Single Phase Slip Limited Switching Current in 1-Dimensional Superconducting Al Nanowires
当电流上升时，铝纳米线会从超导状态切换到正常状态。上升扫描平均的开关电流（I_s）近似地跟随失稳临界电流（I_c），但低于失稳临界电流（I_c）。I_s的波动表现出三个不同的行为区域，并且在温度上是非单调的：远低于临界温度T_c的饱和，在中间温度下随T^{2/3}增加，以及在接近T_c时迅速下降。热耗散分析表明，一个单一的相位滑移是能够触发开关在低和中温，其中的T^{2/3}依赖性产生的热激活的相位滑移，而在低温下的饱和提供了惊人的证据，相滑移的宏观量子隧穿。
2011-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On the probability of quantum phase slips in superconducting nanowires
本文讨论了量子涨落驱动下超导导线中超电流的衰减机制。我们认为，动量守恒强烈抑制了这种衰变的概率，并估计了两个衰变通道的速率：由于无序引起的凝聚体的潜在散射和由于正常分量的存在引起的等离子体模的衰减，即，欧姆损耗。我们发现，虽然这两种机制产生非零衰减率，它们的值太小，提供任何实质性的贡献的电阻率的电线。然而，与后一种机制相关的速率要大得多，并且在适当的条件下，耗散可能导致量子相变的明显增强。
2012-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strong kinetic-inductance Kerr nonlinearity with titanium nitride nanowires
无序超导薄膜如氮化钛（TiN）在单光子水平上表现出大的动力学电感（KI）、高的临界温度和大的品质因数。KI非线性可以被利用作为约瑟夫森结的替代物，用于创建具有在更高频率和升高的温度下操作的潜力的新型非线性量子器件。我们研究了一种放大KI非线性的方法，通过用小体积的$V \simeq 10^{-4}\text{um}^3$来限制纳米线中共振电磁模式的电流密度。利用这一概念，我们实现了微波频率克尔腔的最大克尔位移每光子的$K/2π= 123.5 \pm 3$ kHz和报告的非线性线宽比$K/γ= 21\%$。通过改进设计，我们的器件有望接近毫米波光谱中的强量子非线性机制。
2022-07-30 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Tunneling of the Order Parameter in Superconducting Nanowires
超导序参量的量子隧穿引起相位滑移过程，该相位滑移过程在足够低的温度下控制超薄超导导线的电阻。如果量子相位滑移率很高，超导性完全被量子涨落破坏，导线电阻永远不会降低到正常状态值以下。我们提出了一个详细的微观理论的量子相位滑移均匀超导纳米线。我们的注意力集中在相对较短的电线，我们评估的量子隧穿率的相位滑移，准经典指数和指前因子。在非常薄和脏的金属线的效果被证明是清楚地观察到，即使在$T \to 0$。我们的结果与最近的实验结果完全一致[A. Bezryadin，C.N. Lau和M. Tinkham，Nature { \bf 404}，971（2000）]，其提供了量子相位滑移效应的直接证据。
2000-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum phase slip phenomenon in superconducting nanowires with low-Ohmic environment
在最近的一些实验中，已经证明，在超窄超导沟道中，序参量的量子涨落，或者称为量子相位滑移，是低于临界温度的有限电阻的原因。这些实验和描述准一维超导体中量子涨落的模型之间的可接受的协议已经建立。然而，当这些波动是相对罕见的事件时，相位滑移的概念是合理的，这意味着系统的有效电阻应该比正常状态等效值小得多。本文研究了现有模型不适用的强量子涨落的极限。在超薄钛纳米线的特定情况下，它表明，低于预期的临界温度的电阻并没有表现出任何趋势，即使在可忽略不计的小测量电流的超导体零电阻率状态的常规。小磁场的应用导致不寻常的负磁阻，这在较低的温度下变得更加明显。负磁阻效应的起源尚不清楚。
2012-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Emergence of Quantum Phase-Slip Behaviour in Superconducting NbN Nanowires: DC Electrical Transport and Fabrication Technologies
