Conversion of phase-slip lines into elementary resistive domains in a current-carrying superconducting thin film
在超导锡膜中首次实验观察到了相变线第一阶微分电阻在Tc附近与热库温度的非单调关系。这种行为被解释为相滑移线转换成一个基本的电阻域的结果偏离等温条件。
2004-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Substrate mediated nitridation of niobium into superconducting Nb2N thin films for phase slip study
在这里,我们报告了一种新的氮化技术,将铌转化为六方晶系Nb 2N,似乎是超导低于1 K。在高真空条件下,对生长在Si_3 N_4/Si(100)衬底上的Nb薄膜进行高温退火,实现了Nb薄膜的氮化。的结构表征指导形成的大多数Nb 2N相,而形态显示颗粒性质的薄膜。随温度变化的电阻测量揭示了一个宽的金属到超导体的过渡具有两个不同的过渡区。接近正常状态的区域随膜厚强烈变化,而在超导状态附近的第二区域几乎保持不变,但表现出电阻拖尾。电流-电压特性也显示出宽的过渡嵌入中间电阻状态起源的相位滑移线。电流的过渡宽度和电阻阶跃的数目取决于膜厚,它们都随厚度的减小而增大。过渡区宽度的加宽是由邻近耦合超导纳米颗粒逐渐建立超导性所解释的,而有限尺寸效应和量子涨落可能导致电阻拖尾。最后,通过与Nb对照样品的比较,我们强调Nb 2N提供了非常规的超导性,在基于相位滑移的器件应用领域具有前景。
2019-06-20 cond-mat.supr-con
Accessing Phase Slip Events in Nb Meander Wires
本文报道了用聚焦离子束(FIB)铣削技术制备的铌基超导曲折线的输运研究。通过与弯曲前的原始薄膜器件进行直接比较,实验探索了弯曲对量子输运的影响。正常金属(NM)到超导体(SC)的相变通过曲折变成宽的多步相变。低于转变温度(Tc),电阻与温度的测量揭示电阻拖尾,这是由热激活相滑移(TAPS)机制解释。TAPS拟合表明,曲折的选择性区域是电阻拖尾的原因。此外,相位滑移(PS)机制在其电流-电压特性中是明显的,其特征在于在SC-NM转变期间的阶梯型中间电阻台阶。中间电阻阶跃的调制相对于温度和外部磁场进行了研究。观察到高达约250 mT的磁场促进PS事件。此外,当T小于0.5Tc和H小于100 mT时,临界电流随温度和磁场变化很大,在此情况下,临界电流以振荡方式波动。最后,铌基弯曲结构可以是未来的PS为基础的研究和应用的有前途的候选人。
2021-10-22 cond-mat.supr-con
Quantum phase slip junctions
在本文中,我们证明,如果存在,相干量子相位滑移是约瑟夫森隧道的确切对偶。我们使用的对偶来预测动力学电容和尖锐的共振在狭窄的电线。偏置和驱动在高频率下,量子相位滑移结应表现出感兴趣的基本标准的电流平台。
2005-11-22 cond-mat.supr-con
Negative magnetoresistance of ultra-narrow superconducting nanowires in the resistive state
本文提出了一个定性解释准一维超导沟道中电阻态负磁阻现象的唯象模型。该模型是基于这样的假设,即序参量(相位滑移)的波动是负责有限的有效电阻的窄超导导线充分接近的临界温度。每个波动都伴随着一个准正常区域的顺序的非平衡准粒子弛豫长度的“钉扎”的相滑移的核心的瞬间形成。实验测得的有效时均电压是两项之和。第一个是通过约瑟夫森关系与涨落率相联系的常规贡献。第二项是该准正常区域的欧姆贡献。根据导线的材料特性,可能存在第一项不受太大影响的磁场范围,而第二项被有效抑制,从而有助于实验观察到的负磁阻。
2007-08-22 cond-mat.supr-con
Nonlinear current-voltage characteristics due to quantum tunneling of phase slips in superconducting Nb nanowire networks
我们报告的N约30互连的Nb纳米线阵列的输运性质,通过溅射生长在坚固的多孔硅基板上。所分析的系统在零磁场H下表现出宽的电阻转变,以及作为H的函数的高度非线性V(I)特性,这两者都可以一致地用量子隧穿相位滑移来描述。
2013-12-05 cond-mat.supr-con
Revisiting Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin theory of resistive transitions in one-dimensional superconductors with exact solutions
