A two-coil mutual inductance technique to study matching effect in disordered NbN thin films
虽然超导反点阵列中的匹配效应已经通过磁阻振荡进行了广泛的研究，但这些研究仅限于接近超导转变的非常窄的温度窗口。在这里，我们报告了一个"两线圈"互感技术，它允许研究这种现象的超导状态下，通过直接测量的屏蔽响应的磁场变化。我们演示了如何使用这种技术来解决突出的问题，在阳极氧化铝膜上生长的孔周期性阵列的超导薄膜的匹配效应的起源。
2013-09-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signature of proximity induced triplet superconductivity in junctions made of the doped topological insulator $\rm Bi_2Se_3$ and the s-wave superconductor NbN
掺杂拓扑绝缘体$\rm Bi_2Se_3$和s波超导体NbN的薄膜结和双层被发现表现出具有突出的零偏置和相干峰的电导谱。不同的隧道模型与不同的对电位都未能符合我们的数据，除了三重$p_x+ip_y$对电位，打破了时间反演对称性，但产生了相当不错的拟合。这提供了证据的邻近诱导三重态超导性的$\rm Bi_2Se_3$层与NbN膜的界面附近。
2013-10-07 cond-mat.supr-con
Microwave response and electrical transport studies of disordered s wave superconductor: NbN thin films
无序s波超导体的性质与标准BCS理论的预测有很大的偏差。通过测量由无序NbTiN和TiN薄膜制成的微波谐振器的谐振频率$f_0$的温度依赖性，在低温下，低于超导临界温度的一半，$T_c$，Driessen等人\cite{driessen2012PRL}证明，$f_0$的消失速度比BCS理论预测的要快。在这里，我们报告的温度依赖性的微波谐振器由无序NbN薄膜在较高的温度-通常从0.4到0.8 $f_0$。在这个温度范围内，我们证明，$f_0$消失慢于BCS理论预测。我们讨论了可能的作用，电子不均匀性和可能出现的赝隙样功能。我们还讨论了一个更快的超流密度，$n_s$下降的可能性，接近$T_c$，类似Berezinski-Kosterlitz--Berrles（BKT）型转变。
2018-06-11 cond-mat.supr-con
Gating of Au-$Bi_2Se_3$-NbN ramp-type junctions with superconducting NbN gate-electrode and $SrTiO_3$ film as the gate-insulator
$\rm Au-Bi_2Se_3-NbN$的斜坡型结制备在底栅极的顶部上，底栅极包括在（100）$\rm SrTiO_3$晶片上的$\rm NbN$栅极电极层上的$\rm SrTiO_3$栅极绝缘体膜。两个晶片的栅极绝缘体厚度为120和240 nm进行了研究，前者显示出较高的栅极漏电流Ig在高栅极电压Vg，导致热效应和位移的结电导谱与电压偏置。当Vg=0 V时，低阻结的电导谱在隧穿间隙内出现零偏压电导峰，当达到临界电流Ic时，电导出现典型的下降，而高阻结仅表现出隧穿电导。对于具有120 nm厚栅极绝缘体的晶片的Vg $>$-0.2 V（$\rm E\simeq$-2 MV/cm），发现Ig对Vg呈线性，而对于Vg $<$-0.2 V，观察到Ig饱和，分别在正和负高Vg值处导致二次和线性加热效应。这导致了不对称的电导谱位移与Vg，这几乎完全遵循免疫球蛋白与Vg的行为。在具有两倍栅极绝缘体厚度（240 nm）的晶片中，热效应被强烈抑制，并且仅在Vg= $\pm$ 2 V（$\rm E\simeq \pm$ 10 MV/cm）的最高Vg值下出现对称的小峰位移。当Vg=2 V时，电导比Vg=-2 V时低5%，表明在$\pm$ 10 MV/cm电场下，我们的结的费米能级移动很小.
