Universal scaling of the critical temperature for thin films near the superconducting-to-insulating transition
超导薄膜形成了一个独特的平台,几何限制,强相互作用的电子。它们允许无序和超导性之间的内在竞争,这反过来又使有趣的超导体到绝缘体的转变成为可能,并被认为有助于理解高Tc超导性。此外,理解薄膜超导性在技术上是必不可少的,例如对于光电探测器和量子计算机。因此,在临界温度($T_c$)、薄膜厚度($d$)和薄层电阻($R_s$)之间缺乏一个已建立的普遍关系,这阻碍了我们对超导性的开始的理解和超导器件的发展。我们报道了在薄膜中,超导性的尺度为$d^.$ $T_c(R_s)$。我们通过分析过去46年来发表的不同材料的数据来证明这种缩放(并促进了该数据库的进一步分析)。此外,我们通过实验证实了NbN薄膜的尺度效应,用幂律对其进行了量化,探索了其可能的起源,并证明了其对超导薄膜器件的有用性。
2014-09-16 cond-mat.supr-con
Electric field-induced superconducting transition of insulating FeSe thin film at 35 K
据认为,绝缘母相中的强电子关联将通过提高高Tc铜酸盐中已知的库珀对的结合能来提高掺杂相中的超导性的临界温度(Tc)。为了在绝缘相中诱导超导体转变,需要注入高密度的载流子(例如,通过杂质掺杂)。具有离子液体栅极绝缘体的双电层晶体管(EDLT)使得能够研究这种场致转变,并且预期导致高Tc,因为它没有通常由常规载流子掺杂(例如,化学取代)。这里,对于绝缘外延薄膜,(~10 nm厚)的FeSe,我们报道了在施加+5.5 V的栅偏压下使用EDLT的35 K的高Tc,其比体FeSe的高4倍。栅偏压下的霍尔效应测量表明沟道中高度积累的电子载流子,其面密度估计为1.4 × 10^15 cm-2(平均体密度为1.7 × 10^21 cm-3),是高Tc超导性的起源。这一结果表明,EDLT是有用的工具,以探索绝缘母体材料的最终Tc。
2016-03-29 cond-mat.supr-con
Superconductor to weak-insulator transitions in disordered Tantalum Nitride films
研究了氮化钽薄膜的二维超导-绝缘体转变。在零磁场下,薄膜可以通过调整厚度和薄膜化学计量在整个SIT上进行无序调谐;绝缘薄膜表现出经典的跳跃传输。超导薄膜表现出磁场调谐的SIT,其绝缘基态在高场似乎是一个量子校正的金属。在场调谐SIT的标度行为显示出经典的渗流临界指数$z ν\approx$ 1.3,与相应的临界场$H_c \ll H_{c2}$。霍尔效应在$H_c$附近显示出交叉点,但具有与正常状态霍尔电阻率相当的非通用临界值$ρ_{xy}^c$。我们认为,高载流子密度的金属在超导态和(平凡的)绝缘基态之间的边界处总是表现出这种行为模式。
2017-05-05 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
Comment on "Magnetic-Field-Tuned Quantum Phase Transition in the Insulating Regime of Ultrathin Amorphous Bi Films"
最近的一封信[Lin & Goldman,Phys.Rev.Lett. 106,127003(2011)]已经呈现了高度无序薄膜的实验数据,其被解释为量子相变,这是该系统的有趣且令人惊讶的结果。在这里,我们提出了一个第一性原理计算,捕捉到的现象,并提供了一个替代机制的激活运输通过无序景观,而不是量子相变。
2011-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergence of superconducting dome in insulating ZrNx films via nitrogen manipulation
复制强相关的高转变温度(高Tc)超导体的材料以外的铜,铁,镍基化合物的电子相图一直是一项具有挑战性的任务。直到最近,一些材料系统才通过能带工程部分实现了这一目标。在这项工作中,我们结合薄膜生长,电荷传输,磁力,太赫兹光谱,拉曼散射和扫描透射电子显微镜,研究超导性和正常状态的ZrNx,揭示了一个相图,具有非凡的相似性的高Tc超导体。值得注意的是,即使ZrNx的超导性可以在Bardeen-Cooper-Schrieffer范式内表征,并且其正常状态可以在费米液体框架内理解,通过调谐N化学浓度,我们观察到超导圆顶在强绝缘状态附近的演变,并且正常状态的电阻率模仿其对应的高Tc超导体。
