Imaging ac losses in superconducting films via scanning Hall probe microscopy
各种局部探针已被应用于了解电流通过超导薄膜,这往往是令人惊讶的不均匀。在这里,我们表明,磁成像允许定量重建的电流密度,J,和电场,E,解决在时间和空间中,在一个电影进行亚临界交流电流。电流重建需要反转毕奥-萨伐尔定律,而电场则使用法拉第定律重建。我们描述了相应的数值计算程序,在很大程度上适应现有的工作的情况下,一个带进行交流电流,但包括新的方法获得完整的电场从法拉第定律确定的感应部分。我们还描述了数学变换背后的物理要求。然后,我们将该程序的图像的一条YBa 2Cu 3 O 7(YBCO)进行交流电流在400 Hz。我们的扫描霍尔探针显微镜产生一个时间序列的磁带图像与1微米的空间分辨率和25微秒的时间分辨率。结合重建的J和E,我们得到一个完整的表征,包括局部临界电流密度,E-J曲线,和功率损耗。这种分析有一系列的应用,从涡流动力学的基础研究,以实际的涂层导体的发展。
2006-12-02 cond-mat.supr-con
Absence of broken time reversal symmetry beneath the surface of YBCO films
我们报告的搜索结果的自发磁性由于时间反演对称性破缺阶段的超导态(110)取向的YBCO薄膜,预计在这种几何形状的表面附近。利用低能μ子自旋旋转技术对最佳掺杂YBCO-(110)薄膜进行了零场和弱横场测量,结果表明,在低于超导温度2.9 K时,没有出现自发磁场。我们的结果给出了一个上限~0.02 mT的假定自发内场。
2013-11-04 cond-mat.supr-con
Dissipation in ultra-thin current-carrying superconducting bridges; evidence for quantum tunneling of Pearl vortices
我们已经取得了电流-电压(IV)测量的人工分层高$T_c$薄膜桥。这些膜的扫描SQUID显微镜提供了超过桥宽度的珍珠长度$Λ$的值,并且显示跨桥的电流分布是均匀的。在高温和高电流下,电压遵循幂律$V \propto I^n$,具有$n=Φ_0^2/8π^2Λk_B T+1$,在高温和低电流下,电阻随温度呈指数变化,与热激活涡旋运动的预测非常一致。在低温下,IV与$I^{-2}$中的$\ln V$线性更好地拟合。这是预期的,如果低温耗散是由珍珠涡的量子隧穿主导。
2005-04-06 cond-mat.supr-con
Finding the boson-number distributions in superconductors from photon spectra emitted by supercurrent-carrying rings irradiated with far IR fields
本文提出了由各向同性s波配对的II型超导体构成的薄膜超导窄环在红外场作用下产生单光子的理论。它表明,由相同的载流环发射的光子的能量的统计测量,最初准备在相同的量子态,允许找到超导体中的库珀对的数量分布。
2014-03-03 cond-mat.supr-con
Conductance characteristics of current-carrying d-wave weak links
对载流d波超导结构中的局域准粒子态密度进行了理论研究。态密度可以通过扫描隧道显微镜的电导来获得。考虑了两种特殊情况:均匀薄膜的电流状态和两个载流d波超导体之间的弱连接。
2009-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stability mechanisms of high current transport in iron-chalcogenides superconducting films
铁基超导体制备技术的改进使其成为高温超导体和MgB $_2$的有力竞争者。特别是,铁硫族化物已被证明是最有前途的实现高载流磁带。但是,如果不了解这些化合物目前的稳定性机制,它们就无法大规模使用。事实上,我们最近已经观察到的磁通流动不稳定性的功能在Fe(Se,Te)薄膜生长在CaF $_2$的存在。在这里,我们提出了在不同的温度和外加磁场的Fe(Se,Te)微桥生长在CaF $_2$的电流-电压特性的结果。这些结果将从最有效的模型的角度进行分析,目的是确定通量流动不稳定性特征的性质(即,热的或电子的),以便进一步提高铁-硫属化物超导体的高载流能力。
2016-03-18 cond-mat.supr-con
Absence of photoemission from the Fermi level in potassium intercalated picene and coronene films: structure, polaron or correlation physics?
