Nonlinear Coupling in Nb/NbN Superconducting Microwave Resonators
在这项实验研究中，我们表明，Nb/NbN超导微波谐振器和它们的馈线之间的耦合可以幅度相关。我们采用这种机制来调整谐振器到临界耦合条件，一个更好的操作模式，为广泛的应用。此外，我们还研究了临界耦合态对温度和磁场等参数的依赖关系。基于这种非线性耦合的可能的新的应用进行了简要讨论。
2005-01-11 cond-mat.supr-con
Rise times of voltage pulses in NbN superconducting single-photon detectors
实验发现，NbN超导单光子探测器中电压脉冲的上升时间随探测器长度的增加而非线性增加。我们研制了NbN薄膜超导单光子探测器，灵敏区面积为2 × 2 μ m ~ 2 ~ 11 × 11 μ m ~ 2。这种效应与光子吸收后出现的探测器电阻对动力学电感的依赖性有关，因此也与探测器长度有关。我们在双温模型框架下的计算证实了这一结论。
2016-07-01 cond-mat.supr-con
Observation of Bifurcations and Hysteresis in Nonlinear NbN Superconducting Microwave Resonators
本文报道了在NbN超导带线微波谐振器的谐振曲线上测量到的一些异常的非线性动力学。在观察到的非线性中：在相对低的输入功率下谐振响应中的突变分叉、不对称谐振、谐振频带内的多次跳跃、谐振频率漂移、频率滞后、改变方向的滞后环和临界耦合现象。NbN晶粒结构中的薄弱环节被假设为非线性的来源。
2005-01-10 cond-mat.supr-con
The role of the coherence length for the establishment of global phase coherence in three-dimensional arrays of ultra-thin quasi-one-dimensional superconducting Pb and NbN nanowires
我们已经制备了5 nm的超薄NbN纳米线，在介孔SBA-15二氧化硅衬底的线性通道中形成密集和规则的阵列。NbN是一种典型的超导体，其Tc为16 K。我们表明，通过被纳入这种纳米结构，复合材料表现出典型的准一维特性。我们将其与线性SBA-15孔内相同维度、相同结构的超导铅纳米线的超导性能进行了比较。虽然Pb纳米线阵列显示出从高温下的1D超导性到低温下的3D体超导态的明显交叉，其中真正的零电阻由横向约瑟夫森相互作用触发，但这种转变似乎在NbN纳米线阵列中完全不存在。NbN中的小相干长度，这强烈抑制约瑟夫森耦合的讨论作为这种差异的起源。
2017-05-15 cond-mat.supr-con
AlN-buffered superconducting NbN nanowire single-photon detector on GaAs
研究了AlN作为GaAs衬底上NbN超导纳米线单光子探测器缓冲层的适用性。在带有AlN缓冲层的GaAs衬底上沉积的厚度为3.3 nm ~ 20 nm的NbN薄膜，与裸衬底上沉积的NbN薄膜相比，具有更高的临界温度、临界电流密度和更低的剩余电阻率。不幸的是，NbN膜到衬底的热耦合减弱。在缓冲衬底上由4.9nm厚的NbN膜制成的SNSPD（与由裸GaAs上的NbN膜制成的检测器相比）在900 nm下在90%的临界电流下测量时显示出低三个数量级的暗计数率和高约十倍的检测效率。缓冲衬底上SNSPD的系统定时抖动为72 ps，比裸衬底上的SNSPD的系统定时抖动低36 ps。然而，NbN纳米线到缓冲衬底的较弱的热耦合导致在偏置电流> 0.97IC时的闩锁效应。
2016-11-23 cond-mat.supr-con
Anisotropic behaviour of transmission through thin superconducting NbN film in parallel magnetic field
在平行于样品的磁场中，研究了太赫兹波通过沉积在各向异性R切蓝宝石衬底上的NbN超导薄膜的透射率随温度的变化.平行于和垂直于外加磁场方向的线偏振光束的透射强度有很大差别。
2015-10-05 cond-mat.supr-con
CMOS-Compatible Ultrathin Superconducting NbN Thin Films Deposited by Reactive Ion Sputtering on 300 mm Si Wafer
本文利用工业PVD系统在300 mm硅晶圆上制备超薄NbN薄膜，通过引入AlN缓冲层显著提升其结晶质量、超导临界温度和上临界磁场，为量子级超导薄膜与CMOS平台集成提供了可行方案。
2024-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Investigation of superconducting properties of NbN films deposited by DC magnetron sputtering on high-k dielectric HfO2 buffer layer
