Flux pinning characteristics in cylindrical ingot niobium used in superconducting radio frequency cavity fabrication
本文给出了用于超导射频（SRF）谐振腔制造的圆柱形大块大颗粒（LG）和细颗粒（FG）铌样品的直流磁化强度和穿透深度测量结果。表面处理包括电解抛光和低温烘烤，因为它们通常应用于SRF腔。磁化强度数据拟合使用修改的临界状态模型。临界电流密度Jc和钉扎力Fp的计算从磁化数据和它们的温度依赖性和场依赖性。与FG样品相比，LG样品具有较低的临界电流密度和钉扎力密度，这意味着较低的磁通捕获效率。这种效应可以解释LG腔中经常观察到的剩余电阻值低于FG腔。
2012-01-18 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
A model for hot spots and Q-slope in granular Niobium thin film superconducting RF cavities
我们提出了一个模型来解释导致在铌薄膜超导RF腔的内壁热点的形成的功率耗散。我们探讨的物理机制是由于在晶粒界面边界的表面电流流动的收缩。这种收缩产生了额外的电接触电阻，这引起了局部的点状散热。在这些点的温度是派生的，和电接触电阻被证明取决于磁场上的增益接触的大小，其中耗散发生，和其他关键参数，包括有效的伦敦穿透深度和频率。表面电阻和品质因数的确定使用我们的模型，并被证明是在良好的协议与实验数据。
2022-04-07 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Understanding Quality Factor Degradation in Superconducting Niobium Cavities at Low Microwave Field Amplitudes
在铌超导射频加速腔中，低场品质因数的降低--所谓的\emph{low field Q slope or LFQS} --是一个长期存在的无法解释的效应。通过将高$Q$测量技术扩展到超低场，我们发现了两个先前未知的效应特征：i）在低于$E_\mathrm{acc} \sim 0.1$ ~MV/m的RF场下的饱和; ii）通过生长较厚的五氧化二铌而增强的强降解。我们的研究结果表明，LFQS可能是由两个层次的系统在天然铌氧化物内腔表面，从而确定了一个新的剩余电阻的来源，并提供指导潜在的非加速器低场应用的SRF腔。
2017-11-22 cond-mat.supr-con physics.acc-ph quant-ph
Single electron transistors with high quality superconducting niobium islands
采用电子束阴影蒸发技术制备了深亚微米Al-AlOx-Nb隧道结和铌岛单电子晶体管。使用模板掩模组成的热稳定的聚合物聚醚砜（PES）和锗，高品质的铌图案具有良好的超导性能和高达2Delta = 2.5毫电子伏的铌的能隙。由于单个库珀对的隧穿效应以及超导态和正常态下显著的栅极调制效应，晶体管的I（U）特性表现出特殊的特性。
2001-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The phase boundary of superconducting niobium thin films with antidot arrays fabricated with microsphere photolithography
本文报道了具有大面积准六方孔阵列的超导铌膜的$I_c(B)$ - $T_c(B)$相界的实验研究。用微球光刻法对孔阵列进行图案化。我们研究了穿孔铌膜的直接电流传输测量的方法接近转变温度$T_c$在垂直施加磁场。我们发现明显的调制的临界电流与施加的磁场，我们解释为一个后果的Abrikosov涡晶格和准六角形钉扎阵列之间的可折叠状态。此外，我们观察到的小公园振荡的临界温度与磁场。
2012-03-12 cond-mat.supr-con
Collapse of the critical state in superconducting niobium
采用磁光可视化、热测量和磁测量方法研究了铌箔中磁通量分布的巨大突变。均匀通量跳跃，有时几乎完全灾难性崩溃的临界状态的报告。结果进行了讨论的热磁不稳定性机制与不同的发展方案。
2006-09-20 cond-mat.supr-con
Discovery of Niobium Hydride Precipitates in Superconducting Qubits
本研究结合AFM、X射线衍射和ToF-SIMS等技术，发现在超导量子比特铌膜中存在氢化铌析出物，揭示了其作为退相干新来源导致准粒子和TLS损耗，并提出缓解其形成的工程途径。
2025-08-14 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of ultrapure niobium