2018-08-21 cond-mat.supr-con
Quasi-1-Dimensional Superconductivity in Highly Disordered NbN Nanowires
强无序材料中的超导性引起了人们的极大关注。特别是生动的辩论涉及到负责非BCS之间的关系的超导能隙和对势的内在空间不均匀性的主题。在这里，我们报告的实验研究的电子输运性能的窄NbN纳米线的有效截面的顺序有争议的不均匀性尺度。我们发现，传统的模型的基础上的相位滑移的概念提供了合理的拟合的R（T）的过渡曲线的形状。临界电流的温度依赖性遵循教科书中金斯堡-朗道对准一维超导沟道Ic~（1-T/Tc）^[3/2]的预测。因此，可以得出结论，本征电子不均匀性要么不存在于我们的结构中，要么，如果存在，不影响它们的电阻状态属性。
2016-02-25 cond-mat.supr-con
Proximity effects at the interface of a superconductor and a topological insulator in NbN - Bi_2Se_3 thin film bilayers
在寻找一个简单的邻近系统的拓扑绝缘体和超导体的研究的作用，表面与体积效应的门控，我们在这里报告的第一步，实现这一目标，即选择这样一个系统及其特性。我们选择用颗粒状5 nm厚的NbN膜的薄膜双层作为超导体，覆盖有20 nm厚的$\rm Bi_2Se_3$拓扑层，并将传输结果与在相同晶片上的5 nm厚的参考NbN膜上获得的结果进行比较。研究了具有非原位和原位制备的$\rm NbN-Bi_2Se_3$界面的双层膜，发现了两种邻近效应，在超导转变温度以下，所有双层膜都表现出传统的邻近效应，拓扑结构$\rm Bi_2Se_3$使超导NbN膜的起始或中间转变$T_c$降低了约1 K.在低温下，双层和参考NbN膜的电阻-温度曲线发生交叉，其中双层显示出$T_c(R=0)$、$I_c$（超导）和Andreev电导的增强，与裸NbN膜相比。这表明在NbN晶粒之间的界面区域处的$\rm Bi_2Se_3$层中诱导了超导性。因此，在拓扑材料中的逆邻近效应被证明。
2014-09-10 cond-mat.supr-con
Robustness of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Transition in Ultrathin NbN Films near the Superconductor-Insulator Transition
通过超流密度测量研究了二维无序NbN薄膜中Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（Berezinskiii-Kosterlitz-BKT less）相变的发生，该薄膜的无序度非常接近超导体-绝缘体相变（SIT）.我们的数据显示，一个强大的BKT过渡，即使在这个二维无序调谐的量子临界点（QCP）。这一观察结果是在直接对比与以前的数据深欠掺杂准2D cuprates附近的SIT。当我们的NbN薄膜接近QCP时，涡核能量（BKT转变中的重要能量尺度）与超导能隙成比例，而不是与超流密度成比例，正如BKT物理学的标准2D-XY模型描述中所预期的那样。
2013-04-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Zero energy bound states in tunneling conductance spectra at the interface of an s-wave superconductor and a topological insulator in NbN-$Bi_2Se_3$-Au thin film junctions
测量了NbN- $\rm Bi_2Se_3$ -Au超导体-拓扑绝缘体-正常金属薄膜结的电导谱。研究了具有非原位和原位制备的$\rm NbN-Bi_2Se_3$界面的结。在低温下，所有的非原位结在其电导谱中显示出相干峰，但嵌入式强大的零偏置电导峰仅在具有金属或金属到绝缘体的转变低于$\rm T_c$的NbN电极的结中观察到。在低温下具有大约两个数量级低电阻的原位结通常在低偏压下显示平坦的电导谱，没有相干性或宽Andreev峰，因为在低于超导体的能隙的电压偏压下首先达到NbN电极的临界电流。然而，一个弱的零偏置电导峰，观察到在这些结之一。我们的结论是显着的隧道势垒，在非原位制备的结，是必不可少的相干峰和零能量束缚态的观察。后者似乎起源于$\rm Bi_2Se_3$ -NbN界面，因为它们在没有夹在其间的拓扑层的参考Au-NbN结中不存在。
2012-10-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Slowing down of vortex motion in thin NbN films near the superconductor-insulator transition
我们提出了一个定量的测量之间的比较复杂的电导在低（kHz）和高（GHz）频率的NbN超导薄膜和理论预测的动力学Beresinksii-Kosterlitz无源理论。虽然在GHz政权的数据可以很好地再现，通过扩展的标准方法的非均匀样品的现实情况下，低频测量提出了一个巨大的耗散响应Tc附近。这种异常只能通过假设kHz范围内涡旋扩散的强烈减慢，或类似地通过入射有限频率场探测的长度尺度的强烈减小来解释。这种效应表明出现的涡旋运动的固有长度尺度，与STM测量在无序NbN膜中探测的不均匀性的典型尺寸相一致。
2014-12-11 cond-mat.supr-con
Spin-Polarisation measurement using NbN-Insulator-Ferromagnet Tunnel Junction with oxidized barrier
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
本文报道了一种使用NbN超导电极及其表面氧化物作为绝缘隧道势垒的两步法制备超导体-绝缘体-正常金属隧道结，并通过Meservey-Tedrow技术测量铁磁体的自旋极化，证明了其在高达1.6 K温度下可靠测量自旋极化的能力。
2022-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Effect of Phase Fluctuations on the Superconducting Properties of Strongly Disordered 3D NbN Thin Films