首次研究了氧化铪介质缓冲层对反应磁控沉积技术制备的氮化铌薄膜超导性能的影响。本研究提出了一个全面的分析薄氮化铌薄膜的形态，微结构和电物理参数。
2021-06-29 cond-mat.supr-con
Extreme Nonlinear Phenomena in NbN Superconducting Stripline Resonators
我们研究了一种由蓝宝石衬底上的NbN制成的微波超导带线谐振器。最近报道了一种新颖的，自维持的谐振器反射功率调制，频率高达60 MHz。在这里，我们实验表明，在自调制阈值附近，该器件表现出巨大的非线性，这体现在一个非常高的互调增益，伴随着非常强的噪声压缩和各种订单的倍周期。这种器件非常适合用作量子数据处理系统中的读出器件。
2006-07-11 cond-mat.supr-con
Measuring thickness in thin NbN films for superconducting devices
我们提出了一个商业上可用的固定角度多波长椭偏仪用于快速测量NbN薄膜的厚度超导纳米线单光子探测器的制造和性能改进。该方法可以确定吸收薄膜的光学常数，消除了不准确的近似的需要。该工具可用于观察氧化生长，并允许厚度测量集成到各种制造工艺的表征。
2019-04-23 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Signal Amplification in NbN Superconducting Resonators via Stochastic Resonance
我们利用NbN超导带线谐振器中由局部热不稳定性引起的非线性来研究随机谐振。当谐振器被驱动到不稳定状态时，小幅度调制（AM）微波信号借助于注入的白噪声被放大。研究了信号放大率对调制幅度和调制频率的依赖关系，并与理论进行了比较。
2006-06-21 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Intermodulation Gain in Nonlinear NbN Superconducting Microwave Resonators
本文报道了NbN超导带线谐振器互调增益的测量。在互调测量中，我们将两个不相等的音调注入振荡器，泵浦和信号，两者都位于谐振带内。在反射泵浦的不稳定性开始时，我们获得了闲频和反射信号的同时增益。在这两种情况下测得的增益可以高达15 dB，而据我们所知，在超导谐振器中大于1的互调增益在科学文献中还没有报道过。
2005-07-03 cond-mat.supr-con
Unexpected Nonlinear Dynamics in NbN Superconducting Microwave Resonators
在这项工作中，我们描述了不寻常的非线性动力学的谐振响应，表现出我们的NbN超导微波谐振器，使用不同的操作条件。在相对低的输入功率（比Nb低2-4个数量级）下发生的非线性动态特性，其中包括谐振曲线中的分叉、磁滞回线和谐振频移，在本文中使用变化的温度、施加的磁场、白噪声和快速频率扫描来测量。基于这些测量结果，我们考虑了一个假设，根据该假设，在NbN颗粒边界形成弱连接的约瑟夫森结对所观察到的行为负责，并且我们表明大多数实验结果在定性上与这样的假设一致。
2005-04-22 cond-mat.supr-con
Study of NbN as superconducting material for the usage in superconducting radio frequency cavities
本研究利用Supax实验装置，在2.5T强磁场和8.4GHz共振频率下表征了NbN涂层超导腔的行为，发现其表面电阻随磁场增强而增加导致品质因数下降，该特性与先前研究的Nb3Sn腔体相似。
2024-12-19 cond-mat.supr-con hep-ex physics.acc-ph
Control of thin NbN film superconducting properties by ScN buffer layer
Institute of Nanotechnology of Microelectronics of Russian Academy of Science（俄罗斯科学院微电子纳米技术研究所）；M.N. Miheev Institute of metal physics UB RAS（俄罗斯科学院乌拉尔分支米海耶夫金属物理研究所）；Higher School of Economics - National Research University（高等经济大学-国立研究大学）
通过ScN缓冲层优化NbN薄膜的超导性能，提升临界温度和降低电阻率。
2025-12-15 cond-mat.supr-con
Thermal Instability and Self-Sustained Modulation in Superconducting NbN Stripline Resonators