本文研究了不同纯度铌样品的临界磁场、磁化曲线和临界电流，发现超纯铌因Ginzburg-Landau参数的温度依赖性随温度降低从第一类超导体转变为第二类超导体，并验证了其临界电流与无力电流分布假设的一致性。
2025-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Transforming Native Oxide into a Metallic Platinum--Niobium Alloy for Passivation of Superconducting Niobium Films
Center for Functional Nanomaterials, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室功能纳米材料中心）；Material Measurement Laboratory, National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院材料测量实验室）；National Synchrotron Light Source II, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室第二代同步辐射光源）
针对超导铌薄膜表面氧化物导致的两能级系统介电损耗问题，提出通过热退火形成Nb-Pt合金层抑制氧化的方法，实验和理论验证了其稳定性和有效性。
2026-10-09 cond-mat.supr-con
Room temperature deposition of superconducting Niobium Nitride films by ion beam assisted sputtering
本文采用室温离子束辅助溅射法（IBAS）制备了氮化铌薄膜。电和结构表征进行了电输运和磁化强度测量，在不同的温度下，X射线衍射和原子力显微镜。与NbN的反应溅射相比，在离子束存在下溅射的膜显示出超导临界温度T $_{\rm{c}}$的显著增加，同时在沉积期间对氮浓度表现出较低的灵敏度。的超导临界温度的厚度依赖性是可比的，在高衬底温度下通过常规方法制备的薄膜，是由量子尺寸效应或弱本地化驱动的行为是一致的。
2018-06-27 cond-mat.supr-con
Change of surface critical current in the surface superconductivity and mixed states of superconducting Niobium
对不同表面处理后的铌块体材料进行了系统的不可逆磁化研究。从光滑表面开始，并研磨它们，观察到临界电流的强烈增加达到明显的极限值。一个令人印象深刻的变化的临界电流也观察到在表面超导（SSC）状态，达到相同数量级的混合状态的值。我们还解释了观察到的强SSC的磁场垂直于larges方面的SC沿凹凸的波纹表面的成核。
2016-09-23 cond-mat.supr-con
Niobium stripline resonators for microwave studies on superconductors
微波波谱学是揭示超导体本征性质的有力实验工具。超导带状线谐振器，其中所研究的材料构成的接地平面之一，提供了一个高灵敏度的研究超导体样品。为了改进这种测量技术，我们研究了铌制成的带状线谐振器，并将结果与铅带状线谐振器进行了比较。用这种技术，我们能够确定铌的复电导率和能隙$Δ(0)=2.1$ meV的温度依赖性。最后，我们展示了使用铌带线谐振器在钽体样品的超导转变的测量。
2014-08-20 cond-mat.supr-con
Magnetoresistance Oscillations in Granular Superconducting Niobium Nitride Nanowires
我们报告的磁阻振荡超导NbNx纳米线通过氨气退火NbSe 3前体纳米结构的合成。尽管纳米线的横向尺寸远大于超导相干长度，但这些纳米线在低温下的电压-电流特性让人想起一维超导体，其中量子相位滑移与耗散的起源相关。我们表明，在这项工作中观察到的磁阻振荡和电压-电流特性的结果从我们的纳米线的颗粒结构。
2009-07-14 cond-mat.supr-con
Signatures of Enhanced Superconducting Properties in Niobium Cavities
本研究系统观测到铌超导射频腔略低于临界温度时的反常频率凹陷，结合两种不同工艺腔的交流电导率相干峰测量与理论对比，揭示了极低有限无序条件下的超导性能增强特征。
2025-04-01 cond-mat.supr-con physics.acc-ph quant-ph
How High a Field Can Be and Has Been Achieved in Superconducting Bulk Niobium Cavities Across Different RRR Values?