用光电子能谱研究了钾离子插层的二苯并[c]芘和二苯并[c]芘薄膜的电子结构。此外,还使用钠对云杉进行了插层。在碱金属添加核心水平以及价带光电发射数据信号的填充的两种分子材料的先前未占用的状态,由于从钾的电荷转移。与K_xpicene和K_xcoronene(x ~ 3)的超导电性观察相反,所研究的薄膜都没有费米能级的发射,也就是说我们没有发现金属基态的迹象。这一观察的几个原因进行了讨论。
2012-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mesoscopic cross-film cryotrons: Vortex trapping and dc-Josephson-like oscillations of the critical current
我们从理论和实验上研究了一个简单的铝超导带的输运性质的存在下,一个单一的直载流线,定向垂直于超导带。众所周知,在这种类似冷子管的系统中,超导带材的临界电流Ic可以通过改变控制线中的电流Iw来调节。我们证明了在载流导线附近的窄而长的条带内的钉扎涡/反涡的数量的离散变化导致了Ic对Iw的特有的振荡依赖性。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probability of the resistive state formation caused by absorption of a single-photon in current-carrying superconducting nano-strips
我们研究了纳米结构Nb和NbN超导薄膜在吸收单光子后的电阻态的超导辅助形成。在非晶窄NbN条的电阻状态形成的概率有一个明显的光谱截止。相应的阈值光子能量随偏置电流的增加而减小。在广义热点模型的框架下对实验数据的分析表明,近红外光子的量子产额比光子能量增加得更快。电阻态的弛豫依赖于光子能量,使得这种现象对于能量分辨单光子探测器的发展是可行的。
2004-10-25 cond-mat.supr-con
Kinetic impedance and depairing in thin and narrow superconducting films
我们使用Eilenberger-Usadel和Ginzburg-Landau(GL)理论来计算薄而窄的超导膜中所有电流的超流体的温度依赖的动力学电感。计算适用于BCS弱耦合超导体的各向同性的差距和运输的平均自由路径远小于BCS的相干长度。动力学电感的计算响应于一个小的交流电流时,膜是携带一个直流偏置电流。在慢实验/快弛豫极限下,超导序参量准静态地跟随随时间变化的电流,当偏置电流接近depairing值时,动力学电感发散。然而,在快实验/慢弛豫极限,其中的超导序参量保持固定在一个值对应的直流偏置电流,动力学电感上升到一个有限的值在depairing电流。然后,我们使用含时GL理论计算的动力学阻抗的超流体,其中不仅包括动力学电抗,但也动力学阻力的超流体所产生的耗散由于序参数松弛。的动力学阻力是最大的角频率$ω$服从$ωτ_s > 1$,其中$τ_s$是顺序参数弛豫时间,偏置电流接近的depairing电流。我们还包括正常的流体的贡献,在推导出的总动力学阻抗的表达式耗散。附录中包含了许多关于超导体载流到失活值时随温度变化的行为的细节。
2012-11-15 cond-mat.supr-con
Absence of a Zero Temperature Vortex Solid Phase in Strongly Disordered Superconducting Bi Films
本文报道了超导非晶Bi薄膜在磁场中电阻的低温测量,测量的正常态方块电阻$R_N$在电阻量子$R_Q={\hbar\over {e^2}}$附近。对于$R_N<R_Q$,电阻转变的尾部显示了具有有限相关长度的涡旋固体中缺陷运动的热激活通量流特征。当$R_N$超过$R_Q$时,尾部变为非活化。我们的结论是,在薄膜中,$R_N>R_Q$有没有涡旋固体,因此,没有零电阻状态的磁场。我们描述了如何无序诱导的量子和/或介观波动可以消除涡旋固体,也讨论了磁场调谐的超导体-绝缘体转变的影响。
1999-09-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Manifestation of the magnetic moments of Cooper pairs in low-temperature properties of superconducting thin-film rings
库珀对磁矩的实验测定可以揭示铜酸盐中的配对对称性。我们认为,本征磁矩的库珀对可以检测到的超导薄膜环的实验。在足够低的温度下,由超电流产生的磁场可以引起这些磁矩的排序,其产生超电流和磁感应分布、热容和环的磁矩的变化。结果表明,库珀对的内禀磁矩可以从这些可测量的铜氧化物超导载流环的低温行为中提取出来。
2013-02-20 cond-mat.supr-con
