Observation of Giant Positive Magnetoresistance in a Cooper Pair Insulator
超薄非晶Bi薄膜，图案化与纳米蜂窝阵列的孔，可以表现出绝缘相与输运占主导地位的非相干运动的库珀对的电子之间的本地化状态。在这里，我们表明，这库珀对绝缘体相的磁阻是积极的，并随着温度的降低呈指数增长，温度远低于对形成温度。它的峰值估计是足以打破对，然后单调下降到一个制度，其中膜电阻假设的温度依赖性弱本地化的单电子输运适当的领域。我们讨论了这些结果如何支持建议，在其他未图案化的大MR峰，磁共振膜系统公开了一个库珀对绝缘体阶段，并提供新的见解到库珀对本地化。
2009-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Coulomb Effects in Nanoscale SINIS Junction
我们研究了由一个小的正常晶粒连接的两个超导体系统。我们考虑了颗粒上的库仑相互作用对约瑟夫森效应的修正。通过结的相干电荷输运被库仑排斥抑制。可选的栅电极可以放松电荷阻挡并增强导致单个库珀对晶体管效应的电流。研究了超导体的临界电流和在正常晶粒中由接近超导体引起的微间隙的温度依赖性。温度和库仑相互作用抑制临界电流和最小间隙，但它们的相互作用可能导致非单调的，甚至折返的温度依赖性。
2004-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex states in nanoscale superconducting squares: the influence of quantum confinement
利用Bogoliubov-de Gennes理论研究了超导正方体的尺寸对量子限制区中涡旋态的影响。当超导相干长度与费米波长相当时，超导序参量的形状共振对涡旋位形有很大的影响。几个非常规的涡旋态，包括不对称的，巨大的多涡旋组合，并包括巨大的反涡旋的状态，被发现作为基态和它们的稳定性被发现是非常敏感的值的$k_Fξ_0$，样品的大小$W$，和磁通量$Φ$。通过提高温度和/或扩大样品的尺寸，量子限制被抑制，并且恢复了由Ginzburg-Laudau（GL）理论预测的传统介观涡旋态。然而，与GL的结果相反，我们发现，在整个温度范围内，包含涡诱导的涡旋-反涡旋对的态是稳定的。事实证明，量子限制引起的非均匀序参量有利于涡旋-反涡旋分子，以及在涡旋核中具有丰富结构的巨涡旋-在GL域中无法实现。
2013-10-02 cond-mat.supr-con
Comment on "Giant Nernst Effect due to Fluctuating Cooper Pairs in Superconductors" by M.N. Serbyn, M.A. Skvortsov, A.A. Varlamov, and V. Galitski
在最近的一封信中，Serbyn等人[A]研究了超导转变以上的热磁效应，并将以前的工作推广到任意磁场和温度。虽然[A]的结果在[B]中得到了证实，但我们有强烈的反对意见：（i）根据我们的结果[C]，线性响应计算不需要任何磁化电流的校正;（ii）[A，B]的结果是巨大的，因为与正常的费米液体不同，它在粒子-空穴不对称性中是零级的。改变库珀通道中的相互作用常数，即使对于非超导金属，也会导致荒谬的大结果;（iii）在[A]中导出的热磁系数的爱因斯坦型关系与教科书结果相矛盾。[A]M.N. Serbyn，文学硕士Skvortsov，A.A. Varlamov，V. Galitski，Phys. Rev. Lett. 102，067001（2009）中所述。[B]K. Michaeli和A.M. Finkel'stein，EPL 86，27007（2009）。[C]A. Sergeev等人，Phys.Rev.B77，064501（2008）。
2009-12-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Giant two-phonon Raman scattering from nanoscale NbC precipitates in Nb
高纯度铌（Nb），在超导RF腔的制造中使用的处理方法，显示含有过量碳的微米级表面补丁。高分辨率透射电子显微镜和电子能量损失谱测量揭示了在这些地区的纳米级NbC相干沉淀物的存在。拉曼后向散射光谱在类似的表面区域表现出光谱与文献结果一致，但显着增强的双声子散射散装NbC。前所未有的强度和尖锐度的双声子信号，促使理论分析，使用密度泛函理论（DFT），声子模式在NbC的两个不同的界面模型的相干沉淀。一个模型导致整体压缩应变和从头计算的声子色散曲线的NbC均匀压缩下的比较表明，测得的两个声子峰直接链接到声子异常所产生的强电子-声子相互作用。通过DFT研究的Nb和NbC之间的扩展界面的另一个模型，给出了通过一阶拉曼测量的声学和光学模式态密度的频移的洞察。较强的双声子响应的确切起源目前尚不清楚，但它表明在应变下过渡金属碳化物中增强的电子-声子耦合的可能性，发现无论是在散装NbC夹杂物或在其与Nb金属的界面。使用点接触方法的初步隧穿研究表明，一些能隙大于预期的散装NbC。
