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
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
Optimization of the design of superconducting inhomogeneous nanowires
我们研究了非均匀纳米线超导性能的优化。本研究的主要目标是找到一个优化的几何形状，使人们能够最大限度地提高超导体的期望性能，如局部超导能隙或总凝聚能的最大值。我们考虑轴对称设计的多层纳米线的可能性，以调整和改变层的厚度。我们利用数值解Bogoliubov-de Gennes方程组，得到了不同非均匀结构排列下的局域超导能隙。与未优化的几何体相比，优化的属性值最多可增加300%。多层的优化配置强烈地依赖于想要优化的期望性质和纳米线中的层的数量。
2008-05-07 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
Nanowire Acting as a Superconducting Quantum Interference Device
我们提出的结果，从实验研究的非晶氧化铟超导导线的磁输运，具有宽度在40 - 120 nm的范围内。我们发现，在超导转变温度以下，导线的电阻随磁场的变化呈现出清晰的、可再现的振荡。这种振荡让人想起超导量子干涉装置的工作原理。
2005-05-24 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
I-V characteristics of short superconducting nanowires with different bias and shunt: a dynamic approach
推导了短纳米线在有、无阻感分流电路中的I-V特性。为此，我们使用数值计算的框架内的时间相关的金-朗道方程的振幅和相位动力学具有不同的弛豫时间。导出了由这两个弱环节构成的超导量子干涉器件的I-V特性与磁通量的关系。
2014-03-28 cond-mat.supr-con
The role of the coherence length for the establishment of global phase coherence in three-dimensional arrays of ultra-thin quasi-one-dimensional superconducting Pb and NbN nanowires
我们已经制备了5 nm的超薄NbN纳米线，在介孔SBA-15二氧化硅衬底的线性通道中形成密集和规则的阵列。NbN是一种典型的超导体，其Tc为16 K。我们表明，通过被纳入这种纳米结构，复合材料表现出典型的准一维特性。我们将其与线性SBA-15孔内相同维度、相同结构的超导铅纳米线的超导性能进行了比较。虽然Pb纳米线阵列显示出从高温下的1D超导性到低温下的3D体超导态的明显交叉，其中真正的零电阻由横向约瑟夫森相互作用触发，但这种转变似乎在NbN纳米线阵列中完全不存在。NbN中的小相干长度，这强烈抑制约瑟夫森耦合的讨论作为这种差异的起源。
2017-05-15 cond-mat.supr-con
Fabrication of superconducting nanowires based on ultra-thin Nb films by means of nanoimprint lithography
纳米压印光刻（NIL）是一种非传统的光刻技术，由于其低成本和高生产率，在超导纳米线的制备中具有很大的应用前景，可用于制备大面积的超导纳米线单光子探测器（SNSPD）或由数百个SNSPD组成的多元件器件。在这项工作中，NIL被用来图案化超导纳米线与曲折型结构的基础上超薄（~4 nm）的Nb薄膜，直流磁控溅射在室温下沉积。采用热近红外和紫外近红外相结合的方法将压印硬模上的弯曲图形转移到铌膜上。基于Si晶片的硬模由电子束光刻（EBL）定义，由于IPS作为软模在NIL工艺中将图案转移到压印抗蚀剂，因此该硬模几乎是不可消耗的。用NIL工艺制备的样品保持了与传统EBL工艺相当的超导性能。
2014-03-19 cond-mat.supr-con
Self-Heating Hotspots in Superconducting Nanowires Cooled by Phonon Black-Body Radiation