经历量子相位滑移的超导纳米线在电子设备中具有潜在的影响力，高精度量子电流标准是一种可能的新型组件工具箱。开发这种技术的一个关键因素是了解进行相干量子相移的超导纳米线的要求并控制其生产。我们提出了三种制造技术，基于使用电子束光刻或氖聚焦离子束光刻，用于定义窄超导纳米线，并已使用这些来创建宽度在20-250 nm范围内的氮化铌纳米线。我们目前的表征的纳米线使用直流电传输温度下至300 mK。我们证明了一系列不同的行为可以在不同的纳米线，包括散装超导性质与临界电流的功能，观察相滑移中心和观察零电导低于临界电压，相干量子相滑移的特性。我们观察到的临界电压高达5 mV，比迄今为止的其他报告大一个数量级。不同纳米线中量子相位滑移效应的不同突出性可以理解为是由量子涨落的不同重要性引起的。纳米线性质的控制将为常规制造用于技术应用的相干量子相位滑移纳米线器件铺平道路。
2018-06-20 cond-mat.supr-con
Quantum mechanics of superconducting nanowires
在连接到体超导引线的短超导纳米线中，量子相位滑移表现为线性（与非线性）相互作用的电荷系统。这个系统映射到周期势场中粒子的量子力学。我们表明，虽然具有高密度的相位滑移的状态是不是一个真正的绝缘体（的后果约瑟夫森隧道之间的铅），为一系列的参数，它的行为是这样的不可观测的小温度。我们还表明，量子相位滑移产生多个分支（带）的能量-电流关系和带间（“激子”）模式。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Full counting statistics of quantum phase slips
我们建立了一个描述超导纳米线中量子相位滑移（QPS）产生的电压涨落的完全统计的微观理论。我们评估的累积量生成函数，并证明，散粒噪声的电压以及第三和所有更高的电压累积量不同于零，只是由于QPS的存在。在零频率极限下，超导纳米线中的电压波动可以用泊松统计来描述，就像其他一些隧道问题一样。然而，在非零频率超导纳米线的量子电压波动变得更加复杂，不再占泊松统计。在短超导纳米线的情况下，我们明确评估所有有限频率的电压累积量，并建立这些累积量和我们的系统的电流-电压特性之间的非平凡的关系。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductor-insulator transition in nanowires and nanowire arrays
超导纳米线是约瑟夫森结的双重元件，量子相位滑移过程取代了库珀对的隧穿。当量子相位滑移幅度ES远小于感应能量EL时，纳米线作为超导电感器响应。当电感性能量很小时，响应是电容性的。交叉在低温下作为ES/EL的函数进行了讨论，并与早期的实验结果进行了比较。对于一维和二维阵列的纳米线量子相变预计作为ES/EL的函数。它们可以通过均匀的磁阻挫来调谐。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical proposal for dual transformation between the Josephson effect and quantum phase slip in single junction systems and nanowires
设计了一种在量子场论中构造广义对偶场论的方法。作为一个简单的例子，使用这种方法，我们研究了相干量子相位滑移和约瑟夫森效应在单结系统和纳米线之间的对偶性。在Villain近似下证明了该方法的可靠性。
2019-06-18 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
Condition of the occurrence of phase slip centers in superconducting nanowires under applied current or voltage
在恒电流和恒电压两种不同的实验条件下，对超导铅纳米线中的相位滑移过程进行了实验研究。在这些实验的基础上，我们建立了一个简单的模型，给出了准一维导线中出现相位滑移中心的条件。结果表明，两个弛豫时间（序参量$τ_{|ψ|}$绝对值的弛豫时间和序参量相位在相位滑移中心$τ_ϕ$的弛豫时间）之间的竞争决定了相位滑移过程。只有当相位梯度比相位滑移中心中的序参量值增长得更快时，或者等价地，如果$τ_ϕ<τ_{|ψ|}$，作为序参量时间上的周期振荡的相位滑移现象才是可能的。
2003-09-30 cond-mat.supr-con
High critical-current density and scaling of phase-slip processes in YBaCuO nanowires
YBaCuO纳米线可重复地制造到50 nm的宽度。在YBCO上的Au/Ti帽层在单根纳米线中产生了高达80 K以上的温度的高电性能。在T = 4.2 K和10 MA/cm 2在77 K的临界电流密度达到几十MA/cm 2，在高磁场中生存。通过选择纳米通道的尺寸和施加的外部磁场的强度来调谐相位滑移过程。数据表明，YBCO纳米线是相当有吸引力的系统，用于制造高效的传感器，支持未来的太赫兹器件的概念。
2012-01-09 cond-mat.supr-con
Experimental evidence for hotspot and phase-slip mechanisms of voltage switching in ultra-thin YBa2Cu3O7-x nanowires