Emergence of dissipative structures in current-carrying superconducting wires
讨论了载流高温超导导线中自发温度和临界电流空间调制的出现。沿导线的临界电流在3 - 10 mm尺度上的调制迫使一部分传输电流在超导膜和附着在其上的正常金属稳定剂之间的电阻界面上交叉。这产生了额外的热量,使得这种结构能够自我维持。本文还讨论了这种现象的稳定性和实验观测条件。
2009-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Inductances and attenuation constant for a thin-film superconducting coplanar waveguide resonator
对由载流中心导体、相邻缝隙和接地层组成的薄膜超导共面波导谐振器的几何电感、动力电感、总电感和衰减常数进行了理论分析。分析集中在膜的厚度$d$服从$d < 2λ$($λ$是伦敦渗透深度),其材料特性的特点是由二维屏蔽长度$Λ= 2 λ^2/d$。引入一个截止程序,保证在中心导体和接地层的电流的大小是相等的,新的和更简单的结果获得的动态电感和衰减常数小$Λ$。精确的结果为任意$Λ$的几何,动力学和总电感的限制微小的槽宽,和近似的结果为任意槽宽。
2012-10-22 cond-mat.supr-con
Dipole-induced vortex ratchets in superconducting films with arrays of micromagnets
研究了具有面内磁化微磁体周期性阵列的超导薄膜的输运性质。研究了两种不同的磁性织构:一种是正方形排列的磁棒,另一种是密排的三角形微环。正如MFM成像所证实的,这两个系统的磁状态可以调整,以产生几乎点状磁偶极子阵列。通过交流驱动的输运测量,我们在实验上观察到了最近预测的由超导涡旋和磁偶极子之间的相互作用引起的棘轮效应。此外,我们发现,这些磁纹理产生的涡旋-反涡旋图案,这有一个至关重要的作用,这个混合系统的输运性质。
2007-01-18 cond-mat.supr-con
Vortex-induced negative magnetoresistance and peak effect in narrow superconducting films
在Ginzburg-Landau模型的框架下,研究了宽度为w ~ 3-8 <$(T)(<$(T)是与温度有关的相干长度)的窄超导膜的输运性质。在没有体钉扎的情况下,其临界电流Ic非单调地依赖于垂直磁场H,并且在某些磁场处具有一个最小值(谷)和一个最大值(峰)。在电流I << Ic(H)时,由于通过边缘势垒的热激活涡旋跳跃,这种样品的有限磁阻R(H)也在几乎相同的磁场处显示出局部最大值(峰值)和最小值(谷值)。在较窄的薄膜中,由于没有涡流,这种效应不存在,而在较宽的薄膜中,由于涡流-涡流相互作用增加,这种效应较弱。由于涡旋数的离散变化,有限长度的膜在Ic(H)和R(H)中产生附加的周期性变化,这叠加在上述非单调依赖性上。所得到的结果与许多窄超导膜/桥上的实验直接相关,在这些实验中观察到Ic(H)和R(H)的非单调依赖性。
2013-07-11 cond-mat.supr-con
Flux Noise in MgB2 Thin Films
我们进行了磁通噪声和交流磁化率测量两个400 nm厚的MgB $_2$膜。这两种测量技术都提供了关于样品中涡旋动力学的信息,从而提供了超导转变的信息,并且可以通过波动耗散定理相互联系。这两种薄膜的转变宽度分别为0.3和0.8 K,并且在交流磁化率测量中转变显示出多台阶状行为。在通量噪声测量中,通过在转变中的每个步骤处谱密度的频率依赖性的变化,观察到相同的现象。结果进行了讨论和解释的涡流携带的任意分数的通量量子以及在不同的宏观区域的膜具有略有不同的组合物,因此,不同的临界温度。
2003-03-27 cond-mat.supr-con
Absence of cyclotron resonance in the anomalous metallic phase in InO$_x$
观察到许多无序度不太高的超导薄膜(一般为R $_N/\Box \leq 2000 Ω$)置于磁场中时,会出现反常的金属相,其电阻很低,但当温度降到零时,电阻仍然是有限的。在这里,我们报告在弱无序的非晶InO $_x$薄膜,这种“玻色金属”的金属相具有没有回旋共振,因此非德鲁德电动力学。它的微波动态电导率显示了整个异常区域中剩余的短程超导关联和强相位波动的特征。有限频率共振模式的缺乏可能与平行于超电流的涡流下游分量的消失以及这种异常金属出现的粒子-空穴对称性有关,这确立了其非费米液体特征。
2018-04-20 cond-mat.supr-con
Josephson-like behavior in YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ nano-bridges carrying the depairing current