本文对一维超导体电阻态的Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin理论提出了一个重要的修正。我们建立,识别鞍的自由能表面上的兰格和Ambegaokar声称系统移动,以形成热激发的相位滑移中心是错误的。借助精确解,我们表明,该系统必须克服类似的自由能垒,但实际上可以有消失的超导相的振幅在一个点,不像Langer-Ambegaokar解决方案。
2011-06-09 cond-mat.supr-con
One-dimensional resistive states in quasi-two-dimensional superconductors
我们研究了在平均场转变温度$T_{C0}$以下的宽温度范围内,准二维超导体中电阻态形成过程中一维和二维拓扑激发(相位滑移和涡旋)之间的竞争。我们的铌酸盐样品的宽度$w$ = 100 nm远大于Ginzburg-Landau相干长度$ξ$ = 4 nm,并且在$T_{C0}$以上的涨落电阻率具有二维特征。然而,我们的数据表明,低于$T_{C0}$的电阻率是由一维激发,热激活相滑移带(PSS)重叠的样品横截面。我们还确定了缩放相图,这表明,即使在更广泛的样本的PSS贡献占主导地位的涡流在一个相当大的区域的电流/温度变化。测量了七个数量级的电阻率,我们发现量子相位滑移只能在这个数量级以下才是必要的。
2007-09-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Phase diagram of a current-carrying superconducting film in absence of the magnetic field
在对输运电流引起的超导薄膜电阻转变的实验研究的基础上,给出了超导薄膜电流态的相图。我们发现,当电流超过Ginzburg-Landau临界电流Ic时,一个相当窄的薄膜从不进入涡旋态,而是经历从纯超导态到具有相位滑移中心的电阻态的直接跃迁。中等宽度薄膜的Meissner电流态在I > 0.8Ic处转变为涡旋电阻态,该涡旋电阻态存在于电流区间0.8Ic < I < Im内,其上临界电流Im值与理论值符合得很好。宽膜的涡旋态是在电流区域I^{AL} < I < Im内实现的,其中I^{AL}是Aslamazov和Lempitskiy提出的涡旋态的转变点。当I>Im时,宽膜进入无涡旋电阻状态,具有相滑移线。
2010-12-08 cond-mat.supr-con
AC Josephson properties of phase slip lines in wide tin films
在具有相滑移线的阻性状态下,观察到微波辐射下宽超导锡膜的电流-电压特性中的电流阶跃。台阶的大小随辐照功率的变化与具有相滑移中心的窄超导沟道中的电流台阶相似,在一定程度上也与约瑟夫森结中的Shapiro台阶相似。这为宽超导薄膜中相滑移线的Josephson性质提供了证据,并支持了宽薄膜和窄薄膜中相滑移过程相似的假设。
2007-07-16 cond-mat.supr-con
Current Induced Resistive State in Fe(Se,Te) Superconducting Nanobridges
我们研究了以纳米带(宽度为$w\simλ$,$λ$为伦敦穿透长度)形式沉积在CaFPDMATHABMM衬底上的Fe(Se,Te)薄膜的电流-电压特性。考虑到这些材料在微电子学和微电子学中的可能应用,我们重点研究了偏置电流产生的小磁场中的输运性质。从在不同温度下的特性,我们得到的钉扎电位$U$和钉扎电位范围$δ$的估计。由于样品线非常窄,经典的蠕变流模型提供了一个足够准确的解释数据时,只有考虑到相反的符号的磁通量线之间的相互作用的吸引力。所观察到的电压和纳米带的临界电流的感应损害与平衡时的几十条磁场线和强烈不均匀的电流密度分布的存在是相容的。特别是,我们认为,定义桥的几何形状的尖角代表容易磁通量线注入点。所得结果可用于Fe(Se,Te)纳米超导带材的蠕变流动分析。
2017-03-17 cond-mat.supr-con
Array of Josephson junctions with a non-sinusoidal current-phase relation as a model of the resistive transition of unconventional superconductors
本文考虑了一组具有非正弦电流-相位关系的阻容分流约瑟夫森结来模拟高温$_c$超导体的相变。除了简单的正弦曲线$I_{c}\sinϕ$外,预计还会出现高次谐波,这是因为库珀对的主要\emph{d}波对称性、电位降的随机分布、脏颗粒或非平稳条件。我们表明,额外的余弦和正弦项分别通过调制的整体电阻和通过改变混合超导正常态的约瑟夫森耦合的作用。首先,该方法被应用于模拟具有非正弦电流-相位关系的弱连接的无序颗粒超导体的相变。在粒状超导体中,高次谐波的出现会影响转变的斜率。然后,阵列的本征约瑟夫森结,自然形成的CuO $_2$平面的铜酸盐,被认为是。研究了在接近$p=1/8$的空穴掺杂值处观察到的临界温度抑制。这样的抑制,涉及跨阵列的约瑟夫森耦合的符号变化和调制,被量化的电流-相位关系的第一和第二正弦波的强度方面。应用设想为基于本征约瑟夫森结堆叠的量子器件的设计和控制。