本文从理论和实验上研究了微波超导带线谐振器与微桥集成后对单色注入信号的响应。我们发现，在一定的驱动参数范围内，谐振腔会产生一种新的非线性现象，并产生自维持的反射光调制。一个理论模型，其中属性的自调制的热不稳定性产生了很好的协议与实验结果。
2006-11-12 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium interpretation of DC properties of NbN superconducting hot electron bolometers
我们提出了一个物理上一致的解释氮化铌（NbN）为基础的超导热电子测辐射热计（HEB-）混频器的直流电性能，使用非平衡超导的概念。通过这一点，我们澄清了什么物理信息可以从电阻转变和直流电流-电压特性，在适当选择的温度下测量，相关的器件表征和优化。我们指出，无序超导体，如NbN的电子性质的内在空间变化，导致从设备到设备的变化。
2016-10-04 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.space-ph
Nonlinear Dynamics in the Resonance Lineshape of NbN Superconducting Resonators
在这项工作中，我们报告不寻常的非线性动力学测量的NbN超导微波谐振器的谐振响应。在相对低的输入功率（比Nb低2-4个数量级）下发生的非线性动力学，其中包括谐振线形中的跳跃、磁滞回线改变方向和谐振频率偏移，在此使用变化的输入功率、施加的磁场、白噪声和快速频率扫描来测量。基于这些测量结果，我们认为一个假设，根据该假设，在NbN晶粒的边界处形成的弱连接的局部加热是负责所观察到的行为，我们表明，大多数的实验结果是定性地与这样的假设一致。
2006-01-08 cond-mat.supr-con
Quasiparticle Dynamics in NbN Superconducting Microwave Resonators at Single Photon Regime
本研究通过温度扫描测量NbN超导微波谐振器的频率和品质因数，结合复电导率计算，揭示了准粒子能量分布对器件退相干性能的影响。
2025-06-21 cond-mat.supr-con cs.SY eess.SY
Sidewall spacer passivated epitaxial NbN/AlN/NbN Josephson junctions for superconducting qubit applications
Tohoku University（东北大学）；National Institute of Information and Communications Technology（信息通信研究机构）
本研究开发了侧壁间隔层钝化的外延NbN/AlN/NbN约瑟夫森结，通过简化工艺减少非晶介电材料，实现了高间隙电压和宽范围临界电流密度，为高相干氮化物超导量子比特提供了可扩展制造平台。
2026-10-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Probing the Hotspot Interaction Length in NbN Nanowire Superconducting Single-Photon Detectors
我们测量的最大距离，在这两个吸收的光子可以联合触发检测事件在NbN纳米线超导单光子探测器（SSPD）微桥通过比较单光子和双光子效率的不同的总长度的桥梁，从0到400 nm。我们发现长度为$23 \pm 2$ nm。这个值是在良好的协议与准粒子云的大小在检测事件的时间。
2016-07-11 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Probing long-range correlations in the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless fluctuation regime of ultra-thin NbN superconducting films using transport noise measurements
我们通过分析超薄NbN超导薄膜电阻涨落的高阶谱，探讨了相位涨落中长程关联的存在。电阻波动的非高斯分量被发现是敏感的膜厚度接近的过渡，这使我们能够区分平均场和Berezinskiii-Kosterlitz无（BKT）型超导转变。的非高斯性的程度被认为是有界的BKT和平均场的转变温度，并强烈依赖于超导薄膜的粗糙度和结构的不均匀性。我们的实验概述了一种新的波动为基础的动力学探针在检测无序低维材料的超导性的性质。
2013-08-24 cond-mat.supr-con
Emergence of nanoscale inhomogeneity in the superconducting state of a homogeneously disordered conventional superconductor, NbN