我们研究了从50 nm厚的薄膜图案化的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$桥的零场临界超电流作为桥宽的函数,从2 $μ$ m到50 nm。临界电流密度随桥宽的减小而单调增加,即使桥宽小于珍珠长度。这种行为是占考虑电流拥挤效应之间的桥梁和较宽的电极的结。在我们的桥的几何形状的各种宽度的电流分布的数值计算的比较产生的(本地)临界电流密度在4.2 K的$1.3\times 10^8$ A/cm $^2$,金斯堡朗道退配对电流密度。在微波辐射下的电流-电压特性中观察到多达160个Shapiro样台阶证实了我们的纳米桥的原始特征,其横截面小至$50\times 50$ nm $^2$。
2013-01-23 cond-mat.supr-con
Current states in superconducting films: numerical results and approximations
本文给出了Aslamazov和Lempitskiy(AL)方程在Meissner态和涡旋态下无外磁场时超导薄膜中输运电流密度分布的数值解。该解决方案描述了一个宽的膜和一个窄的通道之间的政权的平滑过渡,使我们能够找到的临界电流和电流-电压特性在很宽的范围内的膜的宽度和温度。我们提出了简单的近似公式的电流密度分布和临界电流。
2014-02-06 cond-mat.supr-con
Absence of Superconductivity in Nd$_{0.8}$Sr$_{0.2}$NiO$_x$ Thin Films without Chemical Reduction
最近报道了在SrTiO_3衬底上沉积前驱体Nd_(0.8)Sr_(0.2)NiO_3薄膜,采用软化学拓扑还原法制备的Nd_(0.8)Sr_(0.2)NiO_2/SrTiO_3异质结构在9-15 K范围内的超导电性,引起了人们的研究兴趣。为了探索一种替代化学还原的物理途径来实现该化合物的超导电性,我们采用脉冲激光沉积法,在不同的氧化物衬底上,在宽氧分压范围内系统地制备了63 Nd 0.8Sr 0.2NiOx(NSNO)薄膜.在所有63个薄膜样品中,传输测量没有发现任何超导性的特征。随着通过降低沉积氧压来降低NSNO膜中的氧含量,NSNO膜变得更电阻并且最终变为绝缘的。此外,我们试图在150 mTorr的高氧压下沉积的Nd 0.8 Sr 0.2 NiO 3薄膜上覆盖20 nm厚的非晶LaAlO 3层,以在其表面上产生氧空位,并且在更高的电导率方面也没有成功。我们的实验结果与最近的报告,在合成的大块Nd0.8Sr0.2NiO2晶体的超导性的情况下表明,化学还原的方法可能是独特的NSNO/SrTiO 3异质结产生超导性。然而,SrTiO 3衬底也可以在化学还原过程中被还原以产生氧空位,这因此可以部分地有助于导电性。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Direct observation of intrinsic surface magnetic disorder in amorphous superconducting films
无序和相互作用之间的相互作用可以显著地影响薄膜超导体的物理性质。在最极端的情况下,当绝缘相出现时,强无序能够抑制超导性。由于磁无序对超导体的破坏势是已知的,因此研究的重点是非磁无序对超导体的影响。在这里,我们提供了直接的证据表明,磁无序也存在于非晶超导薄膜的表面。这种磁无序甚至在没有磁性杂质原子的情况下也存在,并且与表面终止本身密切相关。虽然大块超导性在足够厚的薄膜中生存,我们认为磁无序可能会对薄膜极限中的超导体到绝缘体的转变产生至关重要的影响。
2021-12-08 cond-mat.supr-con
Relationships between Superconductivity and Nematicity in FeSe$_{1-x}$Te$_x$ ($x=0-0.5$) Films Studied by Complex Conductivity Measurements
我们测量了FeSe $_{1-x}$ Te $_x$($x=0-0.5$)薄膜在超导态下的复电导率$σ$,结果表明,当超导有序消失时,超导转变温度$T_\textrm{c}$急剧增加.由于Fe(Se,Te)的磁穿透深度$λ$ $(>$ 400 nm)长于膜的典型厚度($\sim$ 100 nm),我们结合共面波导谐振器和腔微扰技术来评估$σ$的实部和虚部。薄膜的穿透深度和准粒子的散射时间与那些没有超导阶相比,表现出质的不同的温度依赖性,这表明超导阶影响的超导间隙结构。相反,观察到超流密度、$n_\textrm{s}$($\proptoλ^{-2}$)和$T_\textrm{c}$之间的比例关系,而与是否存在超流级无关。该结果表明,超流的量对Fe(Se,Te)的$T_\textrm{c}$的影响比超流有序的存在或不存在的影响更强。结合这些结果和用密度泛函理论计算的能带色散,我们认为与向列性相关的费米面的变化是影响Fe(Se,Te)中$T_\textrm{c}$和超导带隙结构变化的主要因素.