2010-06-30 cond-mat.supr-con
Shunt-controlled resistive state of superconducting wires
King Fahd University of Petroleum and Minerals(法赫德国王石油与矿产大学);University of Antwerp(安特卫普大学)
本文研究了分流电阻对超导线电阻态的影响,揭示其在控制系统动态和不同电阻相中的作用,特别是在高温操作条件下的重要性。
2026-02-13 cond-mat.supr-con
Observation of excess resistance anomaly at resistive transitions in Ag/Au nanostructures
纳米银(Ag)纳米团簇嵌入金(Au)基体中的纳米复合膜的电阻转变在转变开始时表现出异常的电阻峰,即使转变温度高达260 K。电阻的最大值范围在正常状态下的约30% - 300%之间,具体取决于器械以及单个器械内的电极导线配置。在约10%的器件中观察到过量电阻区,并且从~ 10 - 100 K延伸。发现施加9 T的磁场可部分抑制过量电阻。从临界电流行为,以及负微分电阻的电流-电压特性,我们讨论了相互作用的相位滑移中心和交替的物理场景,可能会导致在我们的系统中的过量电阻的可能性。
2019-12-11 cond-mat.supr-con
Quantum Phase Slips in Superconducting Nanowires
我们已经测量了20多个超导纳米线的电阻与温度的关系,标称宽度从10到22 nm,长度从100 nm到1050 nm。随着横截面积的减小,导线显示出越来越宽的电阻转变。这些数据与一个同时考虑了接近Tc的热激活相滑移和低温下的量子相滑移(QPS)的模型吻合得很好,但与早期基于临界R_n/Rq的模型不一致。我们的测量提供了强有力的证据QPS在细超导导线。
2001-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Switching of Phase-Slip Dissipation in NbSe2 Nanobelts
通过在外加磁场(H)中的输运测量,表征了单晶NbSe 2纳米带中超导无耗散态和电阻态的稳定性。电流驱动的电测量显示电压阶跃,表明相滑移结构的成核。远低于临界温度,电压阶跃的位置呈现出作为H的函数的尖锐的周期性依赖性。这种现象进行了讨论的背景下,两种可能的机制:干扰的序参量和周期性重排的纳米带内的涡旋晶格。
2006-08-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Dissipation in a topological Josephson junction
低维超导体的拓扑结构在量子信息中有着广泛的应用,并且具有揭示量子物质新相的潜力,因此近年来引起了人们的极大兴趣。实际应用中的一个潜在问题是相位滑移的存在,打破相位相干。非拓扑超导体中的耗散抑制了相位滑移,并可以恢复长程序。在这里,我们研究的拓扑约瑟夫森结中的耗散的作用。我们表明,拓扑结构和耗散的综合效应保持相位和反相位滑移强烈相关,使设备是超导的,即使在非拓扑设备将电阻的条件下。电阻性转变发生在耗散的临界值处,该临界值比常规约瑟夫森结预期的耗散小四倍。我们建议,这种差异可以作为一个强大的拓扑超导性的实验签名。
2013-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Robust nitridation technique for fabrication of disordered superconducting TiN thin films featuring phase slip events
报道了衬底氮化法制备的二维TiN薄膜的电流-电压特性(IVC)中出现的无序诱导相位滑移(PS)现象。在此,Ti/Si 3 N4基金属/基底组件的高温退火是产生伴随TiSi 2和元素Si作为少数相的多数相TiN的关键。该方法本身通过调节由退火温度(Ta)和膜厚度控制的非超导少数相的量来本质上引入不同水平的无序。超导临界温度(Tc)强烈地依赖于Ta,并且对于约12 nm及以上的厚度范围,从所展示的技术获得的最大Tc为约4.8 K。此外,IVC的动力学得到调制的中间电阻台阶的外观减少Ta和步骤变得更加突出的厚度减小。此外,在依赖于温度的临界电流(Ic)从金兹伯格-朗道理论极限的偏差强烈的厚度变化。最后,观察到Tc,中间IVC中的电阻阶跃和退配对电流以与Ta和厚度类似的方式改变,表明制造无序氮化物基超导体的合成过程的稳健性。
2021-03-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Dynamical regimes of ultrafast kinematic vortices in the resistive state of mesoscopic superconductors