本文研究超导铌腔中RRR与最大表面磁场的关系，发现现代腔接近热失控场但低于过热场极限，需结合先进表面处理和热稳定性优化以达到过热场。
2024-10-24 cond-mat.supr-con physics.acc-ph quant-ph
Temperature dependence of clusters with attracting vortices in superconducting Niobium studied by neutron scattering
本文用甚小角中子散射研究了超导铌样品的中间混合态，发现这种状态是通过一个有序的涡旋晶格出现，然后与涡旋团簇共存，最后在低温下消失而稳定下来的。团簇中的涡旋具有恒定的周期性，与所施加的场无关，表现出接近穿透深度的温度依赖性。团簇在高温极限消失。所有的结果都符合非局域效应引起的涡吸引的解释，并表明钉扎的作用可以忽略不计。报道了Abrikosov涡格和涡团之间的相共存，显示了边界线的一阶性质。
2014-04-03 cond-mat.supr-con
Evidence for Cooper Pair Diffraction on the Vortex Lattice of Superconducting Niobium
利用μ子自旋旋转（μSR）技术研究了纯铌单晶的Abrikosov涡旋晶格（VL）。在BCS-Gor'kov理论的框架下对μSR数据的分析使我们能够确定微观参数和理论的局限性。随着温度的降低，涡核周围的场变化大大偏离金兹伯格-朗道理论的预测，并采用明显的圆锥形。这是德里奥对干净超导体预言的VL上库珀对部分衍射的证据。
2013-11-09 cond-mat.supr-con
Niobium diselenide superconducting photodetectors
本文报道了二硒化铌（NbSe $_2$）的光响应，它是一种过渡金属二硫属化物（TMD），具有超导特性，可达单层。通过使用微机械切割的2至10层来构建器件，并在350 mK-5 K范围内使用纳米光学映射在电流偏置下进行测试，其中发现它们是超导的。超导状态可以通过光的吸收而被打破，从而在器件被电流偏置时产生电压信号。发现响应是能量依赖的，使得该器件可用于需要能量分辨率的应用，例如测辐射热法、光谱学和红外成像。
2019-03-06 cond-mat.supr-con physics.app-ph
RF surface resistance tuning of superconducting niobium via thermal diffusion of native oxide
最近，铌超导射频腔在300-400 ℃之间真空热处理几个小时，表现出非常高的品质因数（在2.0 K时约为5 × 10^10）。新的二次离子质谱测量的O，N和C表明，这种增强RF表面电导率主要与间隙O合金化通过溶解和扩散的原生氧化物。我们使用的氧化物分解和O扩散的理论来量化以前未知的参数在建模这个过程中至关重要。真空热处理的Nb超导射频腔的RF测量证实了先前仅从800 C与N扩散合金化预期的最小化的表面电阻（较高的Q 0）。
2021-07-26 cond-mat.supr-con
Josephson junctions and superconducting quantum interference devices made by local oxidation of niobium ultrathin films
提出了一种制备约瑟夫森结和超导量子干涉器件（SQUID）的方法，该方法基于在原子力显微镜的偏压针尖下对3 ~ 6.5 nm厚的铌带线进行局部阳极氧化。微桥结和SQUID回路通过铌层的部分或全部氧化获得。两种类型的薄弱环节的几何构造：横向收缩（Dayem桥）和可变厚度的桥梁。基于这两种几何结构的SQUID显示了最大约瑟夫森电流的调制与相对于超导通量量子h/2 e的磁通量周期性。他们坚持到4K。基于变厚度桥的SQUID的调制形状和调制深度表明，弱连接尺寸变得与超导膜相干长度相当，其数量级为10 nm。
2001-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux expulsion in niobium superconducting radio-frequency cavities of different purity and essential contributions to the flux sensitivity
超导射频腔冷却过程中由于不完全迈斯纳态而导致的磁通量被捕获是射频损耗的重要来源。磁通捕获的灵敏度取决于钉扎涡旋的缺陷和杂质的分布和类型，以及当腔从正常状态转变为超导状态时的冷却动力学。在这里，我们提出的1.3 GHz的椭圆形腔的磁通捕获灵敏度的测量结果，由大颗粒铌不同纯度不同的冷却动力学和表面处理。结果表明，较低的纯度的材料的结果在一个较高的分数的捕获通量和捕获通量灵敏度参数$S$的表面处理的影响显着，但没有太大的变化，在平均自由程$l$。我们讨论了我们的研究结果的概述发表的数据上的依赖性$S(l,f)$的$l$和频率$f$使用的RF损耗的弹性涡流线驱动的情况下，稀疏的强钉扎缺陷和集体钉扎许多弱缺陷的RF电流的理论模型。我们的分析表明，如何多尺度钉扎机制在腔体中可以导致在$S(l)$的最大值类似的FNAL和康奈尔大学的团体观察到的钉扎特性可以从实验数据中提取。这里的主要贡献$S$来自弱钉扎区域的空腔表面，其中耗散振荡沿捕获的涡流垂直于表面传播到体以及超出层的射频屏蔽电流。
