Quantum statistical model for superconducting phase in graphene and nanotubes
Shigeji Fujita, Rohit Singh, Salvador Godoy, Kei Ito
提出了量子统计理论，支持Zhao和Beeli [Phys.Rev.B77，245433（2008）]报道的多壁纳米管中的超导临界温度（1275 K）。
A quantum statistical theory is presented, supporting a superconducting state of an ultrahigh critical temperature (1275 K) in the multiwalled nanotubes reported by Zhao and Beeli [Phys. Rev. B 77, 245433 (2008)].
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Topological defects in superconducting open nanotubes under gradual and abrupt switch-on of the transport current and magnetic field
利用含时的Ginzburg-Landau方程，研究了超导开放纳米管在强输运电流作用下，在均匀磁场中的序参量动力学。在临界输运电流附近，耗散过程由涡旋和相滑移动力学驱动。当磁场和/或输运电流逐渐开启时，涡旋和相滑移区域之间的过渡仅微弱地依赖于外部磁场。在磁场或传输电流的突然接通的情况下，系统可以在一定的参数窗口内被触发到稳定的相位滑移状态。最后，预测了超导开口纳米管中电流-电压特性的滞后效应。
Superconductivity in bundles of a mixture of doped carbon nanotubes
使用非均匀Bogoliubov-de Gennes形式主义，我们研究了单壁碳纳米管束的超导性质，由金属和半导体纳米管的混合物组成，具有不同的临界转变温度。我们研究了平均超导序参量和临界转变温度如何依赖于束中半导体碳纳米管的分数。
Observation of the Meissner state in superconducting arrays of 4-Ångstrom carbon nanotubes
我们报道了在AlPO 4 -5（AFI）沸石单晶的线性通道中生长的超导4纳米碳纳米管阵列中的磁迈斯纳效应的清晰观察。体磁化强度和磁矩实验都显示出较低临界Hc 1转变的明显特征，在低于6 K的温度扫描期间零场冷却和场冷却分支的显著差异，以及低于~15-18 K的一维超导波动的特征。这些实验推广了我们以前用电阻实验[Z. Wang等人，Phys. Rev. B 81，174530（2010）]朝向低磁场且在零电阻范围内。
Theory of superconductivity of carbon nanotubes and graphene
我们提出了一种新的机制，碳纳米管的超导性，起源于边缘状态，这是特定的石墨烯。利用不引起体超导电性的在位和边界形变势，我们得到了一个可观的边缘态的转变温度。因此，具有开放边界的金属锯齿形碳纳米管可以被认为是天然的超导体/正常金属/超导体结系统，其中超导态在纳米管的两端局部发展，而正常金属存在于中间。在这种情况下，边缘态超导性的信号表现为约瑟夫森电流，其对纳米管的长度和费米能的位置敏感。这种依赖性将边缘态超导性与体超导性区分开来。
Superconducting properties of polycrystalline Nb nanowires templated by carbon nanotubes
采用单根氟化碳纳米管表面涂覆法制备了直径为7-15 nm的连续Nb丝。透射电子显微镜显示，线是多晶的，具有约5 nm的晶粒尺寸。厚度大于12 nm的导线的临界电流非常高（10^7 A/cm^2），与预期的破坏电流相当。测量的电阻与温度的曲线下降到0.3 K的Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin（LAMH）理论的热激活相滑移很好地描述。量子相位滑移被抑制。
To the methodics of the superconducting nanotube paraconductivity calculation
在研究过程中，对超导纳米管介导率的计算算法进行了更精确的定义。
Superconducting instability in 3 band metallic nanotubes
受最近小半径纳米管实验的启发，我们研究了圆柱形（5，0）纳米管的超导不稳定性。根据能带结构的计算，这些纳米管在费米能级处具有三个能带。使用费米子重整化群的方法和仔细玻色化处理，我们考虑不同的吸引力的相互作用，介导的声子，在Luttinger液体框架内的效果。我们特别关注特定的超导不稳定性的三带模型，我们认为这些（5，0）圆柱形纳米管的描述。