超导状态与静电场共存,形成相位滑移和运动涡旋(kV)。除此之外,在超导体中安装的这种电阻状态在许多应用中是不期望的。然后,它是必不可少的,以了解超快kV动力学控制系统的磁通。因此,在这项工作中,我们研究了介观超导体的kV的动力学的外部磁场(H)和运输电流(Jtr)的影响下。因此,kV动态受增加H的影响。有了这些重大的变化,就有可能建立一个Jtr(H)相图。在迈斯纳态和正常态之间,kV呈现出三种不同的行为。对于高场,涡的行为像Abrikosov的,速度两个数量级低于在低场制度。除此之外,还演示了Jtr和屏蔽电流之间的相互作用如何由H控制,从而可以对相图中的边界进行一些定量预测。此外,对于仅kV成核的H,对于十分之一皮秒,表面势垒效应作用于kV的瞬时速度。
2019-10-10 cond-mat.supr-con
Quantum phase slips in the presence of finite-range disorder
为了研究无序对超导导线中量子相位滑移的影响,我们考虑了将无序引入第一性原理瞬子计算的纯等离子体模型。我们考虑弱的,但一般的有限范围的混乱和计算的形状因子的QPS率与动量转移。我们发现,该系统映射到耗散量子力学,与耗散系数控制的波(等离子体激元)阻抗Z的线和超导体-绝缘体的转变在Z=6.5千欧姆。我们推测,该系统将保持在这个普适性类后,在QPS核心的电阻效应被考虑在内。
2005-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing individual topological tunnelling events of a quantum field via their macroscopic consequences
相位滑移是超导有序参数场在不同载流态之间的拓扑涨落事件。由于这些相位滑移,低维超导体获得电阻。在准一维纳米线中,众所周知,在较高温度下,通过顺序参数场的热势垒穿越过程发生相滑移。在低温下,一般的预期是相位滑移应该通过量子隧穿事件进行,这被称为量子相位滑移(QPS)。在这里,我们报告了强有力的证据,个别量子隧穿事件所经历的超导有序参数场均匀nanowires.We完成这一点通过测量的分布开关电流的高偏置电流,超导让位于电阻行为,其宽度表现出一个相当反直觉,单调增加随着温度的降低。我们概述了一个随机模型的相位滑移动力学的基本相位滑移率开关率。与该模型的比较表明,在高温下,相位主要通过热激活滑移,但在足够低的温度下,切换是由序参数场的单独拓扑隧穿事件引起的,即,QPS。重要的是,对几根导线的测量表明,在具有较大临界电流的导线中,在较大温度下,量子涨落往往主导热涨落。这一事实有力地支持了这样的观点,即在低温下观察到的异常高的开关速率确实是由于QPS,而不是外部噪声或电线隐藏的不均匀性的后果。
2008-09-09 cond-mat.supr-con
Dynamic transition of vortices into phase slips and generation of vortex-antivortex pairs in thin film Josephson junctions under dc and ac currents
我们目前的理论和数值研究的涡流驱动的强直流和交流电流在长约瑟夫森结所描述的非线性积分微分方程,考虑到非局部电动力学的薄膜,涡韧致辐射和切伦科夫辐射放大的吸引力的涡流的交界处的边缘。研究了薄膜中的约瑟夫森结中的涡旋动力学,其中约瑟夫森非局域性的影响占主导地位,但伦敦屏蔽可以忽略不计。我们得到了一个精确的解决方案,由一个任意的时间依赖的电流驱动的涡旋在过阻尼结的涡旋变成相位滑移,如果结的长度是短于一个临界长度取决于电流。我们的分析和数值计算结果表明,涡的动力学行为的欧姆阻尼参数至关重要。在过阻尼结中,涡流随着它们移动得更快而扩展,并且随着电流的增加而变成相位滑移。在欠阻尼结中,从边缘进入的涡旋产生切伦科夫辐射,产生扩展涡旋-反涡旋对的级联,这最终将整个结驱动到电阻性相位滑移状态。模拟结果显示了各种复杂的动态状态下的直流和交流电流的涡流,可以表现在滞后的电流-电压特性与跳跃和区域的负微分电阻从振荡到弹道传播的涡流,他们的相互作用与钉扎中心和驻非线性波在结。
2017-03-08 cond-mat.supr-con
Magnetochiral anisotropy of thermally activated phase slips in noncentrosymmetric superconductors
University of Wisconsin–Madison(威斯康星大学麦迪逊分校)
该研究建立了非中心对称超导导线中热激活相滑移的理论,揭示其电阻具有磁手性各向异性,源于与超导二极管效应相同的Lifshitz不变量导致的势垒不对称性,并通过普适比率与二极管效率关联。
2026-09-09 cond-mat.supr-con
Current-voltage characteristics in Ag/Au nanostructures at resistive transitions