2022-04-07 cond-mat.supr-con
Intrinsic non-linear conduction in the super-insulating state of thin TiN films
我们在实验上研究了TiN薄膜中超导体向绝缘体转变的绝缘侧的电输运。在温度T > 50 mK时,我们观察到一个Arrhenius型电导,其激活能依赖于样品尺寸。在高偏压下,电流-电压(I-V)特性显示大电流跳变到电子加热为主的制度。对于最大的样品,并且低于50 mK,我们观察到低偏置幂律I ~ V^α特性,其中指数α> 1随着温度的降低而快速增长,这是电荷Berezinskii-Kosterlitz-无电荷类型的结合-非结合交叉所期望的。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect in thin-film superconductor/magnet heterostructures with metallic and insulating magnets
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);National Research University Higher School of Economics(国立高等经济大学)
研究发现,超导体/磁体异质结构中的接近效应在不同磁体类型中表现不同,金属和绝缘体磁体可被有效模型描述,而铁磁体和交替磁体则无法通过自旋分裂检测,但支持三重态相关性,可用于自旋电子学应用。
2025-10-20 cond-mat.supr-con
Evolution of orbital excitations from insulating to superconducting MgTi$_2$O$_4$ films
尖晶石氧化物是众所周知的功能材料,但很少表现出超导性。最近,在MgTi $_2$ O $_4$中发现了超导电性,这是由于电子掺杂的增加和轨道有序度的抑制。本文利用Ti $L$边缘共振非弹性X射线散射研究了MgTi $_2$ O $_4$超导薄膜和绝缘薄膜中的轨道激发。我们发现,增强的光谱权重的轨道激发和$t_{2g}$的带内激发的能量被软化的SC膜相比,绝缘的,这表明更高的电子掺杂和抑制的SC样品中的轨道顺序间隙。这些观察结果得到了我们使用最小两位点模型的多重峰计算的进一步支持。我们的研究结果为MgTi $_2$ O $_4$中轨道有序与超导电性之间的竞争提供了光谱证据,并为在尖晶石氧化物中寻找新型超导体提供了线索.
2023-01-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signature of Cooper Pairs in the Non-Superconducting Phases of Amorphous Superconducting Tantalum Films
本文研究了非晶Ta超导薄膜中的磁场或无序诱导的绝缘相和金属相。随着磁场的增加,绝缘相的非线性输运的演化呈现出非单调的行为。我们认为,这一观察可能是一个证据的存在,本地化的库珀对在绝缘相。由于金属相介入了Ta薄膜的超导态和绝缘态,这一结果进一步揭示了金属基态中也存在库珀对。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hyperactivated resistance in TiN films on the insulating side of the disorder-driven superconductor-insulator transition
我们调查的绝缘相,形成在氮化钛薄膜中的无序驱动的超导体-绝缘体转变的附近。在零磁场中,电阻随温度的变化呈现出一系列不同的区域,温度从对数态过渡到激活态,其间存在变程跳跃压缩。在低于2 T的垂直磁场中,热激活制度保持在中间温度,而在超低温下,电阻增加速度比热激活型。这表明导电性的机制发生了变化。我们发现,在较高的磁场下,热激活行为消失,磁阻等温线向接近量子电阻h/e ^2的值饱和。
2009-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting quantum phase transitions tuned by magnetic impurity and magnetic field in ultrathin a-Pb films