本文研究了三维均匀无序外延NbN薄膜的输运、霍尔效应、电子隧穿和穿透深度，无序范围从中等清洁极限（kFl ~10.12）到非常脏极限（kFl ~1.24）。随着无序度的增加，超导转变温度（T_c）从~ 17 K下降到350 mK以下。当k_Fl趋于1时，最低温度下的T_c和电导率都渐近地接近于零，表明金属-绝缘体转变（MIT）和超导-绝缘体转变是一致的。在临界无序附近，超导态密度（DOS）存在空间不均匀性，超导态受量子相位涨落控制。这导致超流密度（n_s）的抑制和赝能隙状态，其中电阻不再为零，但能隙保持有限
2010-06-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electron energy relaxation in disordered superconducting NbN films
我们报告的非弹性散射率的电子声子和电子能量的弛豫研究通过磁导，和光响应，分别在一系列强无序超导NbN薄膜。所研究的薄膜厚度在3 ~ 33 nm范围内，其特征在于不同的Ioffe-Regel参数，但几乎是常数乘积qT（qT是热声子的波矢，l是电子的弹性平均自由程）。在14-30 K温度范围内，电子-声子散射速率服从1/τ_{e-ph} \sim T^n的幂律，指数n = 3.2-3.8。我们发现在此温度范围内，所研究的薄膜的τ_{e-ph}和n随厚度和平方电阻的变化很小。在10 K时，电子-声子散射时间在11.9-17.5 ps之间。从磁导测量中提取的数据用于描述双温度模型的实验光响应。对于厚膜，光响应是合理的，以及描述没有拟合参数，然而，对于较薄的膜，适合需要一个较小的热容量的声子。我们将这一发现归因于低温下薄膜中声子态密度的降低。我们还表明，在所研究的NbN薄膜的德拜温度估计是明显小于散装材料。
2020-08-07 cond-mat.supr-con
Onset of superconductor-insulator transition in an ultrathin NbN film under in-plane magnetic field studied by terahertz spectroscopy
利用太赫兹时域光谱技术研究了外加磁场沿膜面方向作用下的适度无序NbN超导薄膜的光学电导率。约5 nm的膜厚度与相干长度相当，因此不应形成涡旋。这通过以下事实得到证实：在太赫兹电场设置为垂直于和平行于外部磁场的情况下，观察到光谱之间没有显著差异。同时使用Maxwell-Garnett有效介质理论和Herman和Hlubina的光学电导率模型证明了在高达7 T的磁场中正确地再现了实验获得的太赫兹光谱。这让我们得出结论，磁场倾向于抑制超导性，导致非均匀状态，其中超导畴被包围在正常状态矩阵内。由于对断裂效应的散射率被发现与磁场线性增加。
2021-08-31 cond-mat.supr-con
Sharpness of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in ultrathin NbN films
本研究通过测量超薄NbN薄膜的电阻、I-V特性和动电感，发现涡旋-反涡旋对解绑转变锐度符合标准重正化群理论，证明转变展宽非本征特征，为BKT动力学研究提供干净起点。
2023-07-26 cond-mat.supr-con
Current redistribution model of anomalous resistance behaviour in superconductor-topological insulator heterostructures
在超导体-拓扑绝缘体（TI）（NbN-Bi_（1. 95）Sb_（0. 05）Se_3）异质结构中，在距离界面~ mm尺度处，观察到了拓扑绝缘体（TI）表面电阻的异常上升和下降。进行磁输运测量，以验证异常是由于NbN层的超导转变引起的。由于在NbN-Au和NbN-Al异质结中观察到类似的反常现象，排除了由于自旋极化的TI表面态引起的长程超导邻近效应的可能性。研究发现，这种反常的电阻跳变是由于电流在超导体-TI界面处的几何效应引起的再分布引起的。利用COMSOL软件包进行有限元分析得到的结果验证了所提出的电流再分布（CRD）模型的超导TI和超导金属异质结的长程电阻异常。
2022-12-09 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Optical and transport properties of NbN thin films revisited
Comenius University（布拉迪斯拉发康斯坦丁神学家大学）；Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院）
本文针对无序NbN薄膜光学电导率分析中参数不一致的问题，提出在Drude-Lorentz模型中引入量子修正，从而获得与输运、超导测量及从头计算一致的电子参数。
2025-11-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of the disorder-independent electron-phonon scattering time in thin NbN films
本文报道了在单光子探测器中常用的超导NbN薄膜中无序对电子参数和非弹性散射机制的影响的实验研究。在所研究的2.5 nm厚的NbN薄膜中，Ioffe-Regel参数从6.3增加到1.6，无序度的增加伴随着临界温度$T_c$从11.5 K降低到3.4 K。通过测量从$T_c$到$\sim3T_c$范围内的磁导，我们提取了电子的非弹性散射率，包括电子-声子（e-ph）散射率$τ_{e-ph}^{-1}$。我们观察到，$τ_{e-ph}^{-1}$和它们的温度依赖性是不敏感的无序，这是不描述的无序金属中的e-ph散射的现有模型，可以是由于存在弱无序的金属晶粒。随着温度的降低，温度依赖性$τ_{e-ph}^{-1}$从$T^3$变为$T^2$，这可能是由于e-ph散射中涉及的声子的尺寸减小。所获得的NbN薄膜的材料参数值可用于优化NbN基电子器件的性能。
2022-12-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nonequilibrium interpretation of DC properties of NbN superconducting hot electron bolometers
我们提出了一个物理上一致的解释氮化铌（NbN）为基础的超导热电子测辐射热计（HEB-）混频器的直流电性能，使用非平衡超导的概念。通过这一点，我们澄清了什么物理信息可以从电阻转变和直流电流-电压特性，在适当选择的温度下测量，相关的器件表征和优化。我们指出，无序超导体，如NbN的电子性质的内在空间变化，导致从设备到设备的变化。