2020-02-24 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Universal behavior of the IMS domain formation in superconducting niobium
在II/1型超导体的中间混合态（IMS）中，由于部分吸引的涡旋相互作用，涡旋晶格（VL）和迈斯纳态畴共存。使用基于中子的多尺度方法结合磁化强度测量，我们研究了连续分解的均匀VL到越来越密集的域在IMS中的散装铌样品的不同纯度。我们发现一个普遍的温度依赖性的涡间距，密切相关的伦敦穿透深度和独立的外部磁场。即使在存在通量冻结转变（即明显的钉扎）的情况下，也会发生涡旋的重排，这表明在涡旋吸引开始时钉扎发生了破裂。
2019-05-15 cond-mat.supr-con
Vortex avalanches and self organized criticality in superconducting niobium
1993年，Tang提出[1]涡旋雪崩应该在超导体中产生自组织临界态，但迄今为止还缺乏确凿的证据。在本文中，我们报告了大量的微霍尔探针数据从超导铌的涡旋动力学，其中的雪崩大小的广泛分布的缩放作为一个幂律超过20年被发现。测量相结合的磁光成像，并表明，在一个广泛变化的磁景观的标度行为并没有改变，从而确定超导涡旋的动力学是SOC现象。
2002-08-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Narrow-band noise due to the moving vortex lattice in superconducting niobium
我们报告的电压噪声测量由于在铌，一个传统的低Tc超导体的涡旋运动。一个相干振荡导致窄带噪声（NBN）的证据。其特征频率是一个线性函数的超临界输送流的通量流制度，因此规模作为主要的速度的涡流。相关的长度尺度不是涡间距离，而是样品的宽度，表明在大尺度上的时间相干性。在V（I）的非线性部分也观察到NBN，在明显的不一致与磁通束的随机蠕变运动。NBN存在于峰值效应区域，表明在该区域中保留了长范围的时间相关性。
2008-12-23 cond-mat.supr-con
Reset dynamics and latching in niobium superconducting nanowire single-photon detectors
采用实验测量和数值模拟的方法研究了铌（Nb）超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的复位动力学。的检测动力学的数值模拟符合实验测量，在模拟中使用独立确定的参数。我们发现，如果光子诱导的热点冷却太慢，该设备将闩锁到直流电阻状态。为了避免闩锁，与控制热点形成后器件中电流复位的电感时间常数相比，热点冷却的时间必须短。从模拟的能量弛豫过程中，我们发现，热点的冷却时间主要是由温度依赖的电子-声子非弹性时间。闭锁防止复位并阻止后续光子检测。因此，快速复位到超导状态是必不可少的，我们实验证明这是如何实现的。
2010-08-05 cond-mat.supr-con
Substrate induced proximity effect in superconducting niobium nanofilms
研究了氧化硅和蓝宝石衬底上不同厚度的高质量铌纳米薄膜的结构和超导特性。不同的基板和Nb膜的超导性能所发挥的作用进行了讨论的基础上的缺陷的膜和Nb膜和基板之间的界面氧化层的存在下。用X射线吸收光谱分析了界面层的结构。我们发现，这个界面层导致一个强大的邻近效应，特别是在SiO $_2$衬底上沉积的薄膜，改变Nb膜的超导性能。我们的研究结果表明，临界温度是由量子尺寸效应之间的相互作用，由于Nb膜厚度的减少，和邻近效应。
2018-10-30 cond-mat.supr-con physics.app-ph
High quality superconducting niobium films produced by Ultra High Vacuum Cathodic Arc
真空电弧是生产具有增强的附着力和膜密度的涂层的公知技术。许多阴极电弧沉积系统实际上在工业和研究中使用。它们都在（高）真空条件下工作，其中水蒸气压力是膜污染的重要来源，特别是在脉冲电弧操作模式下。在这里，我们提出了超高真空条件下工作的阴极弧系统（UHVCA）。UHVCA技术在低于100 ℃的沉积温度下制备出了具有优异结构和电学性能的高纯铌薄膜。因此，UHVCA技术为所有需要超纯薄膜的应用开辟了新的前景，或者在等离子体浸没离子注入的情况下，为超纯等离子体开辟了新的前景。
2004-09-10 cond-mat.supr-con
Effect of high temperature heat treatments on the quality factor of a large-grain superconducting radio-frequency niobium cavity