2015-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting insulators and localization of Cooper pairs
电子器件和电路的快速小型化要求对纳米尺度上的波动现象有深刻的理解。超导纳米线--作为这种器件的重要组成部分--可能会严重地受到波动的影响，这种波动往往会破坏长程序并抑制超导性。特别是，量子相位滑移（QPS）在低温下扩散可能会将准一维超导体变成电阻器或绝缘体。在这里，我们介绍了一个物理概念的量子点控制的本地化的库珀对，甚至可能发生在均匀的纳米线没有任何电介质的障碍是一个基本的表现在超导体中的通量-电荷的二元性。我们证明-实验和理论-在“绝缘”状态的深处，这种纳米线实际上表现出非平凡的叠加超导性和弱库仑阻塞的库珀对产生的量子隧穿磁通量穿过导线。
2021-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge-tunable Cooper-pair diode
CIC nanoGUNE-BRTA（巴斯克纳米材料研究中心）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（材料物理中心）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克拉巴斯克科学基金会）
本研究通过调节纳米超导铅岛的静电环境，实现了一种无需外部磁场的可调超导二极管，展示了超导电流的整流和微波光电响应。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant thermoelectric effects in a proximity-coupled superconductor-ferromagnet device
在超导异质结中，由于自旋分裂和自旋过滤的同时作用，通常可以忽略不计的热电效应可以被显著地增强。建立在我们早期工作的想法[物理。$\textbf{110}$，047002（2013）]，我们提出了现实的介观设置来观察具有铁磁界面或端子的超导体异质结构中的热电效应。我们专注于塞贝克效应是一个直接的测量的本地热电响应，并发现，热功率的顺序为$\sim200$ $μV/K$可以实现在一个晶体管的结构，其中第三个终端允许漏的热电流。热电势的测量可以进一步用于定量地确定引起自旋分裂的自旋相关的界面参数。对于纳米级冷却的应用，我们讨论了品质因数，我们发现温度$\lesssim 1$ K的巨大值超过1。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooper pairs under the action of disorder and strong magnetic field
在无序和磁场作用下，库珀对的零温相图呈现出四个不同的相：玻色绝缘相和费米绝缘相，金属相和超导相。结果解释了在In-O、TiN、Bi和高$T_c$材料中实验发现的巨负磁电阻效应。
2010-12-03 cond-mat.supr-con
The Tomasch effect in nanoscale superconductors
Tomasch效应（TE）是由于非均匀超导序参量引起的准粒子干涉（QPI）引起的，它导致了超导能隙以上能量处态密度（DOS）的振荡。纳米超导体中的量子限制导致了库珀对凝聚体的不均匀分布，我们发现这触发了新的TE的表现。我们通过求解Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程自洽地研究了纳米尺度超导体的电子结构，得到了由两种类型的过程（涉及两个或三个粒子的量子点）决定的TE.这两种类型的QPI导致额外的BCS类Bogoliubov准粒子和BCS类能隙，导致DOS的振荡和调制波图案的局部态密度。这些效应与系统的对称性密切相关。为了解析地描述双量子干涉仪的TE，建立了一个约化的$4 \times 4$子带间BdG哈密顿量.我们的研究涉及纳米超导体，纳米线或薄膜，玻色-爱因斯坦凝聚体和受限系统，如二维电子气界面超导。
2014-12-31 cond-mat.supr-con
Cooper Pair Insulator phase induced in amorphous Pb$_0.9$Bi$_0.1$ thin films
