓扑相支持马约拉纳束缚态在这样的设置。我们表明，在这种几何形状的超导体在半导体中诱导了大的能带位移，从而使实现拓扑相位具有挑战性。此外，我们表明，虽然增加超导层的厚度降低了带移的幅度，但它也导致了半导体材料参数的更显著的重正化，并且不会减少调谐到拓扑相的挑战。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortices in a Monopole Superconducting Weyl Semi-metal
二次谐波超导体是一种新的拓扑相，它具有拓扑保护的间隙节点，这些间隙节点是由库珀对的非平凡Berry相结构产生的。在这项工作中，我们提出了一个时间反演破碎的Weyl半金属和$s$波超导体之间的邻近效应实现的超导体。此外，我们还利用投影方法和精确解研究了该系统的零能涡旋束缚态。由于动量空间中的序参量的非平凡缠绕，零模在实空间中表现出非平凡的相位缠绕。通过将哈密顿量映射到$(1+1)$ d Dirac哈密顿量，证明了与Jackiw-Rebbi模类似的零模受到指数定理的保护.最后，我们提出了可能的实验实现。
2020-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev bound states for superconducting-ferromagnetic box
在微观Bogoliubov-de Gennes（BdG）形式下，导出了盒形铁磁-超导混合系统Andreev束缚态的精确量子化条件，得到了半经典态密度公式.当交换场$h$远大于超导体序参量时，只要$h$小于费米能，半经典公式就与精确结果一致.
2003-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting, Insulating, and Anomalous Metallic Regimes in a Gated Two-Dimensional Semiconductor-Superconductor Array
二维超导体-绝缘体相变作为一种典型的量子相变已被广泛研究。然而，这个话题仍然存在争议，因为许多实验显示出具有饱和低温电阻的金属状态，与传统理论不符。在这里，我们探索这种转变在一个新的，高度可控的系统，半导体异质结构与外延铝，图案形成一个规则的阵列超导岛连接的可门控量子阱。跨越九个数量级的电阻，系统表现出制度的超导，金属和绝缘行为，以及签名的磁通量可伸缩性和涡流渗透。面内磁场消除了金属状态，恢复了直接的超导体-绝缘体转变，并提高了标度，同时强烈改变标度指数。
2017-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-fidelity two-qubit gates of hybrid superconducting-semiconducting singlet-triplet qubits
本研究提出一种利用可调各向异性实现混合超导-半导体单态-三态量子比特间快速高保真双量子比特门的设计，无需额外组件或精细调参，保真度误差低于10^-3，为大规模量子处理器铺路。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Parametric longitudinal coupling between a high-impedance superconducting resonator and a semiconductor quantum dot singlet-triplet spin qubit
由超导谐振器介导的长距离双量子比特耦合是基于半导体材料中的自旋在量子计算机中执行纠缠操作的领先范例。在这里，我们展示了一种新的，可控的自旋光子耦合的基础上的纵向相互作用的自旋量子比特和谐振器。我们表明，耦合一个单重态-三重态量子比特的高阻抗超导谐振器可以产生所需的纵向耦合时，量子比特被驱动接近谐振器的频率。我们测量的量子位的能量分裂作为一个函数的驱动振幅和频率的微波信号施加在谐振器的波腹附近，揭示了由于纵向耦合接近谐振器频率的显着效果。通过调整驱动器的幅度，我们达到了纵向耦合超过$1$ MHz的状态。这证明了量子位-谐振器耦合的新机制，并代表了由超导谐振器介导的高保真双量子位门的垫脚石。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