2016-10-04 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.space-ph
Probing long-range correlations in the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless fluctuation regime of ultra-thin NbN superconducting films using transport noise measurements
我们通过分析超薄NbN超导薄膜电阻涨落的高阶谱，探讨了相位涨落中长程关联的存在。电阻波动的非高斯分量被发现是敏感的膜厚度接近的过渡，这使我们能够区分平均场和Berezinskiii-Kosterlitz无（BKT）型超导转变。的非高斯性的程度被认为是有界的BKT和平均场的转变温度，并强烈依赖于超导薄膜的粗糙度和结构的不均匀性。我们的实验概述了一种新的波动为基础的动力学探针在检测无序低维材料的超导性的性质。
2013-08-24 cond-mat.supr-con
Universal scaling of the order-parameter distribution in strongly disordered superconductors
本文从理论和实验上研究了超导体-绝缘体相变（SIT）边缘的非均匀序参量分布（OPD）的统计特性。我们发现，在无序超导体的两个原型费米子模型和玻色子模型中，可以识别OPD的普遍重新标度。通过进行扫描隧道显微镜实验在三个样品的NbN与增加的障碍，我们表明，这样的重新缩放描述也具有良好的精度的实验数据。这些结果可以为我们对SIT的理解提供突破。
2013-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Coherent Flux Tunneling Through NbN Nanowires
我们证明了相干的磁通量隧道通过超导纳米线图案在一个薄的高度无序的NbN膜的证据。这种现象被揭示为一个完全金属超导回路中的磁通状态的叠加，纳米线作为一个有效的隧道势垒的磁通量，并可重复地观察到在不同的线。在全金属NbN环中实现的通量叠加证明了之前报道的InOx现象的普遍性。我们进行微波光谱学和研究的隧穿振幅作为线宽的函数，比较实验结果与理论，并估计现有的理论模型的参数。
2013-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Niobium nitride-based normal metal-insulator-superconductor tunnel junction microthermometer
采用脉冲激光沉积法（PLD）生长NbN薄膜，电子束光刻和阴影蒸发法制备了微米级Cu-AlO $_{x} $ -Al-NbN正常金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结器件。这些设备的子隙电导表现出很强的温度依赖性，使它们适合从$\sim$ 0.1 K的温度测量的所有方式到超导转变温度的NbN层，这是在这里的$\sim 11$ K，但可以扩展到$\sim 16$ K在我们的PLD室。我们的数据很好地符合单粒子NIS隧道结理论，与观察到的近似超导能隙值$\sim $ 1毫电子伏的40纳米厚的铝覆盖层。虽然超导能隙的这种高值对于潜在的电子NIS冷却应用也是有希望的，但是隧穿电阻的高值抑制了本装置中的电子冷却。然而，这种不透明的屏障对于测温目的是理想的，因为自感热效应因此被最小化。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
BKT phase transition in nanoporous films of superconducting NbN
本研究针对轻度无序NbN纳米多孔薄膜的BKT相变展开，结合实验与蒙特卡洛模拟、重整化群拟合，发现纳米孔使超流刚度和涡旋核能量降低，增强了薄膜二维特性，拓展了超导薄膜中BKT物理的研究参数空间。
2024-10-30 cond-mat.supr-con
Effect of impurity scattering on percolation of bosonic islands and reentrant superconductivity in Fe implanted NbN thin films
在无序的常规三维（3D）超导体中，在开始的局部超导有序温度$T_\mathrm{loc}^\mathrm{onset}$和在$T=T_\mathrm{glo}^\mathrm{offset}$处的全局超导转变之间的热阻率$ρ_{\mathrm{xx}}(T)$的重入温度依赖性已经被报道。这些超导体的无序是由于晶界引起的非本征粒度的结果，或者是由于杂质掺杂剂引起的电子无序引起的本征粒度的结果。在这里，Fe掺杂对溅射的NbN层的电子性质的影响与标称厚度为100 nm的研究通过低- $T$ /高- $μ_{0}H$磁输运测量。NbN的掺杂通过35 keV Fe离子的$via$注入实现。在生长的NbN薄膜中，发现在$T_\mathrm{loc}^\mathrm{onset}=15.72\,\mathrm{K}$处的局部超导性开始，而在$T_\mathrm{glo}^\mathrm{offset}=15.05\,\mathrm{K}$处实现全局超导有序，具有正常状态电阻率$ρ_{\mathrm{xx}}=22\,{μΩ}\cdot{\mathrm{cm}}$。此外，在NbN的Fe掺杂时，估计了$ρ_{\mathrm{xx}}=40\,{μΩ}\cdot{\mathrm{cm}}$，而$T_\mathrm{loc}^\mathrm{onset}$和$T_\mathrm{glo}^\mathrm…
2022-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Origin of Matching Effect in Anti-dot Array of Superconducting NbN Thin Films
本文研究了具有周期性孔洞排列的无序超导NbN薄膜中匹配效应的起源。除了在超导转变温度Tc 0以上的电阻的周期性变化，我们发现明显的周期性变化与磁场在所有的动力学量，可以通过磁通线运动的影响下的外部驱动器，如磁屏蔽响应和临界电流的生存在一些样品的温度低至0.09 Tc 0。相反，超导能隙，D，这是一个真正的热力学量不显示任何周期性的变化与磁场相同的薄膜。我们的研究结果表明，磁通线晶格的磁通量的