非均匀超导态自发形成的概念是大多数试图理解强无序超导态的理论的核心。利用扫描隧道谱和高分辨率扫描透射电子显微镜，我们的实验表明，在强均匀无序和超导关联的竞争作用下，传统的超导体，NbN的超导态，自发地分离到域。跟踪这些域作为温度的函数，我们观察到，超导域持续跨越体超导转变，Tc，并消失接近赝能隙温度，T*，超导相关的签名从隧道谱和超流响应的系统消失。
2013-08-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Avalanche-driven fractal flux distributions in NbN superconducting films
利用磁光成像技术研究了垂直磁场中NbN超导薄膜的磁通分布。低于5.5 K的磁通量穿透的形式突然雪崩导致的树枝状结构。磁化曲线在这一制度表现出非常嘈杂的行为。稳定性在阈值温度T* 和施加的场H* 以上都恢复，其中，场增加时的H* 比下降时的H * 小。枝晶的尺寸和形貌与温度有很强的相关性，对第一次进入原始薄膜的枝晶进行分形分析表明，在较高的温度下形成的枝晶具有较大的分形维数。
2004-11-18 cond-mat.supr-con
Superconducting Transition Temperature Modulation in NbN via EDL Gating
我们对氮化铌薄膜进行了双电层选通实验。由于交联的聚合物电解质系统的效率提高，我们诱导的表面电荷密度高达$\approx 2.8 \times 10^{15}\,\mathrm{cm}^{-2}$的有源通道的设备。我们报告了超导转变温度的可逆调制（正或负，取决于栅极电压的符号），其幅度和符号与扰动超导态到薄表面层的限制不相容，正如在天真的屏蔽模型中所预期的那样。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coherent Flux Tunneling Through NbN Nanowires
我们证明了相干的磁通量隧道通过超导纳米线图案在一个薄的高度无序的NbN膜的证据。这种现象被揭示为一个完全金属超导回路中的磁通状态的叠加，纳米线作为一个有效的隧道势垒的磁通量，并可重复地观察到在不同的线。在全金属NbN环中实现的通量叠加证明了之前报道的InOx现象的普遍性。我们进行微波光谱学和研究的隧穿振幅作为线宽的函数，比较实验结果与理论，并估计现有的理论模型的参数。
2013-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling and bound states in near-edge NbN-$\rm Bi_2Se_3$ junctions fabricated by deposition through a wire shadow mask
NbN- $\rm Bi_2Se_3$薄膜结的输运测量显示出隧穿和束缚态共振。通过脉冲激光沉积的NbN层，通过25 $μ$米宽的金线荫罩平分成两半的晶片上的$\rm Bi_2Se_3$毯式膜没有进一步的图案化制备的结。这导致两个独立的近边缘结通过25 $μm$长和10 mm宽的未覆盖的$\rm Bi_2Se_3$层区域串联连接。在晶片上的不同位置处跨线掩模沟槽测量的电导谱表明，一些结具有隧穿行为，在$\pm 2Δ$（其中$Δ\simeq$ 1 meV）处具有明显的相干峰，而其他结具有零偏置电导峰和在较高偏置下的一系列束缚态。后者可以归因于零能量马约拉纳束缚态或更传统的Andreev束缚态。根据目前的结果，我们无法区分这两种情况。
2018-03-27 cond-mat.supr-con
An unexplored MBE growth mode reveals new properties of superconducting NbN
在晶体生长过程中，未经探索的条件常常揭示出惊人的惊喜和新的物理行为机制。在这项工作中，在高于1000 $^\circ$ C的温度下进行技术上重要的超导体NbN的分子束外延，发现在整个生长过程中，原子级光滑的表面，正常的金属折射率低至37 $μΩ$ -cm和超导临界温度超过15 K，揭示了持续的RHEED振荡。最值得注意的是，反转的霍尔系数的符号被观察到的NbN膜冷却，和高的材料质量允许在这个超导体中的Abrikosov涡晶格的第一个成像。
2020-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting fluctuations in a thin NbN film probed by the Hall effect
我们提出了一个全面的研究如何超导波动在正常状态下有助于在一个薄的（119 $Å$）膜的NbN的电导率张量。它示出了这些波动如何驱动低磁场附近的超导过渡的霍尔系数$R_\mathrm{H}$的符号变化。标度行为随纵向（$σ_\mathrm{xx}$）和横向（$σ_\mathrm{xy}$）电导率到跃迁$ε=\ln(T/T_\mathrm{c})$距离的变化与高斯涨落理论一致.此外，在没有任何可调参数的情况下，理论和实验之间获得了良好的定量一致性。因此，我们的实验结果提供了一个案例研究的电导率张量源于短寿命的库珀对。
2017-05-09 cond-mat.supr-con