在一些强无序薄膜系统的超导-绝缘体相变附近出现了库珀对绝缘体（CPI）相。最近的许多研究集中在驱动潜在的库珀对本地化的机制。我们目前的数据显示，CPI相的发展，在非晶Pb $_{0.9}$ Bi $_{0.1}$膜沉积到纳米多孔阳极氧化铝表面上，正如它已被证明为发展的a-Bi膜。这一结果证实了CPI相由于衬底的结构而出现的断言。它支持的图片，纳米薄膜厚度的变化引起的基板驱动本地化。此外，这意味着CPI相可以在可以沉积到该表面上的任何超导材料中被诱导。
2013-01-25 cond-mat.supr-con
Giant anisotropic magnetoresistance in Ising superconductor-magnetic insulator tunnel junctions
超导性和磁性通常是不相容的，因为对电子自旋取向的要求相反。当它们结合在一起时，会产生许多迷人的现象，包括非常规超导和拓扑超导。二维（2D）层状超导和磁性材料的出现，可以形成具有原子级尖锐界面的纳米级结，为探索共存超导性和磁有序的新现象提供了理想的实验室。本文报道了二维伊辛超导体NbSe 2和铁磁绝缘体CrBr 3构成的超导体-铁磁体-超导体（S/F/S）隧道结在面内磁场作用下的隧道谱。我们观察到近100%的隧道各向异性磁电阻（AMR），即隧道电阻的差异时，改变磁化方向从面外到面内。巨隧穿AMR是由超导电性引起的，特别是界面磁交换耦合和自旋相关的准粒子散射的结果。我们还观察到一个有趣的磁滞效应的超导能隙和准粒子散射率的临界温度是2 K以下的超导转变温度。我们的研究为探索范德华异质结构中的超导自旋电子和非常规超导铺平了道路。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant Resonant Enhancement of Photoinduced Dynamical Cooper Pairing, far above $T_c$
Harvard University（哈佛大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构动力学研究所）；University of Oxford（牛津大学）
研究通过非线性 Holstein 模型揭示了共振驱动光诱导超导性的巨共振增强机制，解释了远高于 $T_c$ 的超导不稳定性。
2026-01-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.optics
Fluctuations superconductivity and giant negative magnetoresistance in a gate voltage tuned 2D electron liquid with strong spin-orbit impurity scattering
本文提出了在SrTiO_3和LaAlO_3晶体（111）界面产生的二维电子液体中实验观察到的栅压调谐超导体-绝缘体转变（SIT）的定量理论。考虑到库珀对波动的两个基本相反的影响;临界电导率增强，被称为顺导性，和它的抑制与由于库珀对形成的未成对电子的损失相关，我们采用标准的热波动理论，修改为包括量子波动内的一种新的唯象方法。依靠我们的理论和大量的实验薄层电阻数据之间的定量协议，我们得出结论，自旋轨道散射，通过显着增强波动之间的相互作用，强烈增强薄层电阻峰值在高场，并揭示异常的金属行为在低场，由于相对较重的电子带与轻的电子带附近的Lifshitz点的混合。
2021-03-29 cond-mat.supr-con
Theory of giant and nil proximity effects in cuprate semiconductors
许多观察指出，高Tc铜氧化物超导体可能不是传统的巴丁-库珀-施里弗（BCS）超导体，而是来自实空间对的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），这是移动的小双极化子。本文解析地求出描述玻色凝聚隧穿进入铜氧化物半导体的Gross-Pitaevskii方程的解，定性和定量地解释了实验上发现的零邻近效应和巨邻近效应。
2006-08-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson diode effect from Cooper pair momentum in a topological semimetal