2014-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoresistance and gating effects in ultrathin NbN-$\rm Bi_2Se_3$ bilayers
超薄$\rm Bi_2Se_3$ -NbN双层膜由一个简单的拓扑绝缘体和一个s波超导体组成，用于研究拓扑超导体上的门控效应。在这里，我们报告3 nm厚的NbN层的弱连接超导岛，覆盖10 nm厚的$\rm Bi_2Se_3$膜，有利于增强它们之间的邻近耦合。电阻对温度的最电阻双层显示绝缘行为，但与超导性的迹象。我们测量了这些双层膜的磁电阻（MR）随温度的变化，其中有和没有垂直于晶片的磁场H（MR=[R（H）-R（0）]/\{[R（H）+R（0）]/2\}），以及在0和$\pm2$ MV/cm的三个栅极电场下。MR结果显示了一组复杂的门极敏感峰，其延伸至约30 K。结果进行了讨论，在涡流物理，和不同的MR峰的起源被确定和归因于磁通流MR在隔离的NbN岛和不同的邻近区域中的$\rm Bi_2Se_3$帽层。占主导地位的MR峰被认为是一致的增强邻近诱导超导的拓扑边缘电流区域。高温MR数据表明可能的赝能隙相或高度扩展的波动制度。
2015-06-29 cond-mat.supr-con
Higgs-mode resonance in third harmonic generation in NbN superconductors: multiband electron-phonon coupling, impurity scattering, and polarization-angle dependence
本文从理论上研究了在多带无序超导体NbN中观察到的频率为超导能隙一半的三次谐波共振现象。核心问题是，对三次谐波共振的主要贡献是否来自希格斯模式（超导序参量的集体振幅模式）或准粒子激发。为了解决这个问题，我们分析了一个现实的三带模型，有效的带内和带间声子介导的相互作用估计从第一性原理与杂质散射。使用估计的配对相互作用与多带杂质散射率从清洁到肮脏的制度，我们计算的三倍频磁化率NbN的通道分辨的方式通过BCS和自洽玻恩近似。在脏制度，这是接近实验情况下，主要的贡献是由希格斯模式的顺磁通道几乎没有偏振角的依赖性，而第二个主要的贡献来自准粒子的顺磁通道一般表现出显着的偏振角的依赖性。这一结果与最近实验观察到的三次谐波不依赖于极化角的现象相一致，有力地证明了铌氮超导体中的三次谐波共振主要是由Higgs模引起的。
2020-10-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting-insulator transition in disordered Josephson junctions networks
模拟了具有热激活类Arrhenius电阻分流的约瑟夫森结无序网络中的超导-绝缘体转变。通过求解网络的电导矩阵，通过调节网络的厚度、电荷密度和无序度，再现了不同实验条件下的相变。特别是，在增加的波动的参数进入约瑟夫森耦合和库仑能量的结，发生的转变为降低值的临界温度Tc和增加值的激活温度To。模拟的结果比较以及与最近的实验中的介观波动的相位已被建议为机制的紧急粒度的现象，否则均匀的薄膜。所提出的方法进行了比较，在TiN薄膜和纳米图案阵列的弱链接，超导体-绝缘体过渡直接刺激的结果。
2013-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Phase fluctuations in a strongly disordered s-wave superconductor close to the metal-insulator transition
我们探讨的作用，相位波动在一个3维的s波超导体，NbN，因为我们接近的超导状态的破坏的临界无序。扫描隧道光谱测量表明，在存在强无序，在电子光谱中的有限间隙继续坚持在温度高于Tc。随着无序度的增加，超流密度在低温下被强烈抑制，在高温下则向线性T变化演化。这些观测结果提供了强有力的证据，表明相位涨落导致在无序的常规超导体中形成赝能隙态。
2010-11-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Finite temperature transport at the superconductor-insulator transition in disordered systems
我认为，在无序系统的超导体-绝缘体转变的温度相关的电导率的通用交叉函数的不相干的，零频率的限制可以被理解为系统d的维数的解析函数，与一个简单的极点在d=1。结合d=1时交叉函数的精确结果和d=1+ε时的递推关系，计算了具有短程相互作用和库仑相互作用的无序玻色子系统中该量的小参数ε的Laurent级数首项.在d=2的情况下，具有库仑相互作用的脏玻色子系统的普适低温直流临界电导率估计为0.69（2 e）^2 /h，与许多薄膜的实验结果相当吻合。下一阶修正可能会在一定程度上增加结果，可能使其更接近自对偶值。
1998-07-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Signatures of Dynes superconductivity in the THz response of ALD-grown NbN thin films
Universität Stuttgart（斯图加特大学）；Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST), Universität Stuttgart（斯图加特大学集成量子科学与技术中心）；Universität Ulm（乌尔姆大学）；Institute for Complex Quantum Systems and IQST, Universität Ulm（乌尔姆大学复杂量子系统与集成量子科学与技术中心）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Friedrich-Schiller Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Institute for Solid State Physics, Friedrich-Schiller Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学固体物理研究所）
研究通过ALD生长的NbN薄膜在太赫兹范围内的电导率，揭示了Dynes电动力学在超导特性中的作用，展示了能隙和配对破坏率随薄膜厚度的变化。