本文研究了均匀无序a-Pb薄膜中无序(d)、顺磁杂质(MI)和垂直磁场(B)对超导量子相变的影响。MI调谐转变的特征在于随着MI密度的增加,临界温度逐渐被抑制到零,并且连续转变到弱绝缘正常态。在所有重要的方面,d-调谐跃迁与MI-调谐跃迁非常相似,而且两者都是费米子性质。B-调谐跃迁在性质上是不同的,可能是玻色子。在临界区,它表现出的传输行为,表明B-诱导介观相分离和存在的库珀配对在绝缘状态。
2006-07-05 cond-mat.supr-con
Indirect Magnetic-Field-Tuned Superconductor-Insulator Transitions and Weak Localization of Bosons of Quasi-Two Dimensional Metal Films
磁场和静电调谐的超导体-绝缘体(SI)过渡的金属薄膜与水平的无序,把他们附近的无序调谐SI过渡出现直接的,连续的量子相变。当无序度较低的薄膜受到垂直磁场的作用时,在最低的温度下会出现超导-非超导的混合状态,而不是直接转变。电阻的零温度极限是绝缘的或超导的,这取决于场的值,这表明在这个极限的行为是由渗流物理。在高场和低温下,在名义上的绝缘制度,电阻,而不是电导被发现是一个对数函数的温度对应于预测的弱本地化玻色子。
2010-02-08 cond-mat.supr-con
Interfacial superconductivity and a Se-vacancy ordered insulating phase in the FeSe/PbOx heterostructures
该研究制备FeSe/PbOx异质结构,在三类单层FeSe相关界面发现超导,并揭示功函数差异导致的电荷转移对界面超导的关键作用。
2025-02-19 cond-mat.supr-con
Observation of the superconducting-insulating transition in a BiSr(La)CuO thin film tuned by varying the oxygen content
我们对单层铜氧化物Bi_2Sr_(2-x)La_xCuO_y(x = 0.6)的薄膜进行了高精度的掺杂控制实验,以观察超导绝缘转变(SIT)。Sr 2 +/La 3+取代(x = 0.6)允许我们从SIT附近的掺杂状态开始,通过真空退火工艺以非常少量改变氧含量来进一步微调SIT。在每次处理后,测量了300 K下的霍尔效应和电阻与T的关系R(T)。从金属侧接近SIT,并且随着T的降低,R(T)表现出高T金属行为,直到温度Tmin,然后是非金属增加(dR/dT< 0),直到在Tc处的超导转变之前的Tp处的最大值。这种重入行为在R(T),通常观察到的铜酸盐接近SIT,是由于在强电子相关性和不均匀性的存在下的相分离现象。我们提出了我们的结果提取R(T)和霍尔效应的研究在该地区接近SIT和绝缘区。相图显示了特征温度与掺杂的关系。
2008-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Giant Resonances in Superconducting Films Induced by Nonsuperconducting Layers
Universidade Federal Fluminense(弗鲁米嫩塞联邦大学);Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro(里约热内卢联邦大学物理研究所);Instituto Militar de Engenharia(军事工程学院);Departamento de Física, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro(里约热内卢联邦农村大学物理系);Centre for Quantum Metamaterials, Higher School of Economics University(高等经济学院量子超材料中心)
通过Bogoliubov-de Gennes方程和Anderson近似,发现SISIS结构超导薄膜中可公度共振将能隙增强至体材料能隙的三到四倍,该共振依赖于总膜厚与绝缘层间距的可公度性导致的局域量子态。
2026-06-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity on the localization threshold and magnetic-field-tuned superconductor-insulator transition in TiN films