在基于Ag/Au纳米结构的膜的薄膜中向不可测量的小电阻的转变已经产生了显著的兴趣,因为这种转变甚至可以在环境温度和压力下发生。虽然这些薄膜的零偏电阻和磁转变最近已被报道,非平衡电流-电压($I-V$)的过渡的传输特性仍然是未知的。在这里,我们报告的$I-V$特性在零磁场的原型Ag/Au纳米团簇膜接近其电阻率转变的临界温度$T_{C}$为$\approx160$ K。的$I-V$特性变得强烈滞后接近转变,并表现出依赖于温度的临界电流规模,超过该电阻迅速增加。有趣的是,当驱动电流超过临界电流时,非平衡输运机制由一系列几乎等间距的电阻阶跃组成。我们已经讨论了这些观察的相似性与电阻转变在超薄超导导线通过相位滑移中心。
2019-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase slips in superconducting films with constrictions
本文研究了一个由两个共面超导薄膜组成的桥式无缝连接系统。我们观察到两个不同的电阻转变的温度降低。第一个,发生在薄膜中,显示了Berezinskiii-Kosterlitz-BKT(BKT)转变的一些性质。第二个明显的转变(这实际上是一个交叉)是有关冻结的热激活相位滑移(TAPS)本地化的桥梁。我们还提出了一个强大的间接实验方法,允许提取样品的零偏置电阻从高电流偏置测量。使用直接和间接测量,我们确定了电阻$R(T)$的范围内的桥梁{ \em十一个数量级}。在这样宽的范围内,电阻遵循简单的关系式$R(T)=R_N \text{exp} [-(c/t)(1-t)^{3/2}]$,其中$c=ΔF(0) / kT_c$是零温度下相位滑移的归一化自由能,$t=T/T_c$是归一化温度,以及$R_N$是电桥的正常电阻。
2004-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Connecting dissipation and phase slips in a Josephson junction between fermionic superfluids
研究了弱耦合超流费米气体间原子约瑟夫森结中耗散的出现。我们发现,涡引起的相位滑移是整个BEC-BCS交叉耗散的主要微观来源。我们探索不同的动力学制度,通过调整两个超流水库之间的偏置化学势。对于小的激发,我们观察到耗散和相位相干共存,与一个电阻电流,其次是定义良好的约瑟夫森振荡。我们链接的结输运性质的相位滑移机制,发现涡旋成核是主要负责所观察到的电导和临界电流的趋势。对于大的激发,我们观察到的两个超流体之间的相干性不可逆的损失,和运输不能只描述在一个不相关的相位滑移图片。我们的发现为研究强关联费米系统中耗散和超流输运之间的相互作用以及非平衡量子系统中的一般概念开辟了新的方向。
2017-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Effect of Thermal Phase Fluctuations on the Inductances of Josephson Junctions, Arrays of Junctions, and Superconducting Films
我们计算的因素,热相位波动,不同于相位滑移波动,增加电感,LJ,连续分流约瑟夫森结(JJ)以上的平均场值,L0。我们发现,量子力学抑制波动时,T下降到低于一个温度,TQ = h/kBGL 0,其中G是分流电导。对JJ阵列的计算薄层电感LA(T)/L0(T)的检查表明,2-D互连将波动效应减半,同时以更大的因子减少相位滑移效应。在这些结果的指导下,我们计算了二维薄膜的薄层电感,LF(T)/L0(T),通过处理每个等离子体振荡模式作为一个过阻尼JJ。在无序s波超导体中,当LF(0)/LF(T)> 0.14(或T/TC 0 < 0.94)时,量子抑制是重要的。在最佳掺杂的YBCO和BSCCO中,量子抑制对于l2(0)/l2(T)> 0.25是重要的,其中l是穿透深度。
1999-05-14 cond-mat.supr-con
Dynamics of the resistive state of a narrow superconducting channel in the ac voltage driven regime
在含时Ginzburg-Landau方程的框架下,研究了交流电压驱动下不同长度超导窄沟道中序参量的动力学行为.在所施加的电压的低频率下的系统的电阻状态的特征在于由振荡相位滑移中心PSC的时间周期性组的形成。增加频率会降低这些周期性基团的寿命。取决于通道的长度,交流电压要么倾向于恢复具有周期性组中的单个中心PSC的状态,要么使形成PSC的数量最小化并诱导它们在系统中的排序。对于相对较短的信道,频率的进一步增加导致序参量的抑制而不形成PCS。对于信道长度超过规定限制的系统,PSC的形成在一定的时间延迟后开始,该时间延迟随频率迅速增加。计算了不同外加电压频率下相对短沟道的电流-电压特性。结果表明,该器件的电流-电压特性呈现台阶状结构,第一台阶的高度由约瑟夫森频率的四倍值决定。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crystal structure effects on vortex dynamics in superconducting MgB$_2$ thin films
