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
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
Critical temperatures and critical currents of wide and narrow quasi-one-dimensional superconducting aluminum structures in zero magnetic field
Institute of Microelectronics Technology and High Purity Materials, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院微电子技术与高纯材料研究所)
研究宽窄准一维超导铝结构在零磁场中的临界温度和临界电流,发现结构越窄,临界温度和电流密度越低,首次提出杂质中心影响主导因素,且温度依赖的开关电流在不同温度区间由不同理论描述。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall 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
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
Fluctuation-Dissipative Phenomena in a Narrow Superconducting Channel Carrying Current Below Critical
发展了考虑热涨落的超导窄沟道电流输运理论。这些波动导致样品中出现小但有限的耗散。相应的电压值被发现作为温度(接近转变温度)和任意偏置电流的函数。结果表明,当电流接近临界值时,激活能(Arrenius定律中的指数因子)与(1-J/Jc)^(5/4)成正比。这一结果与热相位涨落引起的Josephson电流衰减的仿射现象一致,其中激活能与(1-J/J_c)^(3/2)成正比(指数的差异与序参量的附加电流相关性有关)。发现激活能对电流的依赖性解释了理论预测之前和实验观察到的电阻转变的加宽之间的巨大差异。
2009-10-14 cond-mat.supr-con
Strong suppression of the resistivity near the transition to superconductivity in narrow micro-bridges in external magnetic fields
我们研究了一系列基于均匀非晶WSi和MoSi薄膜的超导桥,桥宽w从2 μ m到1000 μ m,膜厚d ~ 4-6 nm和100 nm。当桥宽减小到各自的珍珠长度以下时,我们在所有情况下都观察到电阻转变到超导性的特性的明显变化。对于每个膜,电阻率曲线R(B,T)随着温度的降低而在明确定义的和场依赖的温度T*(B)处分离,导致电阻率的显著抑制和过渡的锐化,随着桥宽度w的减小。所有桥中的相关过量电导率按1/w的比例缩放,这可能表明存在高导电区域,该区域主导窄桥中的电传输。我们认为,这种效应只能在涡旋钉扎足够弱的材料中观察到。
2020-02-21 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
Vortex-induced dissipation in narrow current-biased thin-film superconducting strips
垂直于偏置电流从一个边缘到另一个边缘穿过薄膜超导带的涡旋是厚度为d的薄膜的主要耗散机制,厚度为d的薄膜的相干长度为XI,宽度为w的薄膜的相干长度为λ>> w >> XI。在高偏置电流下,I* < I < Ic,由单个涡旋的交叉释放的热量足以在条带上产生带状正常状态区域,从而产生可检测的电压脉冲。这里Ic是一个单一的涡流交叉的能量势垒消失的临界电流。该带沿着涡流路径形成,并导致整个带过渡到正常状态。我们估计I* 大约为Ic/3。此外,我们认为,这种“热”的涡旋交叉点的起源暗计数的光子探测器,在该制度的亚稳超导电流I* 和IC之间的操作。我们估计的速度的旋涡交叉点,并比较它与最近的实验数据的暗计数。对于低于I* 的电流,即,在稳定的超导但电阻制度,我们估计的幅度和持续时间的电压脉冲引起的一个单一的涡旋交叉。
2011-02-24 cond-mat.supr-con
Enormous variation in homogeneity and other anomalous features of room temperature superconductor samples: a Comment on Nature 615, 244 (2023)
评论指出室温近常压超导体样品间电阻转变宽度差异巨大,临界电流消失,表明其并非超导体,并讨论了对其他氢化物的影响。
2023-04-17 cond-mat.supr-con
Silver paint as a soldering agent for DyBaCuO single-domains welding
银漆已被测试作为DyBaCuO单畴焊接的焊接剂。在沿平行于c轴的平面或沿ab平面切割的Dy-Ba-Cu-O单畴上制造了结。对样品进行了显微结构和超导特性的表征。对于这两种类型的结,在连接区域的微观结构是非常干净的:没有第二相或银颗粒偏析已被观察到。所有感兴趣的配置的电和磁测量报告为$ρ(T)$曲线和霍尔探针映射)。窄电阻超导转变报告的所有配置表明,人工结不影响显着测量的超导性能的材料。
2005-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Local flux-flow instability in superconducting films near Tc
Larkin和Ovchinnikov建立了置于垂直磁场中的电流偏置超导体薄膜中磁通量量子的粘性流动会由于涡旋粘性系数$η$随涡旋速度$v$的增加而减小而失去稳定性。$η$对$v$的依赖性导致电流-电压($I$ - $V$)曲线中的$nonlinear$部分,其在磁通流不稳定点处结束,电压跳变到高电阻状态。同时,与非线性电导率区不同,$linear$ $I$ - $V$截面常出现不稳定跳跃。在这里,为了阐明这种跳跃,我们开发了一个理论的局部不稳定性的磁通量流发生在整个膜,但在一个狭窄的带在整个膜的宽度,其中的旋涡移动速度远快于外面it. The发展的理论的预测是一致的Nb膜的热去除系数和准粒子的非弹性散射时间的推导实验。所提出的局部不稳定性模型也是相关的超导薄膜的性能进行检查,快速单光子探测的表征。
2019-05-09 cond-mat.supr-con
Low kinetic inductance superconducting $MgB_{2}$ nanowire photon detectors with a 100 picosecond relaxation time
超导纳米线的特性决定了超导纳米线单光子探测器的性能水平。通常采用的大面积SNSPD的复位时间为5- 10 ns,已知其受到纳米线动态电感的限制。(波导集成)SNSPD防止由于闭锁到永久电阻状态而使它们偏置到接近临界电流。为了减少SNSPD中的复位时间,需要具有低动力学电感和快速电子能量弛豫的超导纳米线。在本文中,我们报道了窄(15- 100 nm)和长(高达120 $μ$ m)超导$MgB_{2}$纳米线提供这样的组合属性。在5 nm厚的$MgB_{2}$膜,使用混合物理化学气相沉积,电子弛豫时间为12 ps,临界温度为32 K,和临界电流密度为5 × $10^{7}$ A/ $cm^{2}$(在4.8 K)。使用微波反射计,我们测量到的动力学电感Lk 0(4.8K)=1.3-1.6 pH/sqr的纳米线的宽度,这导致在磁场穿透深度为90 nm。这些值非常接近原始$MgB_{2}$中的值。对于120 $μ$ m长的纳米线,响应时间仅为100 ps,即以前报道的类似尺寸的NbN纳米线光子探测器的1/80。
2020-10-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det