我们制备了具有高临界电流密度的超薄YBa_2Cu_3O_（7-x）纳米线，并研究了其在4.2 - 90 K温度范围内的电压开关行为。我们的实验数据与理论模型的比较表明，取决于温度和纳米线截面，电压开关起源于两种不同的机制：热点辅助抑制的边缘势垒的传输电流和相滑移线的出现在纳米线。我们观察到的热点辅助电压开关是在良好的定量协议的基础上的Aslamazov-Larkin模型的预测在一个宽的超导桥的边缘障碍。
2018-07-18 cond-mat.supr-con
Energy-level quantization in YBa2Cu3O7-x phase-slip nanowires
超导量子线路的发展已经取得了重大进展，然而量子技术迫切需要在更高温度下具有更长退相干时间的新量子器件。具有量子相位滑移的超导纳米线是用于基于量子原理操作的新型器件的有希望的候选者。在这里，我们展示了超薄YBa 2Cu 3 O 7-x纳米线的相位滑移动力学和研究其开关电流统计在20 K以下的温度。我们应用约瑟夫森结的理论模型，并表明我们的研究结果提供了有力的证据，纳米线的能级量子化。到量子区的交叉温度为12-13 K，而在5.4 K时激发态的寿命超过20 ms。这两个值都比基于低温超导体的传统约瑟夫森结中的值高至少一个数量级。我们还展示了单光子的吸收如何改变纳米线的相位滑移和量子态，这对于开发具有高工作温度和优越的时间分辨率的单光子探测器非常重要。我们的发现为新型超导纳米线器件的量子传感和计算铺平了道路。
2019-04-11 cond-mat.supr-con
Quantum phase slips in superconducting Nb nanowire networks deposited on self-assembled Si templates
采用坚固的多孔硅衬底来产生超导铌铌纳米线的互连网络。扫描电子显微镜分析进行了研究的样品，这构成的多晶单丝的晶粒尺寸约为10 nm的形貌。样品在低于临界温度的宽温度范围内表现出非零电阻，这是相滑移过程的指纹。描述超导序参量的热涨落和量子涨落的模型再现了输运数据。
2012-10-12 cond-mat.supr-con
Quantitative analysis of quantum phase slips in superconducting MoGe nanowires revealed by switching-current statistics
我们测量量子和热相位滑移率使用的标准偏差的开关电流在超导纳米线在高偏置电流。我们严格的定量分析提供了坚实的证据，量子相位滑移（QPS）在均匀的纳米线的存在。我们观察到，随着温度降低，热波动冻结在特征交叉温度Tq，低于该温度，开关电流的色散饱和到一个恒定值，表明QPS的存在。交叉温度Tq与临界温度Tc成线性关系，这与宏观量子隧穿理论相一致。我们可以通过施加校准的电压脉冲将线从初始的非晶相原位转换为单晶相。这种技术使我们能够直接探测线电阻、临界温度和形貌对热和量子相位滑移的影响。
2012-07-21 cond-mat.supr-con
The quantum phase slip phenomenon in superconducting nanowires with high-impedance environment
量子相位滑移（QPS）是电流偏置准一维超导体序参量量子涨落的特殊表现。QPS事件可以被认为是通过包含静态空间和时间弱连接的常规约瑟夫森结的隧穿的动态等效物。在低温T<<Tc下，QPS效应导致窄超导沟道的有限电阻率，并抑制微小纳米环中的持续电流。本文证明了相位的量子隧穿可能导致库仑阻塞：超导纳米线在高欧姆环境中，在一定的偏压下表现为绝缘体。
2016-02-25 cond-mat.supr-con
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
Inherent stochasticity of superconductive-resistive switching in nanowires
超导纳米线中的电流-电压特性的滞后反映了潜在的双稳态。当电流反复上升时，状态从电阻状态切换到电阻状态，在低于平衡临界电流的随机电流值下这样做。一个单一的相位滑移事件沿着导线的某处-在此期间，序参数波动到零-诱导这样的开关，通过局部加热它引起的？我们解决这个问题和相关问题，通过构建一个随机模型的时间演变的温度在纳米线的两端保持在一个固定的温度。该模型表明，虽然在一般情况下，几个相位滑移事件是必要的，以诱导切换，确实有一个温度和电流范围内的一个单一的事件是足够的。它还表明，开关电流的统计分布最初加宽，随着温度的降低。只有在较低的温度下，这种分布才显示出由热激活的相位滑移组成的电阻波动天真地预期的冷却变窄。
2007-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stochastic dynamics of phase-slip trains and superconductive-resistive switching in current-biased nanowires