University of Vienna(维也纳大学);Technische Universität Braunschweig(布伦瑞克工业大学);Institute Jean Lamour, Université de Lorraine-CNRS(洛林大学-法国国家科学研究中心让·拉穆尔研究所);G.V. Kurdyumov Institute for Metal Physics of the NAS of Ukraine(乌克兰国家科学院G.V.库尔久莫夫金属物理研究所);FLUXONICS—The European Foundry for Superconducting Electronics e.V.(FLUXONICS——欧洲超导电子铸造协会)
研究揭示了MgB₂薄膜中晶格结构缺陷对涡旋动力学的影响,发现正常域形成主导电阻过渡,单晶薄膜表现出更高的超导破坏电流和更强的钉扎效应。
2026-04-15 cond-mat.supr-con
Dynamics of resistive state in thin superconducting channels
本文从理论上研究了电阻分流的超导窄沟道中电阻态的动力学特性与沟道长度$L$、外加电流$j$和表征电场在非平衡超导体中穿透深度的参数$u$的关系。我们发现,改变$u$显着影响的超导通道的电流-电压特性的行为和动态的序参数。以前,已经证明,当$u$小于临界值$u_{c1}$时,相位滑移中心同时出现在通道的不同点处,该临界值不依赖于$L$。因此,对于$u>u_{c1}$,这些中心在同一位置连续出现。在我们的工作中,我们证明了有另一个临界值的$u$。实际上,如果$u$不超过取决于$L$的特定值$u_{c2}$,则电流-电压特性表现出阶跃状行为。然而,对于$u>u_{c2}$,它变得滞后。在这种情况下,随着$j$的增加,对应于序参量沿沟道的时间无关分布的稳态在开关电流值$j_{sw}$处失去其稳定性,并且在沟道中出现序参量和电场的时间周期振荡。随着$j$向下扫描,周期性动态在某个重新捕获电流值$j_r<j_{sw}$处停止。通过电阻对通道进行分流会增加$j_r$的值,而$j_{sw}$保持不变。因此,对于一些足够高的分流器电导率,$j_r$和$j_{sw}$最终重合,滞后环消失。我们揭示了动力学制度参与的滞后,并讨论它们之间的分岔过渡。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting source and sensor of single bubbles to study nucleate boiling of liquid helium
由低温微型和纳米器件的电阻元件产生的焦耳热通常引起冷却的低温液体(氦、氮)的沸腾。本文提出了一种通过测量具有单相滑移中心或线的电阻态超导薄膜微桥的温度变化来研究低温液体中单个汽泡形成和发展动力学的实验方法。由于其温度依赖性的过电流,它既可以作为产生单个气泡的热源,也可以作为表面温度传感器。实验测定了氦核态沸腾的平均汽泡脱离速率和平均单个汽泡体积。所获得的值与文献中发现的其他作者的数据吻合良好。
2022-09-30 cond-mat.supr-con physics.flu-dyn
Improved nanopatterning for YBCO nanowires approaching the depairing current
一种改进的纳米图案化工艺已经被开发出来,以获得截面小至50 × 50 nm ^2的YBCO纳米线,由Au覆盖层保护。为了探索Au保护层的有效作用,我们测量了纳米线的电流-电压特性和温度下的电阻转变。在T=4.2 K时,临界电流密度达到10^8 A/cm ^2,接近理论上的退配对电流极限。的电阻,测量作为温度的函数接近Tc,已被安装与热激活相滑移模型,包括金层的效果。超导相干长度和伦敦穿透深度的提取值给出的电流密度与测量的一致。这些结果不能在没有Au覆盖层的情况下用相同的纳米线实现。
2013-01-18 cond-mat.supr-con
Magnetic Field Induced Superconductivity in Out-of-Equilibrium Nanowires
四端电阻测量已进行了使用电子束光刻形成的Zn纳米线。当由电流驱动电阻时,这些线在施加小磁场时重新进入超导状态。这些数据与以前的超导纳米线实验有质的不同,这些实验揭示了T_{c}附近的负磁阻或磁场增强的临界电流。我们认为,我们的观察结果与阻尼的相位滑移过程的增强耗散的准粒子电导通道产生的应用程序的磁场。
2009-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipation in Quasi One-Dimensional Superconducting Single-Crystal Sn Nanowires