Double-gap superconducting proximity effect in nanotubes
我们从理论上探讨了由于超导衬底的存在，单壁金属碳纳米管中超导邻近效应的可能性。一个非常规的双间隙的情况下，可以出现在两个带的大半径的纳米管，其中隧道是（几乎）对称的两个亚晶格。在这种情况下，邻近效应可以在纳米管中低于临界实验可达到的库仑相互作用强度的对称带中发生。此外，由于纳米管中的相互作用，该能带中BCS带隙的出现在较低温度下稳定了另一能带中的超导性。我们还讨论了高度不对称隧穿的情况，并表明这种情况下也支持双能隙超导。
Electron transport in single wall carbon nanotube weak links in the Fabry-Perot regime
我们制作了可重复的高透明度超导接触组成的超导Ti/Al/Ti三层门控单壁碳纳米管（SWCNTs）。报道的半导体单壁碳纳米管具有正常状态的微分电导高达$3e^2/h$，并表现出清晰的法布里-珀罗干涉图的偏置光谱图。我们在微分电导中观察到了次谐波能隙结构，在零偏压下的电导中观察到了一个明显的峰，这被解释为超电流的一种表现。这种超电流的栅极依赖性以及过剩电流的检查和超导点接触的一致性理论相比，具有良好的协议。
Plasmon exchange model for superconductivity in Carbon nanotubes
最近对碳纳米管超导性的研究表明，单壁锯齿形碳纳米管在15 K左右就可以变成超导体。然而，用传统的声子交换模型对纳米管中的超导性进行理论研究，得到的超导转变温度$T_c$小于1 K。为了解释所观察到的较高的临界温度，我们探讨了等离子体激元交换机制在纳米管中的超导性的可能性。我们首先计算了等离子体交换介导的纳米管中电子之间的有效相互作用，并表明这种相互作用可以成为有吸引力的。利用强耦合超导体的修正Eliashberg理论中的这种吸引相互作用，我们计算了纳米管中的临界温度$T_c$。发现$T_c$敏感地依赖于介质的介电常数、电子的有效质量和纳米管的半径。我们的理论结果可以解释在纳米管中观察到的$T_c$。
Charge transport in a single superconducting tin nanowire encapsulated in a multiwalled carbon nanotube
用多探针测量方法研究了多壁碳纳米管包裹的单根超导锡纳米线的电荷输运性质。多壁碳纳米管保护锡纳米线免受氧化和形状碎片，因此使我们能够研究直径小至25 nm的稳定线的电子特性。通过氩离子刻蚀多壁纳米管可以调节Ti/Au电极与纳米线接触的透明度。大电流的应用导致接触处的局部加热，这反过来又抑制了超导性。
Superconducting diamagnetic fluctuations in ropes of carbon nanotubes
我们报告了大量的单壁碳纳米管的纯化绳低温磁化强度测量。尽管由于样品中仍然存在小的铁磁催化颗粒而产生大的超顺磁性贡献，但在低温（$T < 0.5K$）和低磁场（$H < 80 Oe$）下，可检测到抗磁性信号。这种低温抗磁性可以解释为碳纳米管绳中的迈斯纳效应，之前已经从输运测量中显示出超导性。
Non local Andreev reflection in a carbon nanotube superconducting quantum interference device
我们研究了一种基于叉状碳纳米管的超导量子干涉器件[J. - P. Cleuziou { \it等人}，Nature Nanotechnology { \bf 1}，53（2006）]，涉及消逝准粒子在与超导相干长度相当的距离上隧穿通过超导体，因此"非局部“过程概括了非局部Andreev反射和弹性共隧穿。非局域过程引起临界电流的减小，并改变电流-相位关系。我们讨论任意的接口兼容性。叉状几何形状的这种设备是用于探测交叉Andreev反射的相位相干性的候选者。
Towards carbon nanotube growth into superconducting microwave resonator geometries
悬浮碳纳米管的原位生长有利于未扰动的电子输运谱和高Q振动模式的观察。对于复杂的结构集成，例如，对于片上超导RF元件，选择经受住化学气相沉积（CVD）工艺的化学和物理抗性材料提供了挑战。我们演示了实现的双折射共面波导谐振器，表现出明确的谐振行为，在低温下，即使在已暴露于纳米管生长条件。将CVD之前和之后的MoRe装置的性质与参考铌装置进行比较。
Co-sputtered MoRe thin films for carbon nanotube growth-compatible superconducting coplanar resonators