大晶粒铌已成为制备超导射频谐振腔的一种可行的替代品。在这方面的贡献，我们报告的结果从热处理研究的大晶粒1.5 GHz的单细胞腔的“中等纯度”铌。热处理前的基线表面制备包括标准缓冲化学抛光。在新设计的真空感应炉中进行了800 - 1400 ℃的热处理。在2.0 K和90 mT的峰值表面磁场（Bp）下，Q 0值的数量级为2 × 1010。在1400 ℃下热处理后，在2.0 K和Bp = 90 mT下获得的Q_0值为（5 ± 1）× 1010。这是在该温度、频率和磁场下报道的最高值。通过二次离子质谱、次级电子显微镜、能量色散X射线、点接触隧穿和X射线衍射分析了在1400 ℃下用腔热处理的样品，并揭示了复杂的表面组成，其包括氧化钛、增加的碳和氮含量，但与未热处理的样品相比降低了氢浓度。
2013-03-25 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Dependence of the residual surface resistance of superconducting RF cavities on the cooling dynamics around $T_\mathrm{c}$
我们报告了通过$T_\mathrm{c}$的冷却动力学对超导铌腔中捕获的外部磁通量的量的强烈影响。对于细晶粒和单晶铌以及所有表面处理，包括有和没有120 $^\circ$ C烘烤和氮掺杂的电抛光，效果是相似的。腔壁上的直接磁场测量表明，该效应源于磁通捕获效率的变化：缓慢冷却导致几乎完全的磁通捕获和更高的剩余电阻，而快速冷却导致更有效的磁通排出和更低的剩余电阻。
2014-03-07 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Direct Measurement of Microwave Loss in Nb Films for Superconducting Qubits
本研究通过三维SRF谐振器分离损耗因素，首次直接关联HiPIMS铌薄膜射频损耗与材料参数，发现其量子区微波损耗低、寿命达秒级，明确铌损耗非二维超导量子比特相干时间主要限制，介电氧化物才是关键，并给出铌损耗成为限制的边界。
2024-07-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Phonon-drag induced suppression of the Andreev hole current in superconducting niobium contacts
我们已经研究了如何在弹道点接触的Andreev反射孔电流响应于一个大的偏置电压。其强烈的抑制作用可以用高能电子流过接触产生的非平衡声子风所产生的阻力来解释。空穴-声子相互作用导致低能空穴的散射长度降至100\，nm，从而破坏了安德烈夫反射空穴对电子路径的相干折回。
2011-09-17 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
Niobium's intrinsic coherence length and penetration depth revisited using low-energy muon spin spectroscopy and secondary-ion mass spectrometry
TRIUMF（特利昂夫实验室）；University of Victoria（维多利亚大学）；Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器设施）；Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）
本研究利用低能muon自旋谱学和二次离子质谱测量铌的伦敦穿透深度和相干长度，发现其内禀参数表明清洁铌处于I型和II型超导体的边界。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optimization of Superconducting Niobium Nitride Thin Films via High-Power Impulse Magnetron Sputtering
本文系统比较直流磁控溅射与高功率脉冲磁控溅射制备氮化铌薄膜，发现HiPIMS因更优化学计量和结晶性在所有厚度下均获得更高超导临界温度，并进一步通过AlN缓冲层和衬底加热提升性能。
2024-10-22 cond-mat.supr-con
Morphology of the Superconducting Vortex Lattice in Ultra-Pure Niobium
Nb的超导磁通线晶格（FLL）的形态包括具有各种锁定跃迁和对称性破缺旋转的渐变。我们报道了一个全面的小角中子散射研究的FLL在超纯单晶铌作为一个功能的方向施加磁场。我们属性的一般形态的FLL和它的方向，以三个占主导地位的机制。第一，非本地的贡献，第二，开放和封闭的费米面片之间的过渡，第三，迈斯纳和舒布尼科夫阶段之间的中间混合状态。
2009-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time Resolved Stroboscopic Neutron Scattering of Vortex Lattice Dynamics in Superconducting Niobium
超导涡旋晶格，玻璃和液体作为结晶的模型系统和作为超导性质的微观信息的来源引起了极大的兴趣。我们报告的第一次使用时间分辨小角中子散射的超纯铌的涡旋晶格倾斜模量C44的直接显微测量。除了一个总的趋势，以更快的涡旋晶格动力学的温度升高，我们观察到一个戏剧性的转变与非平凡的涡旋晶格形态在中间混合状态的弛豫过程。这种转变是由于在样品的表面处的舒布尼科夫域的朗道分支。我们的研究代表了一个展示如何直接访问涡旋晶格熔化和涡旋物质态的形成为其他系统。