电输运测量单晶锡纳米线,以了解一维超导体的内在耗散机制。而直径大于70 nm的导线的电阻急剧下降到零,在Tc附近的3.7 K,一个剩余的电阻尾部延伸到低温被发现与直径为20和40 nm的导线。作为温度的函数,剩余电阻的对数表现为两个线性部分,一个在低于Tc的零点几度内,另一个向下延伸到至少0.47 K,测量的最低温度。剩余电阻被发现是欧姆在所有温度低于锡的Tc。这些结果表明,在Tc附近的热激活的相位滑移过程和量子涨落诱导的相位滑移过程中的低温制度。当励磁电流超过临界值时,电压-电流(V-I)曲线呈现一系列离散的台阶,逐渐接近正常状态。这些步骤不能完全理解与经典的Skocpol-Beasley-Tinkham相滑移中心模型(PSC),但可以定性占部分由Michotte等人修改的PSC模型。
2005-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching times in long-overlap Josephson junctions subject to thermal fluctuations and non-Gaussian noise sources
本文研究了在高斯和非高斯噪声源存在下,长电流偏置约瑟夫森结的超导寿命。特别是,我们分析了作为噪声信号强度的函数的约瑟夫森结的动力学,对于不同的系统参数和外部驱动电流的值。我们发现,平均寿命的非单调行为的特点是作为噪声强度,驱动频率和结长的函数的状态。我们观察到,这些非单调的行为与动态的结相串在切换过程中的电阻状态。一个重要的作用是由孤子的形成和传播,具有两个不同的动力学制度特征的相串的动力学。我们的分析可以证明不同的偏置电流密度的影响,这是一个简单的空间均匀分布和更现实的不均匀分布,在结边缘的高电流值。随机共振激活,噪声增强的稳定性和临时捕获现象中观察到的系统研究。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct observation of photon-induced vortices in superconducting films
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(产业技术综合研究所);School of Engineering, The University of Tokyo(东京大学工学部)
研究超导探测器中光子诱导涡旋-反涡旋对动力学,通过观测其产生的量化电压信号,分析与多种因素关系,发现特定条件下可稳定VAP数量,实现光子数分辨能力,揭示相位动力学探测机制,为相关探测器发展开辟新途径。
2026-07-16 cond-mat.supr-con quant-ph
Current-induced highly dissipative domains in high Tc thin films
我们研究了高Tc薄膜在高电流密度下的电阻响应。为此,将电流脉冲施加到由Nd(1.15)Ba(1.85)Cu 3 O 7和Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8制成的桥中。通过记录随时间变化的电压,我们观察到,在一定的临界电流j*,一个高度耗散域沿桥某处发展。这些畴的连续形成产生了阶跃I-V特性。我们提出的证据表明,这些领域的温度高于Tc的区域,作为热点。事实上,这种现象似乎类似于在Tc附近的常规超导体中观察到的相滑移中心的成核,但与此相反,它们出现在很宽的温度范围内。在一定条件下,这些畴将在整个样品中传播并破坏超导电性。我们已经测量了j* 的温度依赖性,并发现在两个研究的化合物中有类似的行为。这种温度依赖性正好是预期的退配对电流,但幅度小约100倍。
2002-05-28 cond-mat.supr-con
Phase-charge duality in Josephson junction circuits: Role of inertia and effect of microwave irradiation
我们研究了两个不同的电路中的相干量子相位滑移的物理包含小约瑟夫森结:(i)一个单一的结嵌入在一个电感的环境和(ii)一个长链的结。从标准的约瑟夫森哈密顿量,单结电路可以使用准经典的方法进行分析,我们制定的条件下,所得到的准电荷动力学是完全对偶的通常的相位动力学与约瑟夫森隧道。对于链,我们使用的事实,它的集体行为可以用一个变量:数量$m$的量子相位滑移存在于它。我们得出的结论是,共轭准电荷的动力学再次是一个单一的约瑟夫森结的标准相位动力学的对偶。在这两种情况下,我们阐明的电感,获得确切的对偶性至关重要的作用。这些结论对微波辐照下的单结和链的行为具有深远的影响。由于这两个系统是由一个模型完全双标准的电容和电容分流结模型,我们预计出现的电流夏皮罗步骤。我们数值计算了相应的电流-电压特性在很宽的参数范围内。我们的研究结果是有趣的,鉴于目前的标准。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamics of the superconducting condensate in the presence of a magnetic field. Channelling of vortices in superconducting strips at high currents