碳纳米管模板法制备的超导纳米线可用于实现和研究准一维超导体。然而，这些纳米线的线性电阻的测量在确定量子和热的相滑移波动的低温行为方面一直是不确定的。因此，我们的动机是研究电流偏置纳米线的非线性电流-电压特性和超导电阻开关的随机动力学，作为探测相位滑移事件的一种方式。特别是，我们解决的问题：可以一个单一的相位滑移事件发生在某处沿电线-在此期间，序参数波动为零-诱导开关，通过局部加热它的原因？我们探索这一点和相关的问题，通过构建一个随机模型的时间演变的温度在纳米线的两端保持在一个固定的温度。我们推导出相应的主方程作为工具，用于评估和分析在给定的电流值的平均开关时间。该模型表明，虽然在一般情况下，几个相位滑移事件是必要的，以诱导开关通过热失控，确实有一个制度的温度和电流中，一个单一的事件是足够的。我们进行了详细的比较的结果与实验测量的开关电流的分布的模型，并提供了一个解释的反直观的加宽的分布宽度，观察到的温度降低。此外，我们确定了一个制度，在该制度中的实验是探测个人的相位滑移事件，从而提供了一种方法，探索纳米级量子隧穿的超导序参量的物理。
2009-04-28 cond-mat.supr-con
Quantum suppression of superconductivity in ultrathin nanowires
我们报道了用超导非晶MoGe合金包覆碳纳米管制备的纳米线的测量结果。我们发现，纳米线可以超导或绝缘取决于它们的正常状态电阻$R_{N}$相比，$R_{q}=h/(2e)^{2}$-量子电阻库珀对。如果是$R_{N}< R_{q}$，由于强阻尼，量子相位滑移（QPS）的隧穿被禁止，因此导线保持超导。绝缘状态，观察到如果$R_{N}> R_{q}$，解释的量子相位滑移和相应的本地化的库珀对的增殖。观察到的超导体-绝缘体转变类似于在$R_{N}= R_{q}$的约瑟夫森结中发生的耗散相变（Penttila等人，物理修订信函第82卷，第1004页，1999年）
2000-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum phase slip interference device based on superconducting nanowire
我们提出了一个类似晶体管的电路，它包括两个串联的窄超导纳米线段，其中一个较宽的段与一个电容耦合的栅极连接。该电路由非晶NbSi膜制成，并嵌入在片上Cr微电阻网络中，以确保足够高的外部电磁阻抗。假设量子相位滑移（QPS）的虚拟制度在两个狭窄的部分的线，导致量子干涉的电压在这些段，这个电路是双重的直流SQUID。我们的样品表现出明显的库仑阻塞电压（模拟SQUID的临界电流）和静电门（模拟SQUID中的通量调制）对这种阻塞的周期性调制。讨论了这种QPS晶体管的模型。
2011-10-31 cond-mat.supr-con
Gate-driven Switching Dynamics in a Fully Suspended Superconducting Nanowire
Leiden University（莱顿大学）；Istituto Nanoscienze-CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会超导、创新材料与器件研究所）
通过全悬浮超导纳米线排除泄漏通道，发现栅极电压可指数级增强相滑移逃逸率（跨六个数量级），且极性反转时不对称，揭示静电与相滑移的复杂作用。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stabilizing Superconductivity in Nanowires by Coupling to Dissipative Environments
我们提出了一个理论的有限长超导纳米线耦合到一个环境。我们表明，在没有耗散量子相位滑移总是破坏超导性，即使在零温度。耗散使超导相稳定。我们应用这一理论来解释田等人最近看到的“反邻近效应”。在锌纳米线中。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave Enhancement of Phase Slip Rate in Quasi One-Dimensional Superconducting Nanowires
我们研究了暴露于频率在100 MHz和15 GHz之间的微波辐射的长度~ 100 nm的短超导纳米线的电流-电压（V-I）特性。辐射引起导线的平均开关电流的减小。假设Little的相位滑移和实验观察到的开关事件之间存在一一对应关系，则对开关电流的这种抑制进行建模。在某一临界辐射功率P* 处，耗散动态超导态作为V-I曲线上的额外阶跃出现。它被识别为相位滑移中心（PSC）。从超导态到正常态和超导态到PSC态的转换电流和标准偏差的关系可以看出，这两种类型的开关事件都是由同一微观事件触发的，即一个Little相位滑移。我们表明，Skocpol-Beasely-Tinkham模型是不适用于我们的微波驱动的相位滑移中心，因为它会导致一个非物理的小估计值的PSC的耗散核心的大小。通过分析在足够低的温度下的开关电流分布，我们还提出了证据，量子相位滑移在微波下的开关事件中发挥作用。
2011-04-25 cond-mat.supr-con
Formation of Quantum Phase Slip Pairs in Superconducting Nanowires