2021-05-23 cond-mat.supr-con
Absence of Quantum Metallic Behavior in Disordered Granular Superconductors
我们研究了菲利普斯等人提出的观点,无序颗粒超导(SC)薄膜中$T \to 0$极限的有限电阻率被解释为颗粒系统特有的相玻璃(PG)中不存在相刚度的结果。结果表明,非零PG序和普通SC涨落之间的耦合使电导率发散。然而,电阻率的实际下降被认为是由于另一个SC玻璃有序化,诱导的非零磁场中的涡旋玻璃化转变的非零PG波动,相应的。
2003-07-23 cond-mat.supr-con
Epitaxial Growth of NdFeAsO Thin Films by Molecular Beam Epitaxy
用分子束外延(MBE)方法在GaAs衬底上生长了NdFeAsO外延薄膜。包括氧在内的所有元素都是使用Knudsen电池从固体来源提供的。用最佳生长条件制备的薄膜的X射线衍射图显示没有杂质相的迹象。只有(00l)峰被观察到,表明NdFeAsO以c轴垂直于衬底生长。最佳生长条件的窗口很窄,但NdFeAsO相的生长具有很好的再现性。尽管没有任何明显的第二相,电阻率表现出随温度降低而增加。
2009-07-17 cond-mat.supr-con
Jc Scaling and Anisotropies in Co-doped Ba-122 thin films
我们已经成功地生长了外延,超导薄膜的Ba(Fe 1-xCox)2As 2(Ba-122)与x ~ 0.1。的薄膜生长没有可观察到的相关缺陷平行于c轴,证实了TEM。这也反映在Jc(θ)中没有caxis峰。与YBa_2Cu_3O_(7-d)或Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_(10-d)等铜氧化物高温超导体相比,磷属元素化物的Jc(θ)和上临界场Hc_2表现出较低的各向异性。Ba-122是一种多带超导体,具有与温度相关的电子质量各向异性。
2010-12-07 cond-mat.supr-con
Systematic Comparison of Eight Substrates in the Growth of FeSe$_{0.5}$Te$_{0.5}$ Superconducting Thin Films
本文研究了在八种不同衬底上生长的FeSe $_{0.5}$ Te $_{0.5}$薄膜的晶体结构和超导性质。超导性与晶格失配无关,而是与面内取向程度和晶格参数比$c/a$相关。在MgO和LaAlOPDMATHABMO($T_\mathrm{c}^\mathrm{zero}$为9.5 K)上的薄膜中观察到最好的超导性能。TEM观察表明,在衬底表面的非晶类层的存在或不存在起着关键作用,在确定的结构和超导性能的生长薄膜。
2010-03-17 cond-mat.supr-con
Current dependence of the 'red' boundary of superconducting single photon detectors in the modified hot spot model
得到了载流超导薄膜中出现电阻态的几率约为1的阈值电流与吸收光子能量之间的关系。在我们的计算中,我们使用修改后的热点模型,它假设不同的抑制强度的超导序参量参数在有限区域的薄膜周围的地方,光子被吸收。为了找到阈值电流,我们求解超导序参量的Ginzburg-Landau方程,该方程自动包含电流连续性方程,并且它允许我们考虑热点附近的电流重新分布对超导态稳定性的反向影响。我们发现定量协议与最近的实验中,我们使用单一的拟合参数,它描述了什么部分的光子的能量去局部破坏的薄膜中的超导性。
2014-08-15 cond-mat.supr-con
Universal scaling of the critical temperature for thin films near the superconducting-to-insulating transition
超导薄膜形成了一个独特的平台,几何限制,强相互作用的电子。它们允许无序和超导性之间的内在竞争,这反过来又使有趣的超导体到绝缘体的转变成为可能,并被认为有助于理解高Tc超导性。此外,理解薄膜超导性在技术上是必不可少的,例如对于光电探测器和量子计算机。因此,在临界温度($T_c$)、薄膜厚度($d$)和薄层电阻($R_s$)之间缺乏一个已建立的普遍关系,这阻碍了我们对超导性的开始的理解和超导器件的发展。我们报道了在薄膜中,超导性的尺度为$d^.$ $T_c(R_s)$。我们通过分析过去46年来发表的不同材料的数据来证明这种缩放(并促进了该数据库的进一步分析)。此外,我们通过实验证实了NbN薄膜的尺度效应,用幂律对其进行了量化,探索了其可能的起源,并证明了其对超导薄膜器件的有用性。