本文从含时的Ginzburg-Landau方程出发,研究了在垂直磁场和外加电流作用下宽二维样品中超导凝聚态的动力学。我们可以确定两个临界电流:纯超导态变得不稳定的电流($J_{c2}$ \cite{self1})和系统从电阻态过渡到超导态的电流($J_{c1}<J_{c2}$)。电流$J_{c2}$随外部磁场单调减小,而$J_{c1}$在$H^*$处表现出最大值。对于足够大的磁场,滞后消失并出现$J_{c1}=J_{c2}=J_c$。在该高磁场区域中,对于接近$J_c$的电流,电压作为分离涡旋运动的结果出现。随着电流的增加,运动的涡流形成具有抑制的序参量的“通道”,涡流可以沿着通道非常快速地运动。这导致电压的急剧增加。这些“通道”在某些方面类似于在零磁场处出现的相位滑移线。
2003-10-18 cond-mat.supr-con
The critical parameters enhanced by microwave field in thin-film type-II superconductors
本文给出了微波辐照增强超导薄膜超导电性的实验研究结果。分析了微波辐射功率、频率以及超导薄膜的温度和宽度对增强临界电流和电阻态涡旋结构消失和出现第一条相滑移线的电流的实验依赖性的影响。对不同宽度薄膜的实验研究表明,微波场的超导增强效应是普遍的,在超导电流沿薄膜宽度均匀分布(窄膜)和非均匀分布(宽膜)的情况下都有发生。结果表明,宽膜中超导性的增强不仅使临界电流和临界温度增大,而且使涡旋态能在膜中存在的最大电流增大。宽膜中微波辐照的超导电性增强现象可以用Eliashberg理论来描述,该理论曾被用来解释窄沟道中的相同现象。实验发现,观察到超导增强的辐照功率的间隔随着膜宽度的增加而变窄,这削弱了其检测的概率。
2014-10-28 cond-mat.supr-con
Dynamics of superconducting nanowires shunted with an external resistor
我们提出了第一个研究超导纳米线分流与外部电阻,面向理解和控制纳米线的相干性和耗散。通过测量V-I特性的演变以及在改变分流电阻和温度时开关和再俘获电流的分布来探讨动态。实验的理论分析表明,随着分流电阻值的减小,动力学变得更加连贯,可能是由于稳定的相位滑移中心的线,此外,开关电流接近Barthel的预测的平衡破坏电流。通过理论和实验之间的详细比较,我们取得了进展到识别制度中的准一维线可以有效地描述了一个零维电路模型类似于RCSJ(磁阻和电容并联约瑟夫森结)模型的Stewart和McCumber。除了其基本意义外,我们的研究还对一系列有前途的技术应用产生了影响。
2012-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex rivers and multiple voltage transitions in superconducting MgB$_2$ thin films
Technische Universität Braunschweig(布伦瑞克工业大学);University of Vienna(维也纳大学);Université de Lorraine-CNRS(洛林大学-法国国家科学研究中心);FLUXONICS—The European Foundry for Superconducting Electronics e.V.(FLUXONICS——欧洲超导电子铸造协会)
基于含时金兹堡-朗道方程模拟超导薄膜中不同无序类型下的电流-电压特性,发现晶界缺陷导致多重电压转变,细长缺陷产生电压台阶,L形缺陷形成线性区段,并分析序参量演化及实验可行性。
2026-09-15 cond-mat.supr-con
Insulating, metallic and superconducting behavior in a single nanowire
在具有减小的维度的系统中,量子涨落对电子传导具有强烈的影响,即使在非常低的温度下。在超导体中,这是特别有趣的,因为超导电子的相干态与这些波动强烈相互作用,因此是研究它们的敏感工具。在本文中,我们报告的超导纳米线在量子相位滑移制度的全面测量。使用本征电迁移过程中,我们已经开发出一种方法来降低光刻制造的高电阻纳米线的电阻在原位和小的连续步骤。在低温下,我们观察到临界(库仑)封锁电压和超导临界电流,取决于纳米线的正常状态电阻,与理论模型吻合良好。在这两个制度之间,我们发现一个连续的过渡显示出非线性金属的行为。所报道的本征电迁移技术并不限于低温,因为我们发现在室温下也有跨越三个数量级的电阻的类似变化。除了超导量子线路之外,这种降低电阻的技术也可以应用于现代电子电路。
2020-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con