控制热传输对于从相变存储器到下一代电子产品的一系列设备和技术都很重要。这在纳米级器件中尤其如此，在纳米级器件中，热传输受到表面和维度变化的影响而改变。在超导纳米线单光子探测器中，纳米线和其制造的衬底之间的热边界电导（TBC）影响了使这些探测器具有应用吸引力的大多数性能指标。这包括最大计数率、延迟、抖动和量子效率。尽管它的重要性，TBC在超导纳米线器件的研究还没有系统地完成，主要是由于缺乏一个简单的表征方法。在这里，我们表明，简单的电气测量可以用来估计纳米线和基板之间的TBC，这些测量匹配各种基板的声学失配理论。数值模拟使我们能够完善我们的理解，然而，开放的问题仍然存在。这项工作应该使超导纳米线电子和低温探测器的热工程，以提高器件性能。
2021-04-10 cond-mat.supr-con
Superconducting nanowire single photon detectors fabricated from an amorphous Mo0.75Ge0.25 thin film
介绍了用非晶Mo_（0.75）Ge_（0.25）薄膜制备的超导纳米线单光子探测器的特性。制造的设备显示出饱和的内部检测效率在低于1 K的温度下，与系统暗计数率低于每秒500计数。在Gifford-McMahon（GM）低温制冷机在2.5 K的操作是可能的，系统检测效率（SNR）超过20%的SNSPD尚未优化的高检测效率。
2014-02-18 cond-mat.supr-con
Characterization of superconducting nanowire single-photon detector with artificial constrictions
对同一芯片上不同超导纳米线单光子探测器（SNSPD）性能的统计研究表明，纳米线中存在随机收缩，扫描电子显微镜几乎没有记录。借助先进的电子束光刻技术，在SNSPD和单根纳米线上制作了人工几何收缩。通过这种方式，我们以直接的方式研究了人工收缩对SNSPD的影响。通过在单根纳米线中引入不同线宽的人工收缩，我们得出结论，SNSPD的暗计数源于单一收缩。在SNSPD中进一步引入人工收缩，我们研究了探测效率与动力学电感和偏置电流之间的关系，证实了SNSPD中存在收缩的假设。
2014-06-09 cond-mat.supr-con
Superconductor Insulator Transition in Long MoGe Nanowires
一维超导线材的特性取决于不同特征长度的物理过程。为了确定在临界状态下占主导地位的工艺，我们研究了通过先进的电子束光刻在宽范围的长度（1-25微米）中制造的非常窄（9-20 nm）的MoGe线的传输特性。我们观察到，导线经历超导体-绝缘体转变，其由导线的横截面积控制，并且还可能由厚度-宽度比控制。平均场临界温度随导线截面的倒数呈指数下降。我们观察到，外加磁场可以诱导性质相似的超导体向绝缘体转变.我们的一些长的超导MoGe纳米线可以被识别为局域化超导体，即在这些线中，单电子局域化长度比线的长度短得多。
2012-04-15 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
Possible Indications of Electronic Inhomogeneities in Superconducting Nanowire Detectors
分析了用于单光子探测器的超导NbTiN纳米线的载压状态。在降低电流时，导线以阶梯状模式返回到超导状态，这在样品之间是不同的。消除几何不均匀性，如尖角，并没有消除这些阶梯状特征。它们似乎是材料所固有的。由于材料是强烈无序的，电子不均匀性被认为是一个可能的原因。一个热模型，考虑到随机变化的电子性能沿导线，被用作一个解释框架。
2012-12-19 cond-mat.supr-con
Strongly enlarged topological regime and enhanced superconducting gap in nanowires coupled to Ising superconductors
需要外部磁场来驱动接近s波超导体的纳米线进入支持马约拉纳端态的拓扑状态。然而，磁场通常抑制在纳米线上感应的邻近超导能隙。在最近的实验中，使用InSb纳米线耦合到Al，感应邻近间隙消失在磁场B~ 1 T。这导致导线上的小的超导能隙和与磁场的强度成比例的窄拓扑区域。在这项工作中，我们表明，通过将纳米线放置在最近发现的伊辛超导体，如原子薄的过渡金属二硫属化物（TMD）NbSe 2，拓扑超导能隙的线可以保持在一个大的磁场强为B~ 10 T。这种强大的拓扑超导能隙是由母体伊辛超导体的独特的等自旋三重态库珀对引起的。强磁场允许的拓扑制度的10倍以上的InSb线耦合到铝。我们的工作建立了一个现实的平台，建立强大的马约拉纳为基础的量子位。