钼基合金薄膜在达到$T_c=15\mathrm{K}$的临界温度下具有超导电性。同时，薄膜在生长单壁碳纳米管通常所需的高温甲烷/氢气气氛中高度稳定。我们表征钼合金薄膜沉积通过同时溅射从两个来源，相对于它们的成分作为溅射参数的函数和它们的电子直流以及GHz的性能在低温下。具体的重点放在碳纳米管的生长条件对薄膜的影响。超导共面波导谐振器光刻定义，我们证明了谐振器保持功能时，经历纳米管生长条件，并表征其性能作为温度的函数。这为在超导共面波导电路元件上原位生长超洁净纳米管器件铺平了道路。
On superconductivity in armchair carbon nanotubes
利用动量空间重整化群研究了声子和库仑相互作用对扶手椅型单壁纳米管超导响应函数的影响。我们在未掺杂的单纳米管中没有发现超导性。当掺杂时，超导涨落可以因为声子而发展，但仍然很小，并且很容易被库仑相互作用破坏。纳米管绳中超导性的起源很可能是管间效应。锯齿形纳米管的投影表明对超导波动更有利。
Local density of states at zigzag edge of carbon nanotubes and graphene
计算了锯齿形边缘处碳纳米管和石墨烯边缘态的电子-声子矩阵元，得到了边缘态的重整化能量色散。电子-声子相互作用的自能修正导致边缘态的能量色散，边缘态的能量带宽与声子能量相近。由于边缘态的能量不确定度比温度大，我们认为考虑电子-声子相互作用时，边缘态的单粒子图像是不合适的。纵向声学声子模式通过现场变形势对矩阵元做出贡献，因为边缘态的波函数仅在两个子晶格之一上具有振幅。纵向和面内切向光学声子模的就地形变势在边界处增强。局域态密度的计算结果与最近的扫描隧道谱实验数据进行了比较。
Coupling carbon nanotube mechanics to a superconducting circuit
机械谐振器的量子行为是一个新的和新兴的领域，最近的实验达到量子基态。碳纳米管谐振器的高频率、小质量和大品质因数使其在量子纳米力学应用中具有吸引力。实现谐振器基态的实验中的常见元件是耦合到谐振器运动的第二量子系统，例如相干光子或超导装置。然而，对于纳米管来说，由于其尺寸小，这是一个挑战。在这里，我们将碳纳米机电（NEMS）设备耦合到超导电路。悬浮的碳纳米管在超导量子干涉仪（SQUID）中既是超导结又是运动元件。我们观察到一个强大的调制通过SQUID从位移的纳米管的通量。将这种SQUID扩展到超导谐振器和量子位应该能够在单声子水平上检测和操纵纳米管机械量子态。
Quantitative test of a quantum theory for the resistive transition in a superconducting single-walled carbon nanotube bundle
超导现象依赖于超导序参量相位的相干性。准一维超导体中的电阻转变是宽的，因为相位起伏很大。我们表明，超导单壁碳纳米管束的电阻转变是在定量协议与Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin（LAMH）理论。我们还证明了T^*_c = 0.89T_c0以下的电阻转变与exp [-（3βT^*_c/T）（1-T/T^*_c）^3/2]成简单的正比，其中势垒高度与LAMH理论预言的形式相同，T_c0是平均场超导转变温度。
Consistency of superconducting correlations with one-dimensional electron interactions in carbon nanotubes
我们表明，在一个维度的相互作用的电子模型是能够解释的数量级，以及最近测量的临界超电流的温度依赖性放置在超导接触之间的纳米管样品。我们使用玻色化方法来计算超导相关的存在下的长程库仑相互作用，结束了一个图片中的临界电流不遵循的温度依赖性的间隙中的接触，在传统的邻近效应的预测相反。我们的研究结果还揭示了在纳米管中存在短程吸引相互作用，这是临界超电流显著增强的原因。
Paraconductivity in Carbon Nanotubes
我们报道了在超导转变温度以上碳纳米管的介导系数的计算。分析了过电导率随管半径、温度和磁场强度变化的复杂行为。结果进行了定性比较与最近的实验观察在碳纳米管的固有过渡到超导状态和显着的热力学波动以上$T_{c}$。我们的结果的应用，单壁和多壁碳纳米管以及绳的纳米管进行了讨论。
Conductance properties of nanotubes coupled to superconducting leads: signatures of Andreev states dynamics
我们提出了一个相结合的实验和理论分析的低偏压电导性能的碳纳米管耦合到超导导线。在近藤制度的电导表现出零偏置峰，它可以比在正常情况下的酉限制的几倍大。这种零偏置峰值可以通过分析在施加偏置电压下的亚带隙Andreev态的动态来理解。它示出的线性政权的存在是链接到系统内的有限松弛率的存在。理论与实验结果吻合较好。