介绍了超薄超导TiN薄膜电阻的温度和磁场相关测量。零场电阻的温度依赖性的分析表明一个潜在的绝缘行为,当考虑到Aslamasov-Larkin波动的贡献。这证明了超导相和绝缘相共存以及从一个直接过渡到另一个的可能性。磁场数据的标度行为与二维超导体中由量子相位涨落驱动的超导体-绝缘体转变(SIT)相一致。分析了SIT高场侧等磁电阻数据的温度依赖性,并证实了绝缘相的存在。在高磁场下,发现了从绝缘相到金属相的转变,其中电阻的零温渐近值等于h/e ^2。
2004-09-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence of Vortices on the Insulating Side of the Superconductor-Insulator Transition
本文研究了在平行和垂直于样品平面的磁场作用下,Bi绝缘薄膜的磁电阻效应。在强局域区的深处,磁电阻是负的,与磁场方向无关。随着膜厚度的增加,磁阻变为正,并且出现在垂直场和平行场中测量的值之间的差,该差是磁场的线性函数并且是正的。这与量子干涉图并不一致。我们认为这是由于超导体-绝缘体转变的绝缘侧上存在的涡旋。
1998-06-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Magnetically Induced Metallic Phase in Superconducting Tantalum Films
研究了均匀无序超导钽薄膜在磁场中的电子输运性质。薄膜表现出三种不同的运输制度,在零温度极限,我们确定为超导,金属和绝缘相。金属相是出乎意料的。这种金属相的传输特性被发现是类似的MoGe薄膜和高迁移率稀释二维电子或空穴限制在半导体界面或晶体管的几何形状。
2006-01-20 cond-mat.supr-con
Crossover From Cooper-Pair Hopping to Single-Electron Hopping in Pb$_x$(TiO$_2$)$_{1-x}$ Granular Films
本文实验研究Pb$_x$(TiO$_2$)$_{1-x}$颗粒薄膜,发现随Pb体积分数降低,低温跳跃输运从库珀对主导转变为单电子主导,并揭示其源于颗粒间约瑟夫森耦合减弱。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder- and magnetic field-tuned fermionic superconductor-insulator transition in MoN thin films. Transport and STM studies
本文利用输运和扫描隧道谱研究超薄MoN薄膜中无序和磁场驱动的超导-绝缘体转变,通过Finkelstein模型、Tc与能隙恒定比值及空间均匀性等证据,证实该转变为费米子型SIT。
2023-11-29 cond-mat.supr-con
A Superconducting Gap in an Insulator
我们目前的隧道光谱和输运测量无序氧化铟薄膜,揭示了一个超导能隙在绝缘状态下的存在。无序诱导超导体向绝缘体转变(SIT)两侧的两个薄膜在低温下表现出相同的能隙尺度。这种能隙持续到相对高的磁场,并且在无序超导体的典型磁阻峰上观察到。这些结果为理解无序诱导的SIT中绝缘态的性质提供了有用的信息。
2011-12-04 cond-mat.supr-con
Superconductivity-Related Insulating Behavior
我们提出的超导,无序,薄膜的非晶氧化铟的实验研究结果。通过施加垂直磁场($B$)可以将这些薄膜从超导相驱动到凹入绝缘态。我们发现高$B$绝缘体表现出具有特征温度$T_I$的活化输运. $T_I$在$B$ = 0时具有接近超导转变温度($T_c$)的最大值($T_{I}^p$),这表明超导相和绝缘相中的导电机制之间可能存在关系。$T_{I}^p$和$T_c$对无序强度表现出相反的依赖性。
2004-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Insulating Parent Phase and Distinct Doping Evolution to Superconductivity in Single-Layer FeSe/SrTiO3 Films