2019-08-30 cond-mat.supr-con
Frequency pulling and mixing of relaxation oscillations in superconducting nanowires
许多超导技术，如快速单通量量子计算（RSFQ）和超导量子干涉器件（SQUID）依赖于约瑟夫森结中非线性动力学的调制来实现功能。然而，最近，基于纳米线的开关和热加热的超导器件已经被开发出来，用于诸如单光子检测和数字逻辑等领域。在本文中，我们使用电阻分流来控制超导纳米线的非线性加热，并比较所产生的动力学观察到的约瑟夫森结。我们发现，热点生长与外部分流的相互作用产生高频弛豫振荡与观察到的约瑟夫森结由于其快速的时间常数和能力，由一个弱的周期性信号调制的类似的行为。特别地，我们使用微波驱动器来拉动和混合振荡频率，从而产生类似于AC约瑟夫森效应的锁相特征。基于这些结论的新型纳米线器件在参量放大和频率复用等领域具有广阔的应用前景。
2017-09-19 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
A Dayem Loop Qubit Based on Interfering Superconducting Nanowires
Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理系）
本文提出基于两个并行超导纳米线的量子比特设计，利用Little-Parks效应产生振荡频率和非谐振性，通过磁场所诱导的量子干涉恢复立方非线性，实现功能性的超导量子比特。
2026-07-09 cond-mat.supr-con
Cratered Lorentzian response of driven microwave superconducting nanowire-bridged resonators: oscillatory and magnetic-field induced stochastic states
含有非线性介观元件（如超导纳米线）的微波法布里-珀罗谐振器可用于探索多体电路QED。在这里，我们报告的观察超导正常脉冲制度的微波（GHz）共面波导谐振器组成的超导钼锗薄膜中断的间隙，是由一个或多个悬浮的超导纳米线桥接。当驱动谐振器中的电流的稳态振幅超过纳米线的临界电流时，实现了涉及谐振器中的超电流的振幅的MHz频率振荡的这种制度。因此，我们能够确定的临界电流的温度依赖性，这符合相应的Barthel公式。脉冲状态表现为谐振器的基本洛伦兹峰顶部的明显的“火山口”。然而，一旦在固定的驱动功率下实现了脉冲机制，其对于对应于谐振器中的亚临界稳态电流的驱动频率范围保持稳定。我们开发了一个唯象模型的谐振器，纳米线系统，从中我们能够获得的振幅振荡的定量描述，也，除其他外，研究超导纳米线的热弛豫过程。对于包括两个平行的纳米线和受外部磁场的谐振器的情况下，我们发现场驱动的振幅振荡的起始功率的振荡，以及发生（强烈挫败纳米线的磁场的值）的一个独特的稳定状态，其中脉冲被随机振幅波动所取代。最后，我们给出了一个简短的讨论如何电路QED为基础的系统有潜力，以促进超导纳米线的量子相位滑移的理解。
2011-01-04 cond-mat.supr-con
Determining the depairing current in superconducting nanowire single-photon detectors
通过研究超导纳米线动力学电感随偏置电流的变化关系，估算了超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的失效电流。动态电感通过测量谐振器式纳米线共面波导在传输和反射配置中的谐振频率来确定。偏置电流相关的位移在测量的谐振频率对应于动态电感的变化，这可以与理论预测。我们证明，文献中描述的快速弛豫模型准确地匹配我们的实验数据，并提供了一个有价值的工具，直接测定的退配对电流。准确和直接的测量的depairing电流是至关重要的纳米线质量分析，以及建模工作，旨在了解SNSPD中的检测机制。
2019-04-18 cond-mat.supr-con
Vortex assisted mechanism of photon counting in superconducting nanowire single photon detector revealed by external magnetic field