2026-10-16 cond-mat.supr-con
The insulating phases and superfluid-insulator transition of disordered boson chains
利用强无序实空间重整化群（RG）研究了完全无序相互作用玻色子链的相图。由于这种方法不遭受失控流，它允许直接研究的绝缘相，这是不可访问的弱无序微扰治疗。我们发现绝缘相的普适性质是由现场化学势无序的细节和对称性决定的。三个绝缘相是可能的：（i）不可压缩的莫特玻璃有限的超流敏感性，（ii）随机单重玻璃发散的压缩性和超流敏感性，（iii）玻色玻璃有限的压缩性，但发散的超流敏感性。除了绝缘相的特点，我们表明，超流绝缘体过渡总是Kosterlitz无核普适类。
2007-11-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Effect of the Anomalous Diffusion of Fluctuating Cooper Pairs in the Density of States of Superconducting NbN Thin Films
最近的扫描隧道显微镜实验在NbN薄无序超导薄膜发现了一个新兴的不均匀性在几十纳米的尺度。这种不均匀性反映在超导临界温度$T_c$以上的运输中测量的亚导电性的明显的尺寸交叉。这种行为被解释为波动库珀对的异常扩散，其显示{ \em准限制}（即，它们的扩散动力学的减慢）在长度尺度上比通过隧穿实验识别的不均匀性短。在这里，我们假设这种反常的扩散行为的波动库珀对和计算的影响，这些波动的电子态密度以上$T_c$。我们发现，态密度基本上被抑制到远高于$T_c$的温度。这种行为，这是密切联想到一个赝隙，只产生于不存在稳定的预制对波动库珀对的异常扩散，设置了一个中间行为之间的两个共同的范例在超导体绝缘体过渡阶段，即库珀对的局部化（所谓的玻色子情形）和由于强无序而导致的库珀对断裂成未成对电子（所谓的费米子情形）。
2019-07-31 cond-mat.supr-con
Superconductor-Metal-Insulator Crossover in Disordered Thin Films
本文在随机结网络模型的基础上讨论了无序薄膜中的超导体-金属-绝缘体交叉。
2005-10-04 cond-mat.supr-con
Break-up of long-range coherence due to phase fluctuations in ultrathin superconducting NbN films
利用扫描隧道谱（STS）研究了NbN均匀无序双折射（2-15 nm）薄膜的超导体-绝缘体相变（SIT）问题。厚度大于8 nm的样品，其Ioffe-Regel参数$k_F l \geq 5.6$，表现出传统的超导性：空间均匀的BCS样的间隙，在临界温度消失，和在磁场中的涡旋晶格。然而，当厚度减小时，虽然$k_F l$降低，但是STS揭示了与BCS方案的显著偏差，其中相干峰高度和空间不均匀性逐渐减小。最薄的膜（2.16 nm）虽然不完全在SIT（$T_C \approx 0.4 T_{C-bulk}$）处，但显示出明显消失的相干峰和不存在涡旋。在准二维极限下，这种明显的长程相位相干性损失的特征强烈表明，在SIT下，超导性被相位涨落破坏。
2012-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-reciprocity of Vortex-limited Critical Current in Conventional Superconducting Micro-bridges
临界电流的非互易性已经在各种超导系统中观察到，并被称为超导二极管效应。这种效应的根源取决于起作用的对称性破缺机制。我们研究了NbN的超导微桥和NbN/磁绝缘体（MI）的混合物。当面外磁场小到25 mT时，二极管效率可达$\approx$ ~ 30%.在NbN和NbN/MI混合晶体中，当磁场平行于样品平面时，二极管效应消失。我们的观测结果与涡面势垒决定的临界电流是一致的。在超导体条的两个边缘上的不相等的势垒导致二极管效应。此外，在高达温度$\sim$ 10-K的温度下观察到整流，这使得器件在比以前更大的温度范围内具有基于二极管的应用的潜力。
2022-09-13 cond-mat.supr-con
Nature of the superconductor-insulator transition in disordered superconductors
当超导薄膜变得无序并受到增加的磁场的作用时，当它经历从超导状态到绝缘状态的转变时达到一个点。我们使用Bogoliubov-De-Gennes方程和一种新的蒙特卡罗方法来研究这种转变的数值，从微观哈密顿量。无序的关键效应是创造出强超导性的“岛”，与只有弱超导性的区域相耦合。在弱无序的情况下，增加的磁场最终会破坏整个材料的超导状态，导致绝缘体。另一方面，当无序很强时，超导性在岛中持续存在，磁场的作用是抑制它们之间的耦合，导致强烈的超导相位波动，再次导致绝缘状态。这些发现可能与高温超导体有关，其中内在无序可能起作用。
2007-10-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Superfluid-insulator transition of disordered bosons in one-dimension
利用强随机实空间重整化群方法研究了一维相互作用玻色子系统中的超流-绝缘体相变。与微扰方法不同，这种方法不受失控流的影响，并允许我们研究完整的相图。我们表明，超流绝缘体转变总是Kosterlitz-无像的方式，长度和时间尺度在临界点发散。然而，有趣的是，我们发现，在强无序的转变发生在一个非普适值的Luttinger参数，这取决于无序强度。这一结果将转变置于不同于Giamarchi和Schulz首先分析的弱无序转变的普适性类中[Europhys. Lett. { \bf 3}，1287（1987）]。虽然无序势的细节在临界点处不重要，但无序的类型确实影响绝缘相的性质。我们发现三个类别的绝缘体所产生的不同类别的无序势。对于无序只在充电能量和约瑟夫森耦合常数，在整数填充，我们发现一个不可压缩的，但无间隙的莫特玻璃相。如果允许整数和半整数填充因子，则相应的相是随机单重态绝缘体，其具有发散的可压缩性。最后，在一般的无序势中，绝缘体是具有有限压缩性的玻色玻璃。
2009-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Spatial homogeneity of superconducting order parameter in NbN films grown by atomic layer deposition