2014-09-16 cond-mat.supr-con
Current distribution across type II superconducting films: a new vortex-free critical state
迈斯纳态中载流矩形薄膜厚度上的电流分布是很久以前由伦敦兄弟建立的。宽度上的分布更复杂,但后来被证明是高度不均匀的,在边缘发散。因此,II型超导体的标准观点是涡旋从边缘进入,随着电流的增加,涡旋被向内驱动,直到它们在中心自我湮灭,导致耗散。假定该条件定义临界电流。然而,我们已经表明,在自场(无外场)下,输运临界电流是伦敦表面电流,其中表面电流密度等于临界场除以λ,跨越整个宽度。因此,临界电流分布必须是均匀的。在这里,我们报告的商业YBa 2Cu 3 O 7导体的电流和场分布的研究,并确认在低电流接受的非均匀分布,但表现出激进的交叉在临界电流的均匀分布。这种交叉在奇点处不连续地结束,并且计算详细地定量地证实了这些结果。出乎意料的是,自场耗散的开始是热力学性质的,并且隐含的无涡旋临界状态似乎需要新的物理学。
2018-11-29 cond-mat.supr-con
Absence of superconductivity in bulk Nd$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$
最近在无限层镍酸盐(Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$薄膜)中发现了9 - 15 K的超导电性,引起了人们极大的关注。由于NdNiO $_2$中的$Ni^{1+}$离子态可能具有与铜酸盐类似的$3d^9$外层电子轨道,因此,我们很想知道,在这里发现的超导性是否具有与铜酸盐类似的机制。采用三步法成功地合成了Nd $_{1-x}$ Sr $_x$ NiO $_2$(x=0,0.2,0.4)体样品。X射线衍射分析表明,所有样品主要含有112的无限层状相,并含有一定量的偏聚Ni。SEM图像和EDS成分分析也很好地证明了这一点。Sr掺杂样品的电阻测量显示出绝缘行为,而不存在超导性。在强磁场下磁矩的温度依赖性表现出居里-外斯定律特征,顺磁矩约为2 $μ_B$ /f. u.。通过对Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$施加高达50.2 GPa的压力,我们发现在常压下的强绝缘行为被显著抑制,但也没有观察到超导电性。由于从我们的XRD数据导出的晶格常数是非常接近的那些报告的超导薄膜,我们认为,在报告的薄膜中的超导性可能不是源于预期的Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$,但产生于界面或应力效应。
2019-11-15 cond-mat.supr-con
Vortex matching effect in engineered thin films of NbN
我们报道了在NbN薄膜上制备的反点阵阵列中的强涡旋匹配效应。场扫描方向之间几乎不存在滞后表明在主体薄膜中的残余钉扎可忽略不计。由于NbN薄膜($ξ< 5 nm$)的相干长度非常小,观察表明,在适当的制造结构中,在真正的纳米长度尺度上探测涡旋物理的可能性。
2009-06-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
An analytical approach to the thermal instability of superconducting films under high current densities
利用三维热方程的格林函数,我们对在没有外加磁场的情况下,电流大于其临界电流的超导薄膜的热行为进行了分析。我们的模型假设均匀的薄膜和电流密度,除了热系数采用参数拟合实验电场-电流密度特性在恒定的浴温。我们推导出一个易于处理的动态方程的实际温度的膜的超临界电流密度J^ \ast(最低的电流密度诱导过渡到正常状态),和一个热稳定性标准,允许预测J^ \ast。对于两种典型的YBCO薄膜,J^ \ast的预测与观测结果的一致性在5%以内。这些发现有力地支持了这样的假设,即电流引起的热不稳定性通常是在高电流密度下超导性崩溃的起源,至少在离Tc不远的温度下。
2012-02-14 cond-mat.supr-con
Critical Current Density and Resistivity of MgB2 Films
许多块状和薄膜样品的MgB 2的高电阻率是最容易解释的建议,只有一小部分的样品的横截面积是有效地携带电流。因此,在这样的样品中的超电流(Jc)将受到相同的面积因子的限制,所述面积因子例如由孔隙率或由存在于晶界处的绝缘氧化物引起。我们认为,视电阻率在300 ~ 50 K之间的变化应存在一个关系式:Jc ~ 1/{Rho(300 K)- Rho(50 K)}。我们报告测量的Rho(T)和Jc的混合物理化学气相沉积证明这种相关性,虽然“减少有效面积”的论点是不够的。我们建议,这一论点也可以适用于许多多晶块状和线样品的MgB 2。