宏观量子隧穿（MQT）是量子力学中的一个基本现象，与量子到经典跃迁的争论密切相关。实现MQT的能力影响基于量子位的量子计算方案的实现及其对退相干的保护。量子比特中的退相干可以通过拓扑保护来减少，例如通过利用各种奇偶效应。特别是，成对的相位滑移可以为超导量子比特提供这种保护。在这里，我们报告的直接观察到的量子成对相位滑移细线超导回路。我们发现，除了传统的单相滑移改变超导序参量相位$2π$，有量子跃迁改变相位$4π$。量子成对相位滑移表示两个宏观量子隧穿事件的同步发生，即共隧穿。我们证明了存在一个显着的制度，其中成对的相位滑移是指数更可能比单一的。
2015-05-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Decay of near-critical currents in superconducting nanowires
我们考虑在一个离散的一维超导体（超导链接连接的节点链）通过相位滑移超导电流的衰减，旨在解释实验观察到的功率3/2缩放的激活势垒在纳米线电流接近临界。我们发现，在这个离散的模型中，功率-3/2缩放举行的长和短的电线，即使在散装超导导线的存在下，尽管在两端的热波动的抑制。我们还考虑了通过隧穿（量子相位滑移）的衰变，这在低温下变得很重要。我们找到数值相关的欧几里德解决方案（周期瞬子），并确定附近的临界电流的隧穿指数的缩放。标度律为幂-5/4，不同于热活化指数。
2017-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
NbSi nanowire quantum-phase-slip circuits: dc supercurrent blockade, microwave measurements and thermal analysis
我们提出了一个详细的报告，微波辐射的超窄超导纳米线。在我们的nanofabricated电路含有超导NbSi纳米线，直流阻塞的电流在低温下观察到低于临界电压Vc，量子相位滑移（QPS）在纳米线的存在的一个强有力的指标。我们描述的结果，应用微波这些样品，使用一系列的频率和连续波和脉冲驱动，为了寻找双夏皮罗步骤，这将构成一个明确的演示量子相位滑移。我们没有观察到台阶，我们随后的热分析表明，串联CrO电阻器中的电子温度明显高于衬底温度，从而产生足够的约翰逊噪声来消除台阶。为了了解系统和通知未来的工作，我们已经构建了一个数字模型的动态电路的直流和交流偏置（连续波和脉冲驱动信号）在约翰逊噪声的存在。使用这个模型，我们概述了重要的设计考虑的设备和测量参数，应在任何未来的实验中使用，使双夏皮罗步骤在实验上可访问的温度下观察，从而导致发展的基于量子点的量子电流标准。
2013-04-29 cond-mat.supr-con
Maximizing switching current of superconductor nanowires via improved impedance matching
由相位滑移触发的临时电阻将导致超导纳米线切换到永久正常状态，降低了切换电流。在这封信中，我们提出了一种改进的阻抗匹配电路，通过偏置T型的RF端口将相位滑移触发的过渡释放到负载电阻。不同负载电阻下的输运特性表明，阻抗失配引起的反射使开关电流减小，优化的阻抗匹配使开关电流最大。与没有阻抗匹配电路的相同设置相比，在释放由相位滑移触发的暂时转变之后，氮化铌纳米线中的开关电流从8.0微安增加到12.2微安。具有阻抗匹配的泄漏过程输出电压脉冲，使用户能够直接记录相位滑移触发的转换。最大化开关电流的技术在超导器件中具有潜在的实际应用，而相位滑移计数技术可以用于探索相位滑移的量子行为。
2016-12-10 cond-mat.supr-con quant-ph
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
Controllable tunnelling of single flux-quanta mediated by quantum phase-slip in disordered superconducting loops
量子相位滑移（QPS）是众所周知的约瑟夫森效应的精确对偶。虽然有许多关于量子点敏感器件应用的建议，但开发这些器件的实验工作仍处于相对早期的阶段。利用QPS纳米线用于有用技术的重大障碍仍然存在，例如建立稳健的纳米线制造方法，允许耦合到低损耗电路，并证明用实验者控制的外部偏压控制QPS过程。在这里，我们报告的实验表明，这两个障碍都已被克服。我们目前的测量在300 mK的NbN共面波导（CPW）谐振器嵌入纳米线制造使用氖聚焦离子束。内部品质因数超过了$2\times10^{4}$ --明显高于以前在可比实验中报道的。谐振器的频率调谐周期性地与施加的磁场，揭示隧道的序参量，总是发生在半整数值的所施加的通量。与以前的研究相比，单量子点，序参数隧穿被证明是绝热的，表明改善控制能量耗散在纳米线量子点电路。我们的研究结果突出了一个有前途的途径，实现低损耗的基于锗的QPS设备。
2023-01-11 cond-mat.supr-con
Superconducting MoSi nanowires