Effects of interlayer coupling on the irreversibility lines of NbN/AlN superconducting multilayers
我们研究了NbN/AlN多层膜样品的面内电阻率随温度的变化关系，在磁场高达7特斯拉的平行和垂直于膜的绝缘层厚度。上临界场在平行场中表现出从二维到三维的交叉行为。不可逆性线的形式为（1-T/Tc）^α，其中α随各向异性的增加从4/3变化到2。结果与低各向异性样品的同时熔化和去耦转变一致，与高各向异性样品的超导层中去耦煎饼的熔化一致。
2000-10-24 cond-mat.supr-con
Energy-gap dynamics of superconducting NbN thin films studied by time-resolved terahertz spectroscopy
利用时域太赫兹光谱技术，我们对传统BCS超导体NbN中超导能隙的光致抑制和恢复进行了直接研究。发现这两个过程都强烈依赖于温度和激发密度。用所建立的唯象Rothwarf-Taylor模型对数据进行分析，确定了裸准粒子复合率、库珀对断裂率和电子-声子耦合常数，λ= 1.1 +/- 0.1，与理论估计值符合得很好。
2011-09-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dark counts initiated by macroscopic quantum tunneling in NbN superconducting photon detectors
我们进行测量的开关电流分布的三个w = 120 nm宽，4 nm厚的NbN超导带，用于单光子探测器。这些条带比涡核的直径宽得多，因此它们被归类为准二维（准2D）。我们发现宏观量子隧穿的证据，通过观察的开关分布的标准偏差在温度约2 K的饱和。我们使用Kurkijarvi-Garg模型分析了我们的结果，发现逃逸温度在低温下也会饱和，这证实了在足够低的温度下，宏观量子隧穿在准2D条带中是可能的，并且可以有助于在单光子探测器中观察到的暗计数。
2014-11-03 cond-mat.supr-con
Far-infrared electrodynamics of thin superconducting NbN film in magnetic field
为了研究超导NbN薄膜在零温极限以上8 T的磁场中的涡旋响应，我们利用时域太赫兹谱和扫描隧道谱对NbN薄膜进行了研究。利用扫描隧道光谱仪测量了样品的光学带隙和上临界场。随后使用所获得的值来拟合零温度极限以上的法拉第几何中的磁场中的太赫兹复电导率谱。这些光谱是最好的描述中的Coffey-Clem自洽的解决方案的修改后的伦敦方程的磁通蠕动制度。
2013-12-13 cond-mat.supr-con
Escape rate of metastable states in a driven NbN superconducting microwave resonator
研究了非线性NbN超导微波谐振腔的热不稳定性和局部热点的形成。白噪声注入谐振器的结果之间的过渡亚稳态通过一个过程，包括两个阶段。在第一阶段，进入系统的输入噪声引起谐振器模式的波动。而在第二种情况下，这些模式的波动导致热点的相变，由于诱导的温度波动。理论上计算了相关的噪声激活逃逸率，并通过驱动系统进入随机共振进行了实验测量。理论和实验的比较得出了部分一致的结论。
2006-07-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
A two-coil mutual inductance technique to study matching effect in disordered NbN thin films
虽然超导反点阵列中的匹配效应已经通过磁阻振荡进行了广泛的研究，但这些研究仅限于接近超导转变的非常窄的温度窗口。在这里，我们报告了一个"两线圈"互感技术，它允许研究这种现象的超导状态下，通过直接测量的屏蔽响应的磁场变化。我们演示了如何使用这种技术来解决突出的问题，在阳极氧化铝膜上生长的孔周期性阵列的超导薄膜的匹配效应的起源。
2013-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Niobium superconducting nanowire single-photon detectors
我们研究了由超薄Nb制成的超导纳米线光子探测器的性能。直接比较这些探测器和类似的纳米线探测器制造的NbN。我们发现，Nb探测器是显着更容易受到比NbN的热不稳定性（闭锁）在高偏压。我们表明，可以通过降低读出的输入电阻来稳定器件。以这种方式优化的Nb探测器被示出为具有相同几何形状的类似的大有效面积NbN探测器的复位时间的约2/3，对于470 nm处的单光子具有约6%的探测效率。
2009-01-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Design of NbN superconducting nanowire single photon detectors with enhanced infrared photon detection efficiency