Peter Grünberg Institute (PGI-3), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心彼得·格林伯格研究所）；Institute of Experimental Physics IV A, RWTH Aachen Universität（亚琛工业大学实验物理第四研究所）；Jülich Aachen Research Alliance (JARA)（于利希-亚琛研究联盟）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Institute of Physics II, Universität zu Köln（科隆大学物理第二研究所）
通过等离子体增强原子层沉积制备的NbN薄膜表现出优异的空间均匀性，具有高动能电感和高表电阻，适用于低温电子学应用。
2026-02-11 cond-mat.supr-con
Superconductivity Suppression Close to the Metal-Insulator Transition in Strongly Disordered Systems
在最近提出的强无序系统金属-绝缘体相变自洽理论的基础上，考虑相互作用的影响，研究了在从弱无序金属到Anderson绝缘体的宽无序区间内，由态密度中的“库仑赝能隙”引起的无序超导体相变温度$T_{c}$的抑制.结果表明，对于一些系统，这一理论提供了相当满意的实验数据拟合。
1996-11-25 cond-mat.supr-con
Observation of Andreev Reflection Enhanced Shot Noise
实验研究了NbN/MgO/NbN超导体-绝缘体-超导体隧道结中的准粒子散粒噪声。观察到的散粒噪声明显大于理论预期。我们将此归因于在MgO势垒中存在的针孔中发生多个Andreev反射过程。这种机制导致电流以大电荷量子（Andreev簇）流动，具有m = 1+ 2 Delta/eV乘以电子电荷的电压依赖平均值。由于这种电荷增强效应，散粒噪声增加了m倍。
1997-09-03 cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconducting gap in the intrinsic magnetic topological insulator MnBi2Te4
本文报道了NbN/磁性拓扑绝缘体MnBi_2Te_4（MBT）/NbN结的低温磁输运测量结果。在10 mK时，结的非线性电流-电压特性表现出隧穿行为，表明异质结内存在界面势垒。在面外垂直磁场作用下，随着偏置电压的增加，样品的磁阻效应由负向正转变。利用一对微分电阻谷估计了近场诱导的超导能隙为0.1meV。此外，通过施加背栅电压使费米能级向电荷中性点方向逐渐调谐，可以提高感应带隙，这是由于MBT中拓扑表面态的输运贡献增加所致.有趣的是，诱导间隙表现出异常的磁场辅助增强，这可能源于MBT的自旋轨道耦合和磁序。我们的结果揭示了磁性和超导性之间的相互作用在MBT，铺平了道路，进一步研究拓扑超导性和手征Majorana边缘模式的量子反常霍尔绝缘体/超导体混合系统。
2022-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Disordered Quantum Transport in Quantum Anomalous Hall Insulator-Superconductor Junctions
本文基于有效边模型方法，数值研究了量子反常霍尔绝缘体-超导体结中的无序量子输运。特别是，我们专注于与自由平均路径的参数制度，由于弹性散射远小于样品尺寸，并讨论了无序的输运行为中存在的不同数量的手性边缘模式，以及非手性金属模式。我们的数值计算结果表明，多个手征边缘模或非手征金属模的存在将导致强烈的Andreev转换，引起半电子半空穴传输通过结结构，与单手征边缘模情况下Andreev转换的抑制形成鲜明对比.我们的研究结果表明，在量子反常霍尔绝缘体-超导体结的额外的输运模式的重要性，并将指导未来的运输测量。
2019-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Development of Self-Shunted Josephson Junctions For a Ten-Superconductor-Layer Fabrication Process: Nb/NbN$_x$/Nb Junctions
为提升超导电子学集成度，开发了Nb/NbN$_x$/Nb自分流约瑟夫森结，研究了其特性，发现其比电阻和$I_cR_n$乘积较低，但温度依赖性更强。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Phase fluctuations in a conventional s-wave superconductor: Role of dimensionality and disorder
作为我的博士论文的一部分，我研究了传统的s波超导体NbN的二维（2D）和三维（3D）超导薄膜中的相位起伏的影响，通过测量低频下的磁穿透深度和微波频率下的复电导率的电动力学响应。结果表明，在考虑小涡核能量的情况下，二维或准二维超导体的相变可以与标准的Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（Berezinskiiii-Kosterlitz-BKT）相变相协调.在三维NbN薄膜中，我们发现，在存在强无序，超导性可以得到破坏的相位波动，即使库珀对继续生存在系统中。我们的研究提供了一个范例图片的重要性，在2D和强烈无序的3D超导体的相位波动。
2013-04-09 cond-mat.supr-con
Proximitized insulators from disordered superconductors
本研究通过实验探究了无序Ag层与Indium Oxide薄膜组成的双层膜，发现超导涨落近邻化底层金属后诱导出绝缘行为，为超导体-绝缘体转变的绝缘相本质提供了新见解。
2023-07-31 cond-mat.supr-con
Power-Law Suppression of Superfluid Stiffness in High-Kinetic-Inductance NbN Films