单层FeSe/SrTiO_3(FeSe/STO)薄膜由于其简单的晶体结构、独特的电子结构和极高的超导转变温度(Tc)而受到人们的广泛关注。单层FeSe/STO薄膜中Tc显著增强的起源以及单层和多层FeSe/STO薄膜之间超导性的二分法仍然存在争议。在这里,我们报告了对单层和多层FeSe/STO薄膜中掺杂的电子结构演变的全面高分辨率角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜/光谱测量。我们发现,单层FeSe/STO薄膜有一个明显的母相和掺杂演变的路线,从根本上不同于多层FeSe/STO薄膜的超导性。单层FeSe/STO薄膜的母相是绝缘的,其掺杂演化过程与铜氧化物超导体中掺杂莫特绝缘体的演化过程非常相似。在多层FeSe/STO薄膜中,通过电子掺杂抑制母体化合物中的有序,从而发生高Tc超导。单层FeSe/STO薄膜代表了铁基超导体中母体化合物是绝缘体的第一个明确情况。我们观察到的独特的母态和掺杂的单层FeSe/STO薄膜的演变提供了关键的洞察力,了解其创纪录的高Tc超导。它们还提供了一种在铁基超导体中实现高温铜酸盐超导体中常见的超导性的新途径。
2019-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Volatile Superconductivity in an Insulating Copper Oxide Induced via Ionic Liquid Gating
高T_c铜氧化物超导体的超导态的有效、可靠的调控对于其在新一代电子学中的应用具有重要意义。传统的方法大多是基于试错法,难以实现且耗时。本文采用离子液体门控技术,基于两种不同的机制,实现了Pr_2 CuO_{4\pmδ}薄膜的挥发性和非挥发性超导性的选择性控制:1)在正电场作用下,由于载流子掺杂效应,薄膜可以在非超导态和超导态之间可逆地切换。2)通过施加高达-4V的负偏置电压,膜变得更具电阻性,但引人注目的是,一旦去除栅极电压,就实现了非易失性超导性。这种持续的超导状态代表了铜氧化物中的一种新现象,这是由高分辨率扫描透射电子显微镜和原位x射线衍射实验揭示的铜-氧平面中氧空位的掺杂愈合引起的。在同一母体铜氧化物中对挥发/非挥发超导性的有效操纵和掌握,为超导电子学的更多功能打开了大门,也为研究高温超导体中量子相变的本质提供了灵活的样品。
2019-06-18 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
Cooper pair insulator in amorphous films induced by nanometer-scale thickness variations
超导(SC)材料,如欠掺杂铜氧化物、强磁场中的低维超导体以及绝缘体-超导体转变(IST)附近的绝缘膜,其反常的输运性质被认为是由于非均匀相的形成。难以将行为与观察到的不均匀性联系起来,使得这些联系不确定。这里主要感兴趣的建议,绝缘膜附近的IST,这表明了激活电阻和巨大的正磁阻,包含岛的库珀对(CP)。在这里,我们提出的证据表明,这些类型的不均匀性是必不可少的,这样的绝缘相在非晶Bi(a-Bi)薄膜沉积在基板上的图案与纳米尺寸的孔。图案化引起膜厚度变化和对应的耦合常数变化,其将绝缘体的成分从局部电子转变为CP。九种不同衬底上的膜的厚度调谐的ISTS附近的分析表明,SC岛之间的弱链接占主导地位的运输。特别地,当链路电阻接近对的电阻量子时,IST都发生。这些观察导致详细的图片CP本地化的超导耦合常数的空间变化。
2011-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic-field-induced parity effect in insulating Josephson junction chains
本文报道了在毫开尔文温度下外加磁场抑制超导能隙时,绝缘约瑟夫森结链输运特性中奇偶宇称效应的实验结果。主要特征是临界电压$V_c$的非单调依赖性,用于通过链的电荷传输的开始,其中奇偶交叉由奇偶字段$B^*$处的最大值$V_c$指示。我们还观察到一个独特的变化,在整个宇称过渡,库珀对占主导地位的运输低于$B^*$,让位于单电子占主导地位的运输高于$B^*$的传输特性。对于施加在超导铝膜平面上的场,发现在场$B^*_{||}$处发生宇称效应,使得超导能隙等于单电子充电能$Δ(B^*_{||})=E_C$。相反,垂直施加场的宇称效应可以发生在相对较低的场$B^*_\perp\simeq 2Φ_0/A_I$,仅取决于岛面积$A_I$。我们的研究结果提出了一个新的解释绝缘峰观察到的无序超导薄膜和一维带图案从这样的薄膜。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dichotomy of Electronic Structure and Superconductivity between Single-Layer and Double-Layer FeSe/SrTiO3 Films