我们利用外加磁场来探讨超导纳米线单光子探测器的探测机理。我们认为热带模型（其假设在吸收单个光子之后在超导纳米线的整个宽度上超导序参量$Δ$的部分抑制）不能解释对于具有$λ$ =450 nm的光子观察到的光子计数率（PCR）的弱场依赖性和PCR的显著{ \it减小}（随着磁场的增加）对于具有波长$λ$ =450-1200 nm的光子，在电流的某个范围内。对于所有研究的波长$λ= 450-1550$ nm发现的实验结果可以通过涡旋热点模型（其假设在尺寸小于纳米线宽度的区域中部分抑制$Δ$）来解释，如果考虑涡旋的成核和进入光子诱导的热点以及它们被具有相对大尺寸和强烈抑制的$Δ$的热点钉扎。
2015-05-18 cond-mat.supr-con
Thermal fluctuations in superconducting nanowires
我们重新分析了热激活相位滑移（TAPS）的问题，它可以主导足够薄的超导导线在接近$T_C$的温度下的行为。借助有效的行动方法，我们评估了TAPS率，结果超过了D.E. McCumber和B.I. Halperin，Phys. Rev. B { \bf 1}，1054（1970）在TDGL分析中通过因子$\sim (1-T/T_C)^{-1} \gg 1$。这两种方法的结果中的额外差异出现在接近Ginzburg-Landau临界电流的偏置电流处，其中TAPS速率变得更大。我们还推导出一个简单的公式，跨超导导线的电压噪声的TAPS率。我们的研究结果可以在现代超导纳米线实验中得到验证。
2008-06-18 cond-mat.supr-con
Position-dependent effect of non-magnetic impurities on superconducting properties of nanowires
安德森定理指出，非磁性杂质不会改变传统超导体的整体性质。然而，随着维数的降低，杂质的影响变得更加显著。在这里，我们研究超导纳米线的直径小于超导相干长度使用的微观描述的基础上Bogoliubov-de Gennes方法。我们发现：1）杂质强烈地影响超导性质，2）该效应是杂质位置依赖性的，并且3）其对于共振和非共振线宽度表现出相反的行为。我们发现这是由于序参量的形状共振和横向量子限制引起的子带能谱之间的相互作用。这些效应可以用来操纵约瑟夫森电流、子带过滤电子和研究超导子带的对称性。
2014-12-31 cond-mat.supr-con
Novel voltage signal at proximity effect induced superconducting transition temperature in gold nanowires
我们观察到一个新的电压峰的邻近效应诱导超导金（Au）纳米线，而通过超导转变温度冷却的样品。在升温过程中，电压峰值变为下降。电压峰（或谷）被发现是密切相关的出现（消失）的邻近感生超导电性的Au纳米线。电压信号的幅度取决于温度扫描速率，当温度变化慢于0.03 K/min时，无法检测到电压信号。这种瞬态特征表明了该效应的非平衡特性。根据Ginzburg-Landau模型，该电压峰是W接触中自由能相对较低的库珀对的出现以及库珀对和准粒子的非平衡扩散共同作用的结果。
2018-03-21 cond-mat.supr-con
Vortex crossing, trapping and pinning in superconducting nanowires of a NbSe$_2$ two-dimensional crystal
研究了电子束光刻法制备的NbSe $_2$二维晶体纳米线，重点研究了Abrikosov涡旋运动对纳米线的影响。我们目前的磁阻测量这些纳米线，并显示相关的功能，涡交叉，捕获和钉扎。涡旋交叉率被发现随外加磁场的变化而非单调变化，这导致非单调的磁阻变化与伦敦近似的理论计算一致。在较低的临界场$H_{c1}$之上，交叉率也受到由样品边界或钉扎中心捕获的涡旋的影响，从而导致样品特定的磁阻图案。我们表明，本地的钉扎电位可以通过故意引入表面吸附物进行修改，使磁阻图案的“磁指纹”的样品特定配置的涡旋钉扎中心在一个2D晶体超导纳米线。
2016-02-04 cond-mat.supr-con
Detection Efficiency of a Spiral-Nanowire Superconducting Single-Photon Detector