2011-01-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dimensional crossover and incipient quantum size effects in superconducting niobium nanofilms
系统地研究了在不同衬底上溅射铌纳米薄膜的超导和正常态性质，在d=9-90 nm范围内，作为薄膜厚度的函数。所有薄膜的超导到正常转变的宽度保持在几十mK，因此非常窄，证实了它们的高质量。我们发现，超导临界电流密度表现出明显的最大值，三倍大于其体积值，膜厚度约25 nm，标志着3D到2D的交叉。提取的磁穿透深度示出了一个相当大的增强最薄的膜，除了通常的退磁效果。在蓝宝石衬底或挤压纳米膜的横向尺寸的情况下，已经获得了超导性质的附加放大效应。对于接近20 nm的厚度，我们还测量了两倍的垂直临界磁场相比，其饱和值为d>33 nm，表明缩短的相关长度和形成小的库珀对的冷凝。我们的数据分析证明了量子尺寸和邻近效应之间令人兴奋的相互作用，以及强耦合效应和最薄薄膜中无序的重要性，定位具有最佳增强的临界特性接近BCS-BEC交叉制度。
2017-09-30 cond-mat.supr-con
Flux flow properties of superconducting niobium thin films in clean and dirty limits
研究了强钉扎铌膜中洁净和脏超导极限的磁通流动特性。在高J值（J = 10^{6} A/cm^{2}）下的电场-电流密度特性测量结果成功地与大范围温度和磁场下磁通流和磁通流不稳定性的理论模型进行了比较。在高耗散的非线性制度进行了分析，在一个修改后的拉金Ovchinnikov模型，考虑到准粒子加热效应的框架。Bezuglyj和Shklovskij（BS）详细阐述的该模型定义了过渡磁场Bt，在该过渡磁场Bt之上，由于从衬底的有限热移除，准粒子分布变得不均匀。从BS模型，我们可以推导出准粒子的非平衡寿命的值，这是10至100倍短的脏样品相比，清洁的，其温度依赖性是特定的Nb膜的电子性质。非线性制度的研究也提供了一个定量测定的薄膜-基板界面的热透明度。
2005-04-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity-Induced Distortions of Phonon Lineshapes in Niobium
用高分辨非弹性中子散射重新研究了超导引起的铌中声子线型的变化。我们发现，当声子频率接近超导能隙$2Δ$时，这些变化不仅仅是寿命和频率的简单变化。在元素铌中观察到的线形在性质上与先前在硼碳化物超导体中发现的线形相似，并且与Allen等人[PRB 56，5552（1997）]的理论所预测的线形非常一致。我们的结果表明，Allen等人的理论所预言的超导态中的特殊声子线型是一种普遍现象，并不局限于某一特定种类的化合物。
2010-07-14 cond-mat.supr-con
Niobium superconducting nanowire single-photon detectors
我们研究了由超薄Nb制成的超导纳米线光子探测器的性能。直接比较这些探测器和类似的纳米线探测器制造的NbN。我们发现，Nb探测器是显着更容易受到比NbN的热不稳定性（闭锁）在高偏压。我们表明，可以通过降低读出的输入电阻来稳定器件。以这种方式优化的Nb探测器被示出为具有相同几何形状的类似的大有效面积NbN探测器的复位时间的约2/3，对于470 nm处的单光子具有约6%的探测效率。
2009-01-08 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Strong Meissner screening change in superconducting radio frequency cavities due to mild baking
利用低能μ子自旋旋转（LE- $μ$ SR）方法，研究了粒子加速器超导体射频腔中具有反常高场耗散的“热”区.我们表明，在热区域的超导性能很好地描述了非本地Pippard/BCS模型铌在清洁的限制与伦敦穿透深度$λ_\mathrm{L} = 23 \pm 2$ nm。相比之下，来自120 $^\circ$ C烘烤腔的切出样品显示出大得多的$λ> 100$ nm和深度依赖的平均自由程，这可能是由于空位浓度的梯度。我们认为，这些空位可以有效地捕获氢，从而防止形成的负责任的射频损耗在热区。
2013-11-27 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Substrate mediated nitridation of niobium into superconducting Nb2N thin films for phase slip study