在SrTiO_3衬底上生长的单层FeSe薄膜具有高温超导性,其独特的电子结构和无结超导能隙的观察引起了人们的广泛关注。最初的工作还发现,虽然单层FeSe/SrTiO 3膜表现出明显的超导性,但双层FeSe/SrTiO 3膜显示出绝缘行为。单层和双层FeSe/SrTiO 3薄膜之间的这种显著差异是令人惊讶的,并且潜在的起源仍然不清楚。在这里,我们报告我们的单层和双层FeSe/SrTiO 3薄膜之间的比较研究进行了系统的角度分辨光电子能谱研究在真空中退火的样品。我们发现,与单层FeSe/SrTiO_3薄膜一样,双层FeSe/SrTiO_3薄膜具有绝缘性和磁性,从而证实了FeSe/SrTiO_3薄膜中磁性相的普遍存在。特别地,双层FeSe/SrTiO 3膜显示出与单层膜完全不同的掺杂行为,因为其难以掺杂并且在广泛的退火条件下保持在绝缘状态。这种差异源于双层FeSe/SrTiO 3膜的底部FeSe层中来自FeSe-SrTiO 3界面的掺杂效率大大降低。这些观察结果为理解FeSe/SrTiO 3薄膜的超导电性起源和掺杂机制提供了关键的见解。单层和双层FeSe/SrTiO_3薄膜的性能差异,有利于在同一衬底上,在相同条件下制备超导和绝缘元件,从而实现电子器件的制备。
2014-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The nature of the "pseudogap" in the insulating phase of highly disordered superconductors
Bar-Ilan University(巴伊兰大学);Indian Institute of Technology Gandhinagar(甘地纳加尔印度理工学院);The Ohio State University(俄亥俄州立大学)
结合超高阻平面隧穿谱测量与量子蒙特卡罗模拟,证实高度无序超导体绝缘相中的单粒子能隙随无序度增大,为库珀对绝缘态提供了直接实验确认,建立了两类赝能隙的统一关联。
2026-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Localized Superconductivity in the Quantum-Critical Region of the Disorder-Driven Superconductor-Insulator Transition in TiN Thin Films
我们研究了TiN超导薄膜在无序驱动的超导体-绝缘体转变附近的低温输运性质。在零磁场中,我们发现超导相和绝缘相之间有一个非常尖锐的分离,证明了没有中间金属相的直接超导体-绝缘体转变。在中等温度下,在绝缘膜中,我们揭示了热激活的导电性与磁场依赖的激活能。在很低的温度下,我们观察到一个零电导状态,这是破坏在一定的脱钉阈值电压V_T。这些发现表明,形成了一个独特的集体状态的本地化的库珀对在临界区在过渡的两侧。
2008-01-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Superinsulating behavior in granular Pb film on gated few-layer MoS$_2$
该研究在栅控少层MoS2上的颗粒Pb薄膜器件中观察到超绝缘行为,发现其阈值电压随栅压变化而临界磁场不变,且电导饱和行为可由热激活与量子涨落组合模型解释。
2025-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High temperature superconducting FeSe films on SrTiO3 substrates
二维极限下的界面增强超导电性已成为凝聚态物理中最有趣的研究方向之一。在这里,我们报告的超薄FeSe薄膜的超导性能与一个单位电池(1-UC)的厚度生长在导电和绝缘SrTiO 3(STO)衬底。对于导电STO衬底上的1-UC FeSe(Nb-STO),磁化强度与温度(M-T)的测量显示在85 K下的抗磁信号,表明在此高温下出现超导性的可能性。对于绝缘STO衬底上的FeSe薄膜,进行了系统的输运测量,FeSe薄膜的方块电阻表现出Arrhenius TAFF行为,从单涡旋钉扎区到集体蠕变区的交叉。更有趣的是,霍尔电阻随温度的符号反转,观察到,表明在1-UC FeSe膜的Tc以上的电子传导从空穴传导的交叉。