在外加磁场作用下，非中心对称超导体中的库珀对可以获得有限动量。最近的理论预测，这种有限动量配对可以导致不对称的临界电流，其中无耗散的超电流可以沿着一个方向流动，但不能相反。然而，迄今为止尚未观察到这一点。在这里，我们报告了一个巨大的约瑟夫森二极管效应（JDE）的发现在约瑟夫森结形成的第二类狄拉克半金属，NiTe 2。一个显著特征是临界电流的不对称性敏感地取决于所施加的磁场的大小和方向，并且当磁场垂直于电流并且仅为10 mT的量级时，达到其最大值~60%。此外，随着场的增加，不对称性改变了几次符号。这些特征占在理论模型的基础上有限动量库珀配对来自自旋螺旋拓扑表面状态，在一个中心对称的系统。有限对动量进一步建立，并确定其值，从在面内磁场下的干涉图案的演变。观察到的临界电流的巨大幅度的不对称性及其潜在机制的明确阐述铺平了道路，以建立新的超导计算设备使用约瑟夫森二极管效应。
2021-12-21 cond-mat.supr-con
Transition from coherent mesoscopic single particle transport to proximity Josephson-current
通过金属-超导体界面的输运受一种特殊的电荷转换过程--安德烈耶夫反射--控制，在该过程中，每一个入射电子都会拖曳另一个电子，形成一个库珀对。在正常的一侧，留下一个被超导关联修饰的空穴。对于低透明度界面，两个电荷的同时转移被强烈抑制，导致电导降低。在这里，我们表明，这种减少电导可以变成一个无限的调整纳米几何形状。通过在金属薄膜和超导尖端之间建立不同尺寸的纳米结，我们研究了多重相位相干散射如何增强正常侧的超导关联。通过最初增加载流子的相干体积，通过界面的传输被连续地增强。然而，当相位相干体积到达薄膜的相对表面时，形成谐振器，并且由于库珀对冷凝而引起鲁棒的转变。
2011-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant ultrafast Kerr effect in type-II superconductors
我们研究了超快克尔效应和高次谐波产生的第二类超导体，制定了一个新的模型的时变电磁脉冲垂直入射到薄膜超导体。研究发现，由于库珀对的逐步破坏，第二类超导体表现出极大的$χ^{(3)}$，在低入射强度下表现出高次谐波产生，并且在太赫兹波段具有所有已知材料中最高的非线性极化率。我们的理论为超导体超快动力学的分析和数值研究开辟了新的途径。
2017-03-20 cond-mat.supr-con physics.optics
Giant Mesoscopic Fluctuations and Long Range Superconducting Correlations in Superconductor--Ferromagnet structures
在强邻近效应的条件下，脏混合结构中出现的波动超导相关性被证明会影响广泛使用的Usadel方程在介观尺度上的形式主义的有效范围。在超导-铁磁体（SF）结构中，即使在非共线和自旋-轨道效应可以忽略的情况下，交换场对库珀对波函数的干涉效应所产生的巨介观涨落也会导致铁磁体中超导关联的缓慢衰减。由此产生的样品到样品的约瑟夫森电流在SFS结和SF混合结构中的局部态密度的波动可以提供一个解释的长程邻近现象中观察到的介观样品共线磁化。
2016-10-06 cond-mat.supr-con
Giant superconducting fluctuations in the compensated semimetal FeSe at the BCS-BEC crossover
弱耦合Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）极限和强耦合BEC极限之间的交叉物理给出了相互作用费米子的量子束缚（超流）态的统一框架。这种交叉在超冷原子系统中已经得到了研究，但在固体中的电子中实现是非常困难的。最近，具有转变温度$T_{\rm c}=8.5$ K的超导半金属FeSe已被发现处于BCS-BEC交叉区的深处。在这里，我们报告的实验签名的预制库珀配对FeSe低于$T^*\sim20$ K，其能量尺度是可比的费米能量。与通常的超导体形成鲜明对比的是，在低于$T^*\sim20$ K的温度下观察到远超过标准高斯超导涨落的大的非线性抗磁性，为超导性的普遍相位涨落提供了热力学证据。核磁共振（NMR）和运输数据给出的证据，赝间隙形成在$\sim T^*$。FeSe中的多带超导性以及电子-空穴补偿可能突出了BCS-BEC交叉物理的一个新方面。
2016-12-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Visualization of defect-induced interband proximity effect at the nanoscale
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Universite de Lorraine（洛林大学）；Chiba University（千叶大学）