在这里，我们报告了一种新的氮化技术，将铌转化为六方晶系Nb 2N，似乎是超导低于1 K。在高真空条件下，对生长在Si_3 N_4/Si（100）衬底上的Nb薄膜进行高温退火，实现了Nb薄膜的氮化。的结构表征指导形成的大多数Nb 2N相，而形态显示颗粒性质的薄膜。随温度变化的电阻测量揭示了一个宽的金属到超导体的过渡具有两个不同的过渡区。接近正常状态的区域随膜厚强烈变化，而在超导状态附近的第二区域几乎保持不变，但表现出电阻拖尾。电流-电压特性也显示出宽的过渡嵌入中间电阻状态起源的相位滑移线。电流的过渡宽度和电阻阶跃的数目取决于膜厚，它们都随厚度的减小而增大。过渡区宽度的加宽是由邻近耦合超导纳米颗粒逐渐建立超导性所解释的，而有限尺寸效应和量子涨落可能导致电阻拖尾。最后，通过与Nb对照样品的比较，我们强调Nb 2N提供了非常规的超导性，在基于相位滑移的器件应用领域具有前景。
2019-06-20 cond-mat.supr-con
Increased superconducting transition temperature of a niobium thin-film proximity-coupled to gold nanoparticles using linking organic molecules
的超导临界温度，TC，薄Nb膜显着修改时，金纳米粒子（NPs）化学连接到Nb膜，与一致的增强时，使用3 nm长的乙硅烷连接分子。对于某些接头长度和NP大小，TC增加高达10%。当纳米颗粒与非连接分子物理吸附时，没有观察到变化。在低于TC的连接的NP上获得的电子隧穿光谱通常表现出零偏置峰。我们将这些结果归因于由有机连接体介导的Nb和NP中的电子耦合配对机制。
2011-11-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Engineering Nonlinear Response of Superconducting Niobium Microstrip Resonators via Aluminum Cladding
在这项工作中，我们发现，铝包覆铌微带谐振器是一种有效的方式来抑制由局部焦耳加热引起的非线性响应，从而提高微波功率处理能力。这种改善可能是由于Al和Nb层之间的邻近效应。邻近效应被发现是可控的，通过调整的Al层的厚度。我们发现，提高薄膜质量也是有益的，因为它提高了微波临界电流密度，但它不能消除局部加热。
2019-10-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Impact of time-ordered measurements of the two states in a niobium superconducting qubit structure
热激活的测量是在超导的铌持续电流（PC）量子比特结构中进行的，该结构具有相等和相反的循环电流的两个稳定的经典状态。磁化信号通过使DC SQUID的偏置电流斜升而读出。该斜坡导致两个状态的按时间排序的测量，其中一个状态的测量在另一个状态之前发生。这种时间排序导致有效的测量时间，其可用于探测两种状态之间的热激活速率。将磁化强度信号拟合为温度和斜坡时间的函数，可以估计我们的设备的品质因数为10^6，这个值有利于在较低温度下观察长量子相干性时间。
2003-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling Spectroscopy Study of Low Baked Bulk Niobium for Superconducting RF Cavity Applications
IRFU, CEA, University Paris-Saclay（法国原子能及替代能源研究所，法国原子能和替代能源委员会，巴黎萨克雷大学）
本研究通过点接触隧道谱实验，发现低温烘烤（特别是两步烘烤）能显著抑制腔级铌表面由氢化物引起的超导退化区域，为理解SRF腔性能提升提供了微观证据。
2026-10-05 cond-mat.supr-con
Temperature dependence of the superheating field in niobium
本文实验研究了铌的过热场Hsh与温度的关系。准确地确定这个场对于验证理论和理解粒子加速器超导腔中的梯度极限都是重要的。本文讨论了已提出的理论建模领域和它们之间的区别。用于测量Hsh的温度依赖性的实验过程利用高功率脉冲来驱动铌腔谐振器，使表面磁场非常迅速地斜升。通过测量作为时间函数的腔的品质因数，可以确定腔的任何部分在超导状态和正常导电状态之间转变的时刻。振荡超漏传感器被用来证明，过渡到正常的导电状态是全球性的，表明遇到了一个基本的限制。最后，我们看到，腔的110-120 C热处理-一种通常用于在高加速梯度下增加品质因数的方法-可能具有降低材料的过热场的有害影响，这是在超导铌腔中追求最大可实现加速梯度的基本限制因素。
2010-02-16 cond-mat.supr-con
Nitrogen Plasma Passivated Niobium Resonators for Superconducting Quantum Circuits
用于超导量子线路的铌金属结构中的微波损耗受到当暴露于周围环境时在数分钟的时间尺度上形成的天然表面氧化物层的限制。在这项工作中，我们表明，氮等离子体处理在金属-空气界面处形成氮化铌层，从而防止这种氧化。X-射线光电子能谱学证实了掺杂的氮超过5纳米到表面和抑制氧的存在。这种钝化在周围环境中老化15天后保持稳定。低温微波表征示出了平均填充因子调整的两级系统损耗角正切$\rm{Fδ_{TLS}}$，对于具有3个$\rmμ$ m中心带的谐振器为$(2.9\pm0.5)\cdot10^{-7}$，对于20个$\rmμ$ m中心带的谐振器为$(1.0\pm0.3)\cdot10^{-7}$，超过未钝化样品的性能四倍。