2003-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The effects of superconductor-stabilizer interfacial resistance on quench of current-carrying coated conductor
我们提出了一个模型的数值分析结果的正常区传播涂层导体。主要强调的是超导薄膜和稳定器之间的接触电阻增加的正常区传播的速度,正常区内的最大温升,和稳定裕度的影响。我们发现,随着接触电阻的增加,正常区传播的速度增加,正常区内的最高温度降低,稳定裕度缩小。这可以对涂覆导体的失超保护质量具有总体有益的影响。我们还简要地讨论了孤子的传播和沿导线的温度调制的发展。
2009-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of Underlayer Induced Charge Carrier Substitution on the Superconductivity of Ti40V60 Alloy Thin Films
Raja Ramanna Center for Advanced Technology(拉贾·拉曼纳高级技术中心);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
研究了底层诱导的电荷载流子替代对Ti40V60合金薄膜超导性质的影响,发现载流子浓度增加导致临界温度降低,Si底层虽引入最大杂乱但产生最高临界温度,表明适度杂乱抑制自旋波动从而增强超导性。
2026-01-09 cond-mat.supr-con
Tuning current flow in superconducting thin film strips by control wires. Applications to single photon detectors and diodes
Old Dominion University(老道明大学)
通过控制线调节超导条带中超流密度分布,缓解边缘电流拥挤,用于开发更宽的单光子探测器和超导二极管
2026-04-30 cond-mat.supr-con
Ultra-high critical current densities of superconducting YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ thin films in the overdoped state
研究了YBCO薄膜从欠掺杂到过掺杂态的氧掺杂,发现过掺杂下临界电流密度随载流子密度持续增加,在量子临界点达极高值,为提升REBCO涂层导体的载流能力提供了新途径。
2020-09-07 cond-mat.supr-con
Impact of the Meissner effect on magnetic micro traps for neutral atoms near superconducting thin films
我们从理论上计算了超导薄膜附近磁场引起的磁势变化。以一个三线结构的原子芯片为例,在超导态和正常导电态下进行了数值模拟。利用基于伦敦理论的能量最小化程序计算了超导导线内的非均匀电流密度。迈斯纳效应在离超导表面很短的距离处引起陷阱位置和振荡频率的变化。超导导线产生的微陷阱比普通导线浅得多。本文的结果表明,在设计和实施超导表面附近磁囚禁中性原子的实验时,考虑迈斯纳效应的重要性。
2008-08-21 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Microscopic equivalence of the vortex-entry current and the depairing current in a superconducting thin-film strip
High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构);The Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)(高级研究院)
研究超导薄膜条中涡旋进入电流与去配对电流,通过脏极限乌萨德尔理论的固定电流吉布斯泛函从微观角度重新审视问题,对零外场下理想均匀薄膜条带研究其无涡旋态稳定性,发现势垒消失电流与去配对电流精确重合。