我们制备了无序的硅化铼超导纳米线。首先在硅的顶部沉积一个铱纳米线，然后通过快速热退火形成合金。该方法允许调节晶体生长以优化，例如，该合金的电阻率在量子相位滑动装置和超导纳米线单光子探测器中具有潜在应用。这些导线的有效直径为42至79 nm，能够观察到从传统超导性到受热和量子波动影响的制度的交叉。在最小直径的导线和温度远低于超导临界温度，我们观察到的剩余电阻和负磁阻，这可以被认为是量子相位滑移的指纹。
2017-10-13 cond-mat.supr-con
Electrostatic control of phase slips in Ti Josephson nanotransistors
研究约瑟夫森结的开关电流概率分布是获得作为温度函数的相位滑移动力学信息的常规工具。在这里，我们采用这种成熟的技术来探测外部静态电场的影响，发生在门控全金属钛（Ti）约瑟夫森弱链接的相位滑移。我们表明，在20 mK和420 mK之间的温度范围内，作为静电场的函数的相位滑移动力学的演化与作为温度的函数所观察到的截然不同。这一事实表明，一方面，电场抑制的临界电流是不是简单地涉及到一个传统的类热准粒子在弱连接区过热。另一方面，我们的研究结果可能打开的方式来操作一个静电驱动的操纵金属约瑟夫森纳米结中的相位滑移，这可能是关键的控制超导纳米结构中的退相干。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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。
2003-06-18 cond-mat.supr-con
Quantum fluctuations in ultranarrow superconducting nanowires
纳米线有效直径的逐步减小被应用于准一维铝结构中超导转变$R(T)$形状的跟踪演化。在纳米线与有效直径$\leq$ 15 nm的$R(T)$的依赖性是更广泛的比预测的模型的热激活相滑移。这种效应可以用序参量的量子涨落来解释。在最薄的样品中观察到负磁阻。实验结果与现有的理论模型是合理的协议。该效应具有普遍有效性，表明在一定尺度下超导体零电阻态的击穿。
2008-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal conductance of nanowires near the superconductor-metal quantum transition
我们认为导线接近零温度之间的超导和金属状态的转变。临界理论服从超标度，这导致了电导的普遍频率，温度和长度依赖性;量子和热相位滑移包含在这个临界理论中。导线上的正常（NN）、超导（SS）和混合（SN）引线确定不同的通用性类别。对于SN的情况下，导线附近的临界点有一个通用的直流电导，这是独立的导线在低温下的长度。
2004-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb blockade and Bloch oscillations in superconducting Ti nanowires
准一维超导沟道中的量子涨落导致由$2π$引起的序参量的相位的自发变化，或者称为量子相位滑移（QPS），其表现为远低于薄超导纳米线的临界温度的有限电阻和微小超导纳米环中的持续电流的抑制。在这里，我们报告的实验证据表明，在电流偏置的超导纳米线相同的量子点过程是负责的绝缘状态-库仑阻塞。当暴露于RF辐射时，内部布洛赫振荡可以与外部RF驱动同步，导致在I-V特性上形成量化电流阶跃。这种效应源于约瑟夫森结和超导纳米线之间的量子对偶性--QPS结（QPSJ）。
2012-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent currents in quantum phase slip rings
研究了相互作用量子相位滑移对超导纳米线和纳米环在外加磁通量作用下持续电流及其涨落的影响。我们推导出这些系统的有效作用，并将原问题映射到一个有效的正弦戈登理论上的环面。我们评估的通量依赖持续电流和临界半径的环超过这个电流得到指数抑制量子涨落。我们还分析了量子相位滑移引起的持续电流的涨落。在低温下，超电流噪声谱具有相干峰的形式，可以通过磁通量进行调谐。这些峰的实验观测可以直接证明超导纳米环中等离子体模的存在。
2013-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Effect of Quantum Phase Slip Interactions on the Transport of Thin Superconducting Wires
本文从理论上研究了在稀相滑移近似下超导短线中量子相滑移之间的相互作用效应。与耗散约瑟夫森结中的平滑过渡相反，我们的分析表明，以自洽的方式处理这些相互作用会导致临界电阻为$R_Q= h/(4e^2)$的非常急剧的过渡。在有限温度下的准粒子电阻的增加导致与最近的实验短MoGe纳米线的定量协议。我们的治疗是互补的热激活的相位滑移，这是唯一有效的温度在平均场金属超导体过渡附近的理论。这种自洽的处理也应该适用于其他物理系统，可以映射到类似的sine-Gordon模型，在中间耦合制度。