我们提出了一个优化的设计纳米线超导单光子探测器，使用最近发现的位置依赖的检测效率在这些设备。该知识允许通过改变穿过导线的场分布来优化曲折导线NbN检测器的设计。为了计算具有不同几何形状的探测器的响应，我们通过有限差分时域模拟使用来自纳米线的单调局部探测效率和光吸收分布。计算预测平均吸收和边缘效应之间的折衷，导致预测的最佳线宽对于1550 nm波长接近100 nm，对于600 nm波长下降到50 nm线宽。通过在超导纳米线的顶部上沉积硅纳米线，可以增强边缘处的吸收，这提高了曲折线结构的总吸收效率以及内部检测效率。
2017-06-14 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Epitaxial NbN-junction-based self-shunted superconducting flux qubit with high anharmonicity
Tohoku University（东北大学）；RIKEN Center for Quantum Computing（理化学研究所量子计算中心）；The University of Tokyo（东京大学）；Inamori Research Institute for Science (InaRIS)（稻盛科学研究所）；National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
本研究利用外延NbN/AlN/NbN约瑟夫森结实现自分流超导磁通量子比特，获得797 MHz高非谐性和13-25微秒寿命，显著减小器件尺寸，为大规模超导量子计算提供新方案。
2026-10-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Break-up of long-range coherence due to phase fluctuations in ultrathin superconducting NbN films
利用扫描隧道谱（STS）研究了NbN均匀无序双折射（2-15 nm）薄膜的超导体-绝缘体相变（SIT）问题。厚度大于8 nm的样品，其Ioffe-Regel参数$k_F l \geq 5.6$，表现出传统的超导性：空间均匀的BCS样的间隙，在临界温度消失，和在磁场中的涡旋晶格。然而，当厚度减小时，虽然$k_F l$降低，但是STS揭示了与BCS方案的显著偏差，其中相干峰高度和空间不均匀性逐渐减小。最薄的膜（2.16 nm）虽然不完全在SIT（$T_C \approx 0.4 T_{C-bulk}$）处，但显示出明显消失的相干峰和不存在涡旋。在准二维极限下，这种明显的长程相位相干性损失的特征强烈表明，在SIT下，超导性被相位涨落破坏。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sputtered NbN Films for Ultrahigh Performance Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors
本文研究了溅射工艺对NbN薄膜性能的影响，揭示了其与超导纳米线单光子探测器性能的关系，确定了NbN薄膜的最优参数以实现超高性能探测器。
2023-11-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Geometric Superconducting Diode Effect in an NbN Nanoring
Nanjing University（南京大学）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）；Zhejiang University（浙江大学）；State Key Laboratory of Spintronics Devices and Technologies, Nanjing University（南京大学自旋电子学器件与技术国家重点实验室）；Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）
研究在NbN纳米环中实现几何诱导超导二极管效应，通过不对称几何结构引入反演对称性破缺，器件有明显极性可切换的临界电流非互易性，测量揭示其磁场和温度依赖性，为非互易超导传输研究及超导电子学提供平台与设计原则。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Unified Theory of Dark Count Rate and System Detection Efficiency for NbN, WSi Based Superconducting Single Photon Detectors
本文提出了一种光子检测的涡旋穿越理论，为超导纳米线单光子探测器的系统探测效率和暗计数率提供了统一定义，并成功预测了其温度依赖性和本征定时抖动，助力下一代探测器设计。
2025-08-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Vacancy-free cubic superconducting NbN enabled by quantum anharmonicity
Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；Tohoku University（东北大学）；Intellectual Ventures（智识风险投资）
通过第一性原理计算和量子非谐效应，发现无空位的立方相NbN（空间群P$\bar{4}3m$）是稳定的，其超导转变温度约20 K，挑战了空位稳定性的传统观点。
2025-07-04 cond-mat.supr-con
Berezinskii-Kosterlitz-Thouless to BCS-like superconducting transition crossover driven by weak magnetic fields in ultra-thin NbN films
研究超薄NbN薄膜中弱磁场诱导BKT转变向类BCS超导转变的交叉，发现场致自由涡旋屏蔽涡旋相互作用并抹平BKT特征。
2024-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Inhomogeneous critical current in nanowire superconducting single-photon detectors
制备性能均匀的超导薄膜是实现高性能、高成品率纳米线超导单光子探测器的关键。为了研究NbN薄膜的均匀性，我们介绍并表征了由长度从100 nm到15μm的短纳米线组成的简单探测器。我们的纳米线，相反的曲折SSPD，允许探测NbN在纳米尺度的均匀性。实验结果，赞同的微观模型，显示出强烈的非均匀性的NbN薄膜上的子100纳米尺度。
2014-12-01 cond-mat.supr-con
Influence ScN protective thin layer on the superconducting properties of ultrathin NbN films
本研究首次探究ScN保护层对反应磁控沉积NbN薄膜超导性能的影响，经富氧高温退火实验证实，ScN层在450℃退火时仍能保护NbN层结构不受显著影响，且提升其抗腐蚀能力。
2024-05-13 cond-mat.supr-con
Infrared activation of the Higgs mode by supercurrent injection in superconducting NbN
超导体中的Higgs模，即序参量的集体振幅模，不与电荷或自旋涨落相关联，因此在线性响应区域中它不与电磁场耦合。与此相反的是，在这里，我们证明，如果直流超电流被引入到超导体，希格斯模式成为红外活跃，并直接观察到的线性光学电导率测量。我们观察到一个尖锐的共振峰在$ω=2Δ$在薄膜NbN的电导率谱中的直流超电流的存在下，显示出合理的协议与最近的理论预测。这项工作所证明的方法为研究各种超导体中的希格斯模式开辟了一条新的途径。
2019-06-16 cond-mat.supr-con
Superconducting properties and Hall Effect of epitaxial NbN thin films
我们用反应磁控溅射法在（100）取向的单晶MgO衬底上生长了一系列NbN外延薄膜，测量了不同条件下薄膜的磁输运特性和霍尔效应。霍尔效应测量结果表明，NbN薄膜中的载流子密度对生长条件很敏感。在正常态电阻率最高（rho_n~ 3.83 micro-Ohm-m）、转变温度最低（Tc~9.99K）的薄膜和正常态电阻率最低（rho_n~ 0.94 micro-Ohm-m）、转变温度最高（Tc~16.11K）的薄膜中，载流子密度增加了3倍，而载流子迁移率除了电阻最大的薄膜外没有明显变化。我们的研究结果表明，NbN的Tc主要是由载流子密度，而不是无序散射。通过改变生长过程中的载流子浓度，我们可以改变有效无序度（kF_l），使其从中等清洁极限到脏极限，这使得该系统成为研究载流子密度和无序度对s波超导体超导性质的相互作用的理想系统。
2008-05-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Nonreciprocal Terahertz Second Harmonic Generation in Superconducting NbN under Supercurrent Injection
在s波超导体NbN薄膜中观察到太赫兹（THz）频率范围内的巨二次谐波（SHG），其中时间反转（$\mathcal{T}$ -）和空间反转（$\mathcal{P}$ -）对称性被超导电流注入同时打破。我们证明了当超电流的方向反转时，二次谐波（SH）信号的相位翻转，即，该信号归因于在破坏$\mathcal{P}$ -和$\mathcal{T}$ -对称性下发生的非互易响应。SH信号的温度依赖性表现出尖锐的共振，这是占由太赫兹电场驱动的涡旋运动在非谐钉扎电位。当入射太赫兹电场为2.8 kV/cm，磁场为$\approx1$ Oe时，在厚度为25 nm的NbN薄膜中，最大转换比$η_{\mathrm{SHG}}$达到$\approx10^{-2}$.