2026-07-27 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Absence of the Transition into Abrikosov Vortex State of Two-Dimensional Type-II Superconductor with Weak Pinning
实验研究了弱钉扎非晶NbO_{x}薄膜在第二临界场H_{c2}以上和以下的电阻特性。与具有弱钉扎的体II型超导体相反,在H_{c4}处观察到在向Abrikosov态转变时电阻性质的急剧变化,比H_{c2}低一些百分比(V. A. Marchenko和A. V. Nikulov,1981),在具有弱钉扎的薄膜中,直到非常低的磁场,H_{c4} < 0.006 H_{c2},都没有观察到电阻性质的定性变化。在这些膜中观察到的电阻率的平滑依赖性可以通过在H_{c2}之上和之下的次导电性理论来描述。这意味着在弱钉扎的二维超导体中,没有相位相干性的涨落超导态仍然略低于H_{c2}。三维和二维超导体中H_{c4} / H_{c2}值的差异,即转变到Abrikosov态的位置,符合Maki-Takayama 1971年的结果,根据该结果,Abrikosov 1957年的解仅对有限维超导体有效。由于涨落的存在,在平均场近似下得到的解在低于实尺寸超导体的H_{c2}和远低于实尺寸薄膜的H_{c2}的较窄区域内是无效的。没有相位相干的超导态不应等同于虚构的涡旋液体,因为涡旋作为具有相位相干的超导态中的奇点,在没有相位相干的情况下是不可能存在的。
2002-02-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Self induced Hall Effect in current carrying bar
该研究针对三维载流导体的自感生霍尔效应,分析低温下载流子黏度导致的非均匀电流及抗磁电流转变,计算了不同条件下的超导阈值,探究了尺寸与磁场驱动的正常金属-超导转变。
2023-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Absence of a Finite-Temperature Melting Transition in the Classical Two-Dimensional One-Component Plasma
薄膜超导体中的涡旋常被模拟为通过排斥对数势相互作用的粒子质点系。论证表明,这种粒子的假设(Abrikosov)结晶状态是不稳定的,在任何有限的温度对增殖的屏蔽向错。晶体有序的相关长度被预测为$\sqrt{1/T}$的温度$T$降低到零,在很好的协议与我们的模拟这个二维系统。
1998-12-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Quenching current by flux-flow instability in iron-chalcogenides thin films
抗失超的稳定性是超导材料中要追求的主要问题之一,超导材料应该能够在非常高的电流密度水平下工作。在这里,我们专注于临界电流$I_c$和淬火电流$I^*$之间的连接与所谓的磁通流不稳定性现象,它设置为从磁通流状态到正常状态的突然转变。为此,我们分析了三种铁基薄膜在不同温度和外加磁场下的电流-电压特性。对于这些样品,我们讨论了内在的电子机制和外在的热效应的淬火电流依赖于所施加的磁场的可能共存的影响。淬火电流和临界电流之间的差异也报道在占主导地位的内在机制的情况下。通过与高温铜氧化物超导体的比较,提出了在最高工作温度、较高的上临界场和大电流偏置下的稳定性之间最佳折衷的材料。
2017-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spontaneous vortex formation on a superconductor film
我们进行了数值模拟,调查自发涡旋形成的超导薄膜的温度淬火过程中从正常的超导相在没有外部磁场。我们的研究结果大致同意与定量预测的磁通捕获的情况下:在快速淬火的协议几乎是完美的,但似乎有一些差异,在较慢的。特别是,我们的模拟证明了电磁场在这种现象中发挥的关键作用,使其与超流体中的涡旋形成非常不同。除了超导体实验之外,我们的发现还为早期宇宙中可能形成的宇宙缺陷提供了更多的线索。
2004-09-08 astro-ph cond-mat.supr-con hep-lat
Tuning the ground state of cuprate high-critical-temperature superconducting thin films by nanofaceted substrates
本文通过分析超薄YBCO薄膜实验数据,结合AFM表征,提出微观模型解释不同衬底诱导的向列性差异及其对输运性质的影响。
2023-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con