2022-02-18 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Improvement and protection of niobium surface superconductivity by Atomic Layer Deposition and heat treatment
本文介绍了一种对铌进行表面处理的方法，这种方法有可能改善超导射频腔的性能。我们目前的隧道和X射线光电子能谱（XPS）测量在腔级铌样品的表面涂覆有3 nm的氧化铝覆盖层沉积的原子层沉积（ALD）。在超高真空（UHV）中低温烘烤的涂层样品首先显示出退化的超导表面。然而，在450 ℃以上的温度下，隧道电导曲线显示与未处理的表面相比，超导态密度（DOS）显著改善。
2008-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Niobium Calorimeter for Studies of Adsorbed Helium Monolayers
我们研制了一个带有超导铌真空容器的量热计，用于研究石墨表面吸附的氦单分子膜，这是一种低于1K的二维量子物质。选择Nb是因为其在超导状态下的比热小。当基体的比表面积较小时，降低基体的附加热容（$C_{\rm{ad}}$）至关重要。在这里，我们显示的设计细节，建设和$C_{\rm{ad}}$测量的Nb量热计的结果下降到40 mK。测得的$C_{\rm{ad}}$足够小，因此我们可以用它来测量氦单分子膜在低于1 K的宽温度范围内的热容。我们发现在$C_{\rm{ad}}$中有一个相对较大的过剩热容，这被成功地归因于Nb中的氧或氮杂质附近的陷阱中心之间的氢（H）和氘（D）的原子隧穿。用隧道模型拟合得到的H和D的隧穿频率与以往掺H或D的Nb的实验结果一致。
2020-10-29 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Resistivity Ratio of Niobium Superconducting Cavities
电阻率的测量已经取得了Nb腔，以及在铅和铜，在296，77，和4.2 K的非接触式感应电流法的装置。对于超导体，恒定的磁场在低于转变温度时驱动材料正常。这些测量为初始材料评估提供了一种简单的方法，也为监测材料参数（纯度、热处理、气体掺入等）的影响提供了一种直接的方法。Hc、Hc 1和Hc 2的近似测定也可以从这些测量中导出。正常状态下的热导率和Ginzburg-Landau参数kappa计算的电阻率测量。
2003-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Persistence of superconductivity in niobium ultrathin films grown on R-Plane Sapphire
我们报告了在超高真空中沉积在原子级平坦的R面蓝宝石晶片上的铌纳米薄膜（从2到10 nm）的结构和电子分析。对于最薄的薄膜观察到织构多晶形态，表明在3.3nm的厚度下没有实现异质外延，这几乎与超导态的第一次测量一致。超导临界温度上升发生在一个非常窄的厚度范围内，一个单一的单层（ML）的数量级。最薄的超导样品（3 nm/9 ML）具有高于4.2 K的偏移临界温度，并且可以通过标准纳米纤维技术进行处理，以产生对量子器件有用的空气和时间稳定的超导纳米结构。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Soft X-Ray Single-Photon Detection With Superconducting Tantalum Nitride and Niobium Nanowires
我们已经制作了超快无暗计数软X射线单光子探测器（X-SNSPD）从TaN与各种传导路径宽度，我们比较它们的性能与相应的数据从Nb X-SNSPD。TaN X-SNSPD在器件检测效率、锁存和脉冲幅度方面提供了改进的检测器性能。与窄TaN导电路径相比，宽导电路径允许一定的能量分辨能力。然而，宽路径也限制了低温下的检测效率，这可以在热点模型中解释。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Plasma etching of superconducting Niobium tips for scanning tunneling microscopy
我们报告了一种可重复的技术，用于制造尖锐的超导铌尖端的扫描隧道显微镜（STM）和扫描隧道光谱。在反应离子蚀刻器中的SF $_6$等离子体中干法蚀刻具有250 $μ$ m直径的Nb线的部分。选择气体压力、蚀刻时间和施加的功率以产生自锐化效应，从而获得期望的尖端形状。所得到的针尖具有原子级的尖锐性，半径小于100 nm，并且在30 mK至9 K的温度范围内对Au（111）、Au（100）和Nb（100）的单晶样品以及掺杂的拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$产生良好的STM图像和光谱。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