2006-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantized current steps due to the a.c. coherent quantum phase-slip effect
AC约瑟夫森效应在1962年被预言，并在1963年被实验观察到，作为来自库珀对的光子辅助隧穿的量子化电压阶跃（Shapiro阶跃），是量子力学的最基本现象之一，并且对于量子电压标准至关重要。物理上的双重效应，交流相干量子相位滑移（CQPS），光子辅助隧道的磁通量通过超导纳米线，被认为是揭示自己的量子化电流步骤。AC CQPS的基本物理意义还得到了未来现行标准的实际重要性的补充;这是闭合量子精密测量三角形的缺失元素。2012年，CQPS被证明是超导纳米线中磁通量量子的叠加。然而，超导体中的直接锐电流阶跃，迄今为止唯一不可用的超导基本效应，由于缺乏合适的材料和电路工程的挑战而无法实现。在这里，我们报告的超导纳米线的双夏皮罗步骤的直接观察。在高达26 GHz的频率下，电流值为8.3 nA，并且受当前设置带宽的限制，尖锐的阶跃是清晰的。30年前，理论上已经预测了小约瑟夫森结（JJ）中的电流阶跃。然而，JJ中不可避免的增宽阻碍了它们的直接实验观察。我们解决了这个问题，通过将薄的NbN纳米线在电感环境中。
2022-08-13 cond-mat.supr-con
Superconducting quantum fluctuations in one dimension
本文综述了准一维超导领域的一些最新进展。我们证明了超导纳米线的低温性质基本上是由量子涨落决定的。超导相的平滑（高斯）波动（也与沿着导线传播的等离子体模式相关联）可以显著影响这种纳米线中的电子态密度，并在超导纳米环中引起持续的电流噪声。进一步有趣的现象，例如，电流偏置超导纳米线中的非零电阻和电压散粒噪声是由序参量--量子相位滑移（QPS）的非高斯涨落引起的。这种现象可以解释为磁通子隧穿的有效量子“粒子”的双重库珀对和遵守复杂的全计数统计，减少到泊松一个在低频限制的作用。我们还表明，QPS效应可能是特别明显的最薄的电线和环的量子相位滑移保持不受约束，并确定一个非微扰的长度尺度$L_c$，超过该超电流得到抑制的量子波动。因此，对于$T \to 0$，这样的纳米线在超过$L_c$的尺度下应该变得绝缘，而在较短的长度尺度下，它们仍然可以表现出超导性质。我们认为，与序参量的量子涨落相关的某些非平凡特征可能对特定的电路拓扑结构敏感，并且可以在诸如，电容耦合超导纳米线系统。
2022-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Preliminary demonstration of a persistent Josephson phase-slip memory cell with topological protection
超导计算有望增强经典和量子方法的计算能力。然而，可扩展的和快速的超导存储器还没有实现。在这里，我们提出了一种基于长铝纳米线约瑟夫森结中存在的滞后相位滑移转变的完全超导存储单元。由超导环包围，存储器单元在循环持续电流的方向上编码逻辑状态，如通常在基于通量的超导存储器中定义的。但是，与后者不同的是，这里的滞后是在长弱连接中发生的相位滑移的结果，并且与其超导能隙的拓扑转变有关。这使我们的存储器方案摆脱了大电感的限制，从而使其小型化。此外，强激活能的相位滑移成核提供了一个强大的拓扑保护随机相位滑移和磁通噪声。这些特性使得约瑟夫森相位滑移存储器成为先进超导经典逻辑架构或通量量子位的有前途的解决方案。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detecting fractional Josephson effect through $4π$ phase slip
分数约瑟夫森效应是拓扑超导系统中马约拉纳费米子的一个独特性质。由于准粒子中毒和超导体中不必要的耦合的干扰，这种效应很难在实验上检测到。本文提出了一种利用4π相位滑移探测半导体硅基拓扑约瑟夫森结的分数直流约瑟夫森效应的方案。利用一个拓扑结构的RF SQUID系统，我们发现Josephson耦合的主要贡献来自Majorana费米子之间的相互作用，导致了具有4π相位滑移的共振隧穿。我们的计算与实验可达的参数表明，检测的时间尺度相滑移是两个数量级短于中毒时间的非平衡准粒子。此外，在合理的纳米线长度的情况下，4π相位滑移可以压倒拓扑平凡的2π相位滑移。我们的工作对于探索超导体相位的适度量子涨落对拓扑系统的影响具有重要意义，并为量子信息处理提供了一种新的方法。
2017-06-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting nanowire quantum interference device based on Nb ultrathin films deposited on self-assembled porous Si templates
在超导铌酸锂纳米线网络上观察到磁电阻振荡，证明了热或量子激活的相位滑移。磁输运数据，在不同的情况下，讨论的框架，揭示了系统的行为连贯的温度范围内的波动的贡献是重要的。
2014-09-02 cond-mat.supr-con