我们研究了超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的螺旋布局的探测效率。与传统的曲折设计相比，该设计对纳米线的急转弯中的临界电流减小不太敏感。具有从300到100 nm的不同纳米线宽度的检测器样品从沉积在蓝宝石衬底上的4 nm厚的NbN膜图案化。螺旋，曲折，和简单的桥结构的临界电流IC在4.2 K的测量和比较。在100 nm宽的样品上，在400-1700 nm波长范围内测量检测效率，并确定热点平台的截止波长。在光学范围内，螺旋探测器的探测效率达到27.6%，是曲折探测器的1.5倍。在红外范围内，检测效率提高一倍以上。
2012-10-15 cond-mat.supr-con
Modelling response time contrasts in superconducting nanowire single photon detectors
本研究针对超导纳米线单光子探测器的材料性能差异问题，构建通用数值模型分析不同材料的探测极限与响应特性，发现高温超导材料可实现单光子探测且响应速度快三个数量级，为器件材料选型提供理论支撑。
2024-03-12 cond-mat.supr-con
Highly crystalline superconducting MgB2 nanowires formed by electrodeposition
超导纳米线可以通过高通量的化学途径合成，并且作为超导器件的低耗散材料具有很大的前景。然而，由于缺乏足够的方法将纳米线安装到给定的电子电路中，超导纳米线的适用性受到了限制。最大的障碍之一是将金属端子连接到超导纳米线以建立电接触。克服这一困难的一种有吸引力的方法是直接在金属端子上合成超导纳米线，使得纳米线与金属表面电接触。在这里，我们证明，这可以通过在熔融盐中的电沉积来实现。39-K超导体二硼化镁（MgB 2）以高度结晶的纳米线形式电沉积到金属表面。MgB 2纳米线实现了与金属表面的广泛电接触。二硼化镁纳米线携带高密度的超电流，可以与大块材料相媲美。这种方法的MgB 2纳米线的电沉积提供了一个解决方案的主要挑战之一，阻止超导纳米线的实际应用。
2009-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Vortices induced Periodic Magnetoresistance Oscillations in Single Crystal Au Nanowires
在本文中，我们表明，它是可能的，在金纳米线连接到超导电极诱导超导涡旋。金纳米线通过邻近效应获得超导电性。纳米线的微分磁阻在超过临界磁场时表现出随着磁场增加的均匀振荡，其周期为\phi 0/（2 \pir^2）（\phi 0 = h/2 e是超导通量量子，r = 35 nm是纳米线的半径）。我们证明，这些周期性的振荡是连续的生成和移动的涡旋在金纳米线的签名。
2011-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resistance of superconducting nanowires connected to normal metal leads
我们实验研究了超导纳米线连接到正常金属水库的低温电阻。我们发现，相当大一部分的纳米线是电阻性的，下降到最低温度测量，由于正常电流到超导的Andreev转换的固有边界电阻的指示。结果成功地分析了扩散超导体的动力学方程。
2004-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting nanowire diode
本文提出了一种基于超导纳米线的最小二极管器件，在垂直磁场下利用偏置电流极性和幅度调控超导-正常金属相变，实现非互易输运，整流效率超过24%，并有望用于构建低耗散超导集成电路。
2023-06-20 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Majorana Fermions in Topological Superconducting Metallic Nanowires probed by a Superconducting Condensate
我们报告了几个低温实验支持的存在下，马约拉纳费米子的超导铅纳米线制造的扫描隧道显微镜。这些纳米线是由压痕过程产生的STM针尖和样品之间的连接桥梁。我们在这里表明，通过控制调谐的纳米线区域的几何形状，其中超导性是由施加的磁场限制，在这些情况下获得的电导曲线是拓扑超导性和马约拉纳费米子的指示。这种行为的最突出的特点是出现了零偏置峰的电导曲线，叠加在一个正常的金属和超导体之间的Andreev制度的电导的背景特性。当施加大于铅体临界场的磁场时，部分纳米线出现零偏压峰。这个场驱动其中一个电极进入正常状态，而另一个电极（尖端）在其顶点保持超导状态。同时，在纳米尺度的连接纳米线中出现了拓扑超导态。