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体与超导研究所）；Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresden (IFW Dresden)（德累斯顿莱布尼茨固体与材料研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；CSIR - National Physical Laboratory（印度科学工业研究理事会-国家物理实验室）
研究利用NbN微波谐振器，探究无序对超导响应的影响。通过实验发现最薄薄膜有反常超导响应，随厚度增加向传统转变，揭示纳米晶孪晶域结构是关键因素，确定超流刚度与配对能量比值Theta(0)/Tc是控制边界的参数。
2026-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bose glass and Mott insulator phase in the disordered boson Hubbard model
利用蒙特卡罗模拟研究了二维无序玻色子哈伯德模型的Villain表示。结果表明，玻色玻璃相的局域极化率概率分布具有1/χ^2-尾。这引起了发散，尽管粒子在这里是完全定域的，正如我们借助参与比证明的那样。我们证明了不可压缩的莫特波瓣内玻色玻璃相的存在下，并表明，直接莫特绝缘体超流过渡发生在叶尖。在这里，我们发现临界指数z=1，ν~0.7$和η~0.1，这让人想起了纯三维经典XY模型。
1996-12-09 cond-mat.supr-con
Electrostatic Tuning of the Properties of Disordered Indium Oxide Films near the Superconductor-Insulator Transition
利用双电层晶体结构研究了非晶氧化铟（InO）薄膜的电学性质随载流子浓度的变化。使用离子液体作为栅极电介质，载流子的变化可达7 × 10^（14）载流子/cm ^2。超导体-绝缘体的转变被遍历和大的磁阻峰的大小和位置中发现的绝缘制度进行了修改。系统的变化与电荷浓度的磁阻峰值被发现是定性的模拟的基础上，涉及粒度。
2013-05-28 cond-mat.supr-con
The approach to a superconductor-to-Bose-insulator transition in disordered films
通过详细研究强无序薄膜中磁场调谐的超导体到绝缘体转变附近的标度，我们发现各种材料的结果可以被折叠到一个单一的相图上。数据显示两个明确的分支，一个弱无序和一个金属相，另一个强无序。沿着强无序分支，临界点处的电阻接近$R_Q = h/4e^2$，电阻的标度与量子渗流一致，因此与脏玻色子模型的预测一致。
2007-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in the insulating phase above the field-tuned superconductor-insulator transition in disordered indium oxide films
我们研究了无序氧化铟薄膜的绝缘相，它经历了场调谐的超导体-绝缘体转变。在一个垂直的磁场中的运输测量显示强烈波动的顺序参数的振幅和相位的不同制度，并揭示了广泛的绝缘体强度的样品与不同的障碍，尽管在SIT附近的行为相似。我们表征的绝缘相的强度，并比较它的超导强度。我们发现，即使在高垂直磁场，所有对应该被打破，这表明在高场超导剩余的存在下，薄膜不返回到预期的正常状态。
2005-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductor-Insulator Transition in disordered Josephson junction chains
研究了无序约瑟夫森结链中超导体-绝缘体的量子相变。为此，我们从晶格模型中推导出场论，该模型描述了一系列超导岛与地（$C_0$）以及岛之间（$C_1$）的电容耦合。我们分析的理论在短期（$C_1 \ll C_0$）和长期（$C_1 \gg C_0$）限制。到绝缘态的转变是由量子相位滑移的扩散驱动的。最重要的无序源来自于衬底中的陷阱电荷，它抑制了相位滑移的相干性，从而有利于超导关联。使用重整化群的方法，我们确定的相图，并评估周围的超导体-绝缘体转变的直流电导率和系统的电阻大小依赖的温度依赖性。这些依赖性一般具有强烈的非单调性，有几个不同的制度，反映了复杂的相互作用的超导性和无序。
2017-10-26 cond-mat.supr-con
Anomalous gap edge dissipation in disordered superconductors on the brink of localization
无序系统中接近初始局域化转变的超导性是多年来的研究领域。已经注意到，在这种高度无序的超导体中，在接近和低于超导能隙能量的电导率中产生异常谱权重。本文利用时域太赫兹光谱研究了无序超导NbN薄膜局域化跃迁附近的低频电导率。在正常态下，由于初始局域化，我们发现了与Drude形式的强烈偏离，在超导态下，我们发现了在远低于超导能隙尺度的频率处，由隧穿产生的大量谱权重。我们分析了这种光谱权重的上下文中的一个模型的混乱引起的扩大准粒子的状态密度和有效的对断裂。我们发现，虽然方面的光学和隧穿数据可以一致地建模在介观无序的这种影响方面，光学电导率返回到正常状态值比任何模型预测的要快得多。这指出了超导性和接近局域化的无序的非平凡的相互作用。
2015-12-20 cond-mat.supr-con
Entanglement in disordered superfluids: the impact of density, interaction and harmonic confinement on the Superconductor-Insulator transition
研究了一维哈伯德模型描述的无序费米子超流体中密度、相互作用和谐振子约束对超流体到绝缘体跃迁的影响。通过密度泛函理论计算线性熵，我们量化了基态单点纠缠。我们分析了全定域态$-$出现的临界浓度$C_C$，这是一种特殊类型的定域，具有零纠缠$-$出现。我们发现，$C_C$是独立的相互作用，但需要一个最小的无序强度发生。然后，我们推导出解析关系$C_C$作为一个函数的平均粒子密度的吸引力和排斥性的障碍。结果表明，弱的谐振子约束并不影响完全局域态的性质，它发生在相同的$C_C$上，但较强的谐振子约束可能导致系统从完全局域态到普通局域态.
2019-03-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