本研究通过纳米尺度可视化缺陷诱导的能带近邻效应，揭示了如何通过局部调控能带耦合强度来改变超导序参数，为多能带超导体的量子效应研究提供了新途径。
2025-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting nanofilms: molecule-like pairing induced by quantum confinement
单晶金属超导纳米薄膜中电子垂直运动的量子限制将导带分成一系列单电子子带。这种纳米级多带超导体的一个显著特征是，每个子带的能量位置可以随着纳米膜厚度、衬底材料、保护盖和制造过程的其他细节的变化而显著变化。可能发生的是，一个可用子带的底部位于费米能级附近。我们证明了在这样的子带中超导配对的性质发生了显著的变化，并表现出明显的分子样趋势，这与在超冷费米子中观察到的从Bardeen-Cooper-Schrieffer制度到玻色-爱因斯坦凝聚（BCS-BEC）的交叉非常相似。对于厚度为4和5个单层（ML）的Pb纳米膜，这将导致壮观的场景：高达一半的所有库珀对几乎崩溃，横向尺寸（平行于纳米膜）缩小到几纳米。结果，超导凝聚体将是一个几乎类似分子的费米子对与普通的、扩展的库珀对的相干混合物。
2011-07-27 cond-mat.supr-con
Giant superconducting diode effect in ion-beam patterned Sn-based superconductor nanowire / topological Dirac semimetal planar heterostructures
通过聚焦离子束在拓扑狄拉克半金属α-Sn薄膜中直接绘制超导β-Sn图案，制备了平面异质结构，实现了电流方向反转时临界电流变化69%的巨型超导二极管效应，为拓扑超导器件提供了通用平台。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Theory of non-equilibrium noise in general multi-terminal superconducting hydrid devices: application to multiple Cooper pair resonances
我们考虑了一类介观器件的非平衡行为，该介观器件由多个超导或/和普通金属引线组成，引线之间由量子点隔开。从微观哈密顿描述出发，我们提供了一种非微扰方法来研究量子点和引线之间隧穿振幅的量子电子输运：使用等效的路径积分公式，引线自由度被积分出来，以计算这类系统中的电流和电流相关（噪声），根据量子点的着装格林函数矩阵。为了说明这种形式主义的效率，我们将我们的结果应用到“全超导库珀对分束器”，一个由三个超导导线通过两个量子点连接的设备，交叉Andreev反射操作库珀对分裂。三个引线之间的相应电压差允许获得作为点系统的Keldysh Nambu Floquet穿着格林函数的函数的电流和噪声的表达式。这种电压配置允许涉及多个库珀对的非局部过程的发生，这最终导致非零DC电流在失衡情况下的存在。我们详细调查的结果，在特定的情况下，相反的电压，其中的输运性质是由所谓的“四重过程”，涉及的相干交换的两个库珀对之间的所有三个超导终端的噪声数值。我们表明，这些过程是无噪声的非共振的情况下，这种属性也观察到其他电压配置。当量子点处于共振状态时，噪声特性发生了质的变化，出现了巨大的Fano因子。
2020-08-31 cond-mat.supr-con
Cooper pair insulator in amorphous films induced by nanometer-scale thickness variations
超导（SC）材料，如欠掺杂铜氧化物、强磁场中的低维超导体以及绝缘体-超导体转变（IST）附近的绝缘膜，其反常的输运性质被认为是由于非均匀相的形成。难以将行为与观察到的不均匀性联系起来，使得这些联系不确定。这里主要感兴趣的建议，绝缘膜附近的IST，这表明了激活电阻和巨大的正磁阻，包含岛的库珀对（CP）。在这里，我们提出的证据表明，这些类型的不均匀性是必不可少的，这样的绝缘相在非晶Bi（a-Bi）薄膜沉积在基板上的图案与纳米尺寸的孔。图案化引起膜厚度变化和对应的耦合常数变化，其将绝缘体的成分从局部电子转变为CP。九种不同衬底上的膜的厚度调谐的ISTS附近的分析表明，SC岛之间的弱链接占主导地位的运输。特别地，当链路电阻接近对的电阻量子时，IST都发生。这些观察导致详细的图片CP本地化的超导耦合常数的空间变化。
2011-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