2013-02-11 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
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
Very Strong Superconducting Proximity Effects in PbS Semiconductor Nanowires
我们报道了利用PbS半导体纳米线和Pb0.5In0.5超导电极制备强耦合纳米混合超导结。在0.3 K时，最大超导电流可达15 μA，这是迄今为止在超导体-纳米线超导结中观察到的最高值。微波诱导的恒定电压阶跃的观察证实了真正的约瑟夫森耦合通过纳米线的存在。外磁场作用下临界电流的单调抑制也与窄结模型吻合得很好。开关电流的温度依赖性随机分布表现出从相扩散到热激活过程的交叉，随着温度的降低。这些强耦合纳米杂化超导结将有利于门可调谐超导量子信息器件的发展。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-phase Relationship, Thermal and Quantum Phase Slips in Superconducting Nanowires made on Scaffold Created using Adhesive Tape
超导纳米线中的量子相位滑移（QPS）是发展量子比特的一个新的候选者。理论上还预测，由于在拓扑结构不同的亚稳态之间的隧穿，QPS的发生显著地改变了导线的电流-相位关系（CPR）。我们目前的超导纳米线的微波响应的研究，以揭示其CPRs。首先，我们展示了一种简单的纳米线制造技术，基于市售的胶带，它允许从不同的金属制成薄的超导导线。我们比较了Mo $_{76}$、Ge $_{24}$和Al纳米线的电阻-温度曲线与经典和量子相滑移模型。为了描述这些纳米线的实验观察到的微波响应，我们使用McCumber-Stewart模型，这是广义的，包括经典或量子CPR。
2009-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Nanowires as Nonlinear Inductive Elements for Qubits
我们报告了超导法布里-珀罗谐振器（SFPR）的微波传输测量，超导纳米线放置在超导波腹。当等离子体振荡被激发时，超电流被迫流过纳米线。谐振器-纳米线器件的微波传输表现出非线性谐振行为，显著依赖于超电流振荡的幅度。我们表明，这种幅度依赖的响应是由于非线性的电流相位关系（CPR）的纳米线。的Duffing振荡器，其中的纳米线作为一个纯粹的电感元件，在低温和低振幅的限制内的非线性振荡器模型内的结果进行解释。低品质因数样品在较高驱动功率下的共振峰处呈现“火山口”，这是由于耗散。在具有较高品质因数的样品中，我们观察到传输响应对频率扫描的滞后分叉行为。Duffing模型用于解释Duffing双稳态图。我们还提出了一个概念，基于超导纳米线的动力学电感依赖于电流的量子比特。
2010-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-Loss Superconducting Nanowire Circuits Using a Neon Focused Ion Beam
我们提出了低温测量低损耗超导嵌线谐振器在低功耗限制相关的量子线路。超导谐振器嵌入超导纳米线的宽度下降到20纳米，使用氖聚焦离子束。在低功率极限下，我们证明了在300 mK时内部品质因数高达3.9 × 10^5 [意味着在10 mK时两级系统限制的品质因数高达2 × 10^5]，不仅显著高于类似器件，而且与传统约瑟夫森结嵌入式谐振器的最新技术水平相匹配。我们还显示了高灵敏度的纳米线的杂散红外光子，这是可控的适当的预防措施，以尽量减少杂散光子在样品环境中。我们的研究结果表明，基于超导纳米线的量子线路具有良好的应用前景。
2017-08-08 cond-mat.supr-con quant-ph
Efficient Single Photon Absorption by Optimized Superconducting Nanowire Geometries
我们报告的模拟结果表明，超导纳米线的最佳光子吸收可以发生在填充因子远小于100%。我们还提出了我们的超导纳米线单光子探测器实现氧化硅上使用NbTiN的高性能的实验结果。
2013-05-24 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Josephson Current in Rashba-based Superconducting Nanowires with Geometric Misalignment