Quantum fluctuations and phase coherence in superconducting nanowires
超导纳米线的量子行为可能主要取决于所采用的实验装置。在这里，我们调查的设置，使通过平衡超导电流跨越任意段的导线，而不限制其超导相的波动。该系统的低温物理性质是由集体类声等离子体激发和量子相位滑移的综合效应决定的。在$T=0$处，导线表现出两个量子相变，两者都由无量纲导线阻抗$g$控制。含有$g>16$的较粗导线保持超导性，而含有$g<2$的最细导线中的超导电流完全被量子涨落破坏。与$2<g<16$的中间阶段的特点是由两个不同的相关长度展示超导的行为在较短的尺度结合消失的超导响应在长尺度极限。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot noise in ultrathin superconducting wires
量子相位滑移（QPS）会在电流偏置的超导纳米线中产生非平衡电压波动。利用Keldysh技术，并采用相电荷的对偶参数，我们调查这种波动的四点测量方案，并证明，散粒噪声的电压检测在这样的纳米线可能基本上取决于特定的测量设置。在长线中，散粒噪声功率随着频率$Ω$的增加而减小，并且在超过$Ω$的阈值时在$T \to 0$处消失
2017-05-09 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
Quantum phase slip phenomenon in ultra-narrow superconducting nanorings
系统越小，通常波动的影响就越大。在足够接近临界温度Tc的窄超导导线中，热涨落是实验上可观察到的有限电阻的原因。最近，人们有可能制造亚10纳米的超导结构，其中有限的电阻率被报道在实验可获得的温度的整个范围内。这一观察结果与量子涨落有关，量子涨落甚至在温度T->0时也能使超导纳米线的电阻率为零。在这里，我们证明了在微小的超导纳米环中，同样的现象是负责抑制超导性的另一个基本属性-持续电流-显着影响其幅度，周期和形状的电流相位关系。该效应具有根本的重要性，证明了量子涨落对宏观相干系统的基态的影响，并且在各种纳米电子应用中应该考虑到。
2012-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear quantum processes in superconducting resonators terminated by neon-focused-ion-beam-fabricated superconducting nanowires
我们已经使用了氖聚焦离子束来制造纳米级NbDayem桥和NbN相位滑移纳米线位于四分之一波长共面波导谐振器的短路端。Dayem电桥器件在300 mK至至少60 mT的局部磁场下显示出超过10，000的通量可调谐性和固有品质因数。NbN纳米线显示出在300 mK的通量的非相干量子隧穿的签名。
2020-11-04 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Phase Slips and Metastability in Granular Boron-doped Nanocrystalline Diamond Microbridges
相位滑移是超导体相干性中的局部扰动，允许突然的2 $π$相移。相位滑移是一维超导体普遍存在的特征，在二维超导体中也有类似的现象。在这里，我们提出了电输运测量硼掺杂纳米晶金刚石（BNCD）微桥，尽管他们的三维宏观几何形状，我们发现明确的证据，在电阻-温度和电压-电流特性的相位滑移。我们将这种行为归因于BNCD不寻常的微观结构。我们认为，BNCD的柱状晶体结构形成了一个内在的约瑟夫森结阵列，支持跨微桥的相位滑移线。这些桥中的电压状态是亚稳态的，我们证明了通过施加电磁噪声脉冲在不同超导状态之间确定性切换的能力。这种亚稳定性与在$δ$ -MoN纳米线中观察到的亚稳定性非常相似，但是具有大得多的响应电压。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall 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
Insulating State of a Quasi-1-Dimensional Superconductor
准一维超导体中的量子涨落，也称为量子相位滑移（QPS），引起了人们的极大关注。研究表明，这种现象能够抑制超窄超导纳米线在低温T<<Tc下的零电阻率，并抑制微小纳米环中的持续电流。在量子点态下，超导纳米线与约瑟夫森结是对偶的。在嵌入高阻抗环境中的极窄超导纳米线的特定情况下，这种二元性会导致一个直观上有争议的结果：超导体进入绝缘状态。在这里，我们的实验证明，这种线的I-V特性确实显示库仑阻塞，这消失的应用程序的临界磁场和/或以上的临界温度证明该效果与超导性。该系统可以看作是一个传统的约瑟夫森结链的动态等效。
2013-11-13 cond-mat.mes-hall 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