2020-08-25 cond-mat.supr-con
Low-Temperature Stabilization of $δ$-NbN Superconducting Thin Films through Energy-Selective Ion Beam Sputtering
Michigan State University（密歇根州立大学）；Princeton University（普林斯顿大学）
本文提出一种室温磁控溅射法，利用能量选择性离子源独立控制离子能量与通量，在低温下稳定高质量δ-NbN超导薄膜，显著收窄超导转变宽度，为量子材料制备提供新范式。
2026-09-29 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Gate-controlled conductance of superconducting NbN nanowires: coherent quantum phase-slips or Coulomb blockade?
相干量子相位滑移预计将导致足够窄的超导纳米线在一定的临界电压以下的直流传导的封锁。我们目前的测量NbN纳米线中，不仅是观察到的临界电压，但也在此临界电压可以使用侧栅电极调谐。临界电压随着所施加的栅极电压的变化而周期性地变化。虽然观察结果在定性上与相干量子相位滑移元件之间的量子干涉的预期一致，但调谐的周期比基于简单电容考虑的预期大几个数量级。此外，在一个纳米线的测量过程中的变化期间的两个显着的突然变化被观察到，一个观察约束的行为的详细解释。假设的行为产生于纳米线中的颗粒约瑟夫森结的解释的可解释性也被认为是。
2021-04-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nonlinear characteristics of Ti, Nb, and NbN superconducting resonators for parametric amplifiers
本文测量了Ti、Nb和NbN超导半波长谐振器的非线性特性，并成功将其用作参量放大器，实现了大于20分贝的增益，且可在高次谐波及约4开尔文下工作，并发现NbN中的交叉谐波放大机制。
2023-10-17 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
Effect of Phase Fluctuations on the Superconducting Properties of Strongly Disordered 3D NbN Thin Films
本文研究了三维均匀无序外延NbN薄膜的输运、霍尔效应、电子隧穿和穿透深度，无序范围从中等清洁极限（kFl ~10.12）到非常脏极限（kFl ~1.24）。随着无序度的增加，超导转变温度（T_c）从~ 17 K下降到350 mK以下。当k_Fl趋于1时，最低温度下的T_c和电导率都渐近地接近于零，表明金属-绝缘体转变（MIT）和超导-绝缘体转变是一致的。在临界无序附近，超导态密度（DOS）存在空间不均匀性，超导态受量子相位涨落控制。这导致超流密度（n_s）的抑制和赝能隙状态，其中电阻不再为零，但能隙保持有限
2010-06-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
BKT phase transition in nanoporous films of superconducting NbN
本研究针对轻度无序NbN纳米多孔薄膜的BKT相变展开，结合实验与蒙特卡洛模拟、重整化群拟合，发现纳米孔使超流刚度和涡旋核能量降低，增强了薄膜二维特性，拓展了超导薄膜中BKT物理的研究参数空间。
2024-10-30 cond-mat.supr-con