我们研究了两个Rashba基超导纳米线之间的几何错位的弱链接的性质。通过施加外部磁场，可以将系统驱动到拓扑非平凡区域。我们表明，约瑟夫森电流可以调制的幅度和符号，通过外加电场的变化，并显着，通过角度控制的自旋轨道锁定失配在纳米线的界面。所提出的设置与未对准的共面纳米线提供了积木配置的操纵通过几何控制的混合/分裂的界面态的相干输运。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Nanowire Fabrication on Niobium Nitride using Helium Ion Irradiation
超导器件容易因其导线边缘的杂质和缺陷而导致性能降低，这可能导致局部电流拥挤。在这项研究中，我们探索了使用氦离子辐照来修改超导材料的晶格结构，以改变其固有特性。该过程将使我们能够直接图案化设备，并有可能提高纳米线的质量。为了实现这一点，我们使用来自扫描氦离子显微镜（HIM）的离子束来定位超导材料上的损伤以创建纳米线。在这项研究中进行了两个实验。首先，在氮化铌（NbN）微丝上暴露一系列氦离子剂量，以确定抑制超导性的估计剂量密度。使用该第一实验的结果，将纳米线图案化到微丝上，并且测量每个样品的电流-电压特性。我们的研究结果表明，氦离子辐照是一种有效的超导纳米线无阻制备方法。
2020-03-05 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Anti-proximity Effect in Aluminum Nanowires
反邻近效应，其中超导纳米线中的超导性被抑制或削弱时，接触体超导电极，首先显示在Zn纳米线阵列中，通过外部磁场将电极从超导状态调谐到正常状态，已在单晶铝纳米线中得到证实。超导电极接触的单个铝纳米线在零磁场下的临界电流被发现明显小于正常电极的临界电流，这表明该效应不是磁场的结果。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stimulated quantum phase slips from weak electromagnetic radiations in superconducting nanowires
研究了超窄超导纳米线在弱电磁辐射下的量子相位滑移率。超导体处于接近超导-绝缘转变的脏极限，在那里磁通粒子以强耗散运动。我们使用半经典的方法，并表明，外部辐射刺激量子相位滑移的概率显着增强。这有助于基于受激量子相位滑移现象设计一种新型的微波至亚毫米波辐射探测器。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Macroscopic Quantum Tunneling in Superconducting Junctions of β-Ag$_{2}$Se Topological Insulator Nanowire
报道了β-Ag $_{2}$ Se拓扑绝缘体（TI）纳米线与Al超导电极接触的超导结的制备和电输运性质。临界电流的温度依赖性表明，超导结属于短结和扩散制度。作为窄结的特征，临界电流随着磁场的增加而单调减小。开关电流的随机分布表现出宏观量子隧穿行为，在T = 0.8K之前都是稳定的。我们的观察表明，基于TI晶体管的约瑟夫森结可能是一个有前途的构建块的纳米混合超导量子比特的发展。
2017-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional Order Shapiro Steps in Superconducting Nanowires
为了研究准一维超导体中的锁相效应，我们将超导纳米线暴露于微波辐射下。当微波功率足够高时，伏安特性曲线中出现夏皮罗阶跃电阻分支。在0.9- 4GHz范围内的频率下，这些阶跃仅为整数阶。在更高的频率下，出现1/2、1/3、1/4甚至1/6阶的阶跃。我们使用多值电流相位关系（CPR）的纳米线的数值模拟这种行为。
2008-10-09 cond-mat.mes-hall 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
Role of kinetic inductance in transport properties of shunted superconducting nanowires