1D goes 2D: A Kosterlitz Thouless transition in superconducting arrays of 4-Angstrom carbon nanotubes
本文报道了嵌入铝磷酸盐-五（AFI）沸石中的4埃单壁碳纳米管阵列的超导电阻转变特性。观察到转变在15 K开始，其中缓慢的电阻降低切换到7.5-6.0K之间的急剧的数量级下降。该转变具有强的（各向异性的）磁场依赖性。微分电阻与电流（电压）的测量表明，建立的相干性进行阶段，温度低于15 K。特别是，急剧的电阻下降和其伴随的非线性IV特性与Kosterlitz-loss（KT）转变的表现一致，该转变在与纳米管的c轴成横向的平面中建立准长程序，导致包括由弱连接连接的3D超导区域的非均匀系统。在低于5 K时建立了全局相干性，并在2K时出现了定义明确的超导能隙。
Insulating, superconducting and large-compressibility phases in nanotube ropes
采用一种新的计算框架研究了碳纳米管绳的超导性质，该框架结合了管内相互作用的重正化和管间库仑屏蔽效应。这种方法允许研究从纯一维物理到三维库珀对相干性的设置的薄绳和粗绳的限制，提供作为绳物理参数的函数的临界温度的良好估计。我们讨论我们的结果与最近的实验的连接。
Transport approach to the superconducting proximity effect in carbon nanotubes
一个微观的方法来解释实验中观察到的超导接触之间的碳纳米管的超电流的大小。我们建立了一个模型的纳米管绳包含电子排斥库仑相互作用和声子交换给出的有效吸引力。我们表明，现有的实验数据是一致的预期衰减的超导沿长度的纳米管样品。我们的研究结果强调，库珀对的传播是有利于在粗绳，作为一个结果，从金属纳米管之间的静电耦合的库仑相互作用的强度降低。我们还提供了一个解释的温度依赖性的实验中观察到的超电流，remarking交叉的存在，从一个非常平坦的行为在低温下的长纳米管中的一个明显的衰减。
Large diameter multiwall nanotubes of MgB2: structural aspects and stability of superconducting nanotubular magnesium boride
基于理论研究，我们证明了硼化镁纳米管可以达到与块体MgB 2结构相同的稳定性。然而，大多数稳定的纳米管形式在结构上不是从单层片材的混合三角形-六边形结构基序衍生的，这被认为是所有硼纳米管的2D前体形式。MgB 2多壁纳米管结构是由多层MgB 2板与蜂窝B-网络在六方晶格更稳定。多层MgB 2的从头算研究结果表明，25层的板坯接近散装MgB 2的稳定性。对应的多壁纳米管的临界参数是内径，计算值为~ 32.6nm，与壁数无关。25壁纳米管的外径约为51 nm，末端Mg原子位于纳米管的外表面。MgB 2多壁纳米管（MgB 2 MWNT）的电子能带结构与超导体MgB 2的能带结构特征和拓扑结构相对应。结果表明，准一维MgB_2MWNT超导体是一种稳定的结构，可以合成。
Superconducting and charge-density wave instabilities in ultrasmall-radius carbon nanotubes
我们对直径分别为3.9、4.7和6.8纳米的三种小半径碳纳米管（5，0）、（6，0）和（5，5）的能带结构、声子色散和电声耦合进行了详细的分析。（5，0）CNT的大曲率使它们在费米能下具有大的态密度。与区域折叠方法相比，（6，0）CNT的态密度也大大增强。对于（5，5）碳纳米管，电子-声子相互作用主要是由面内光学声子主导的，而对于超小的（5，0）和（6，0）碳纳米管，主要耦合是面外光学声子模式。我们计算了所有三种类型的碳纳米管的电子-声子相互作用强度，并分析了可能出现的超导和电荷密度波相的不稳定性。对于最小的（5，0）纳米管，在平均场近似下，忽略库仑相互作用，我们发现电荷密度波的转变温度大大超过超导的。当我们包括一个库仑相互作用的现实模型时，我们发现电荷密度波被抑制到非常低的温度，使超导性占主导地位，平均场转变温度约为1 K。对于（6，0）纳米管的电荷密度波占主导地位，即使与库仑相互作用的列入，我们发现的平均场转变温度约为5开尔文。我们发现，较大的半径（5，5）纳米管是稳定的超导和电荷密度波订单在所有现实的温度。
Manipulating the magnetic state of a carbon nanotube Josephson junction using the superconducting phase
实验表明，超导导线上的量子点的磁状态是由量子点两端的超导相位差控制的。这是通过探测其近藤能和超导能隙大小相当的碳纳米管结的约瑟夫森电流和超导相位差之间的关系来完成的。它表现出独特的非谐行为，揭示了相位介导的单重态到二重态的转变。我们得到了一个很好的定量协议与数值精确的量子蒙特卡罗计算。这提供了强有力的支持，我们确实观察到的相位控制的零温度水平交叉跃迁起源于强本地电子相关的有限温度签名。