近年来，人们对超导长纳米线的输运特性进行了研究[M. W. Brenner { \it et. al.}，B { \bf{85} }，224507（2012）]。测量的电压-电流（$V$ - $I$）特性被解释为相位滑移中心的出现在分流线，整个线被建模为一个单一的约瑟夫森结。实验中使用的长纳米线的动力学电感通常很大。在这里，我们认为，分流超导纳米线作为一个约瑟夫森结串联电感器。电感取决于导线的长度和截面。在我们的分析中包含电感修改了$V$ - $I$曲线，并增加了从超导状态到电阻状态的切换速率。在一些实际的参数设置中，定量差异可能相当大，并且对于正确理解实验结果可能很重要。通过对不同长度和截面的超导纳米线的研究，我们提出的模型得到了实验验证。
2013-07-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Frequency-Multiplexed bias and readout of a 16-pixel Superconducting Nanowire Single-Photon Detector Array
我们展示了一个16像素阵列的射频超导纳米线单光子探测器与集成和可扩展的频分复用架构，减少了所需的偏置和读出线到一个单一的微波馈线。讨论了嵌入在谐振电路中的光子敏感纳米线的电学行为，以及单个探测器的光学性能和定时抖动。除了单像素测量，我们还演示了16像素阵列的时间，空间和光子数分辨率的操作。
2017-04-28 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Comment: Superconducting transition in Nb nanowires fabricated using focused ion beam
在最近的论文中，Tettamanzi等人（2009 Nanotechnology \bf{20} 465302）描述了使用聚焦离子束制造超导Nb纳米线。他们在低于$T_c$的热和量子相位滑移的框架内解释了他们的电导率数据。在下文中，我们将论证他们的分析是不适当和不完整的，导致矛盾的结果。相反，我们提出了一个解释的SN邻近模型内的数据。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evanescent states and non-equilibrium in driven superconducting nanowires
研究了超导扩散纳米线在正常库之间电流输运的非线性响应。我们从理论上和实验上证明了存在两种不同的超导状态时出现的导线被驱动的平衡由一个外加偏压，称为全球和双峰超导状态。通过使用两个探针测量的导线，和测量的局域态密度与隧道探针的不同的状态。分析是在扩散超导体的准经典动力学方程的框架内进行的。
2012-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Demonstration of a superconducting nanowire microwave switch
纳米线集成到超导传输线作为一个单极单掷开关的功能被证明。该开关具有2至8 GHz的瞬时带宽，打开和关闭状态之间的隔离度超过10 dB。开关在闭合状态下不消耗功率，在断开状态下$\approx 15~\rm{nW}$消耗功率。打开和关闭状态之间的上升和下降响应时间约为$370~\rm{ps}$。
2019-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum charge diffusion in underdamped Josephson junctions and superconducting nanowires
在欠阻尼极限下研究了量子涨落对约瑟夫森结和超导纳米线电流-电压特性的影响。量子涨落引起库仑阻塞和超电流分支之间的跃迁，并且在高电阻环境的情况下可以显著地修改电流-电压特性的形状。由于相荷对偶性，我们的结果可以直接推广到相反的过阻尼极限。
2008-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shape resonances in the superconducting order parameter of ultrathin nanowires
我们研究了洁净极限下圆柱形纳米线的受限横超导模的形状共振效应。Bogoliubov-de Gennes方程的数值研究结果表明，能隙参数从其体值的显着偏差的转变温度的深刻影响。最引人注目的是，共振的大小被发现是由约一个数量级大于在具有相同宽度的金属薄膜。
2005-08-01 cond-mat.other cond-mat.supr-con