Theory of superconducting fluctuations in the thinest carbon nanotubes
推导了嵌入介质中的最细锯齿形碳纳米管的低能电子哈密顿量，并讨论了其相图。考虑了该体系特有的多能带结构和电子-电子相互作用的微观形式。带间的排斥作用，这几乎是未屏蔽的，导致延迟的带内电子之间的吸引力，可以稳定的库珀对。对于介电常数为$ε_d\sim 2-4$的基质，理论预测超导涨落会发展，这与实验结果一致。对于$ε_d \gtrsim 8$，密度波波动应被放大。在两相之间，有一个金属态，其中所有的双粒子波动都被抑制。
Andreev current in finite sized carbon nanotubes
本文研究了当正常相为具有排斥相互作用的Luttinger液体时，相互作用对正常-超导结中Andreev电流的影响。特别是，我们研究了一个有限尺寸的碳纳米管之间的一个金属和一个超导铅放置的系统。我们表明，相互作用和有限尺寸效应引起显着偏离标准图片的Andreev电流在一个正常的超导结在接近完美的Andreev极限。
Impurity Scattering in Carbon Nanotubes with Superconducting Pair Correlations
从理论上研究了超导对势对金属碳纳米管中杂质散射过程的影响。电子的后向散射在正常状态下消失。在超导对关联的存在下，类电子和类空穴准粒子的后向散射也消失了。杂质引起空穴对入射电子的后向散射，并且它还引起电子对入射空穴的后向散射。电子和空穴之间的这种散射所引起的负电流和正电流相互抵消。因此，在超导邻近效应发生的区域中，碳纳米管杂质不会阻碍超导电流，并且碳纳米管是库珀对的良导体。与实验的关系进行了讨论。
Tuning the Kondo effect with back and side gates - Application to carbon nanotube superconducting quantum interference devices and pi-junctions
最近，我们提出了第一个超导量子干涉器件（SQUID）与单壁碳纳米管（CNT）的约瑟夫森结[1：J. P. Cleuziou，W。Wernsdorfer，V. Bouchiat，T. Ondarcuhu和M. Monthioux，Nature Nanotech。1，53，（2006）.]，http://www.nature.com/nnano/journal/v1/n1/pdf/nnano.2006.54.pdf的网站。我们发现，量子限制在每个结诱导离散量子点（QD）能级结构，这可以控制与两个横向静电门。此外，背栅电极可以改变QD势垒的透明度，从而允许改变QD状态与超导接触的杂化。这种技术进一步说明了在这个额外的支持材料，我们表明，近藤耦合一个给定的谐振可以通过改变背栅电压连续调谐。它使我们能够证明[1] CNT约瑟夫森结可以用作栅控π结，也就是说，可以用栅极电压来调谐CNT结上的电流-相位关系的符号。
Gate-tuned high frequency response of carbon nanotube Josephson junctions
碳纳米管（CNT）约瑟夫森结在开放的量子点限制表现出超导开关电流，可以控制与栅极。在射频电流激励下可以观察到Shapiro电压阶跃，相位动态的阻尼强烈依赖于栅极电压。这些测量由标准RCSJ模型描述，表明从超导到正常状态的切换电流接近结的临界电流。的纳米管结的有效动态电容被发现是强烈的栅极依赖性，表明扩散接触的纳米管。
Superconductivity in boron-doped carbon nanotube networks
以煅烧沸石的5埃孔径为模板，采用化学气相沉积法制备了硼掺杂碳纳米管网络。拉曼数据表明网络包括互连的碳纳米管段。输运测量表明，超导转变开始于40 K，在20 K附近急剧下降到2K时的低电阻状态，伴随着电流电压特性中的低电阻平台，在零电阻附近波动。磁测量显示出薄超导导线网络的迈斯纳效应特征，其中超导导线半径远小于伦敦穿透长度。在低磁场下，负的抗磁化率被观察到持续超过200 K。的运输和磁性数据的基础上调和的物理模型的基础上，包括短，一维超导纳米管，管理的全球运输行为的弱链接。
Superconductivity in carbon nanotube ropes
我们研究的条件下，超导性可能发展的碳纳米管绳。结果表明，大量的金属纳米管之间的相互作用有利于出现的金属相的绳索，中间的各个阶段之间的自旋密度波和超导相关。这些出现在具有约100个金属纳米管或更多的样品中，其中远程库仑相互作用非常有效地降低，并且可以通过来自每个纳米管内的光学声子交换的吸引相互作用来克服。我们估计，相邻纳米管之间的库珀对隧穿的概率是远远高于单电子在无序绳。因此，电子对跳跃的效应建立了管间相干性，而库珀对的隧穿振幅决定了向超导态转变的尺度。
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