2014-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Power law resistivity behavior in 2D superconductors across the magnetic-field tuned superconductor-insulator transition
我们提出了一个系统的研究结果的非晶氧化铟薄膜附近的超导体-绝缘体转变。我们发现,薄膜的电阻率遵循一个简单的,定义明确的,幂律依赖于垂直磁场。这种依赖性在绝缘状态下也很好。我们的研究结果表明,涡旋在我们的薄膜在超导以及绝缘阶段的运输中发挥了核心作用。
2006-08-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
True Superconductivity in a 2D "Superconducting-Insulating" System
我们给出了无序非晶薄膜的结果,这些薄膜预计将经历场调谐的超导体-绝缘体转变。基于低场数据和I-V特性,我们发现了低温金属到超导体转变的证据。这种转变的特点是滞后磁阻和I-V曲线的不连续性。在转变之上的金属相不同于超导性开始之前的“费米金属”。
2000-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic and optical properties of La-doped Sr$_3$Ir$_2$O$_7$ epitaxial thin-films
研究了拉伸应变(Sr $_{1-x}$ La $_x$)$_3$ Ir $_2$ O $_7$(x = 0,0.025,0.05)外延薄膜的结构、输运和光学性质。虽然高T $_c$超导理论预测的系统中,我们已经观察到,所有的样品保持绝缘与有限的光学能隙和莫特可变范围跳跃特性的运输。横截面扫描透射电子显微镜表明,结构缺陷,如堆垛层错出现在这个系统。La掺杂Sr $_3$ Ir $_2$ O $_7$薄膜的绝缘行为可能是由于La的无序诱导局域化和无效电子掺杂引起的,这揭示了铱酸盐外延薄膜与体单晶之间的有趣差异。
2018-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Preparation and Characterization of High-Entropy Alloy (TaNb)$_{1-x}$(ZrHfTi)$_x$ Superconducting Films
本文报道了(TaNb)_1-x(ZrHfTi)_x高熵合金超导薄膜的制备和物理性质。薄膜采用磁控溅射法在室温下制备,x = 0 ~ 1,平均厚度为600 ~ 950 nm。所有的薄膜结晶在一个伪体心立方(BCC)结构。对于x < 0.65的样品,正常状态下的性质是金属性的,而对于x > 0.65的薄膜是弱绝缘的。从金属到弱绝缘的转变发生在接近等摩尔化学计量。我们发现所有的薄膜,除了x = 0或1,成为超导在低温下,我们解释其超导性质的巴丁库珀施里弗(BCS)框架内。当x = 0.43时,固溶体的最高转变温度Tc = 6.9K。在近等摩尔比x = 0.65时,最大上临界场B_c2(0)= 11.05T,此时混合熵最大。所有的膜从运输测量导出的超导参数被发现是接近那些报道的非晶超导体。我们的研究结果表明,这些薄膜的高熵合金是有前途的候选人超导器件的制造。
2020-02-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Strain-Engineering Mott-Insulating La$_2$CuO$_4$
非常规超导性的转变温度$T_\textrm{c}$通常是可调的。例如,对于单层FeSe,最佳点唯一地结合到氧化钛衬底。相比之下,对于La $_{2-\mathrm{x}}$ Sr $_\mathrm{x}$ CuO $_4$薄膜,这样的衬底是次优的,并且最高的$T_\textrm{c}$替代地使用LaSrAlO $_4$获得。因此,一个突出的挑战是了解薄膜超导性的最佳条件:哪些微观参数驱动$T_\mathrm{c}$的变化,以及我们如何调整它们?在这里,我们通过X射线吸收和共振非弹性X射线散射光谱的结合,演示了La $_2$ CuO $_4$薄膜的库仑和磁交换相互作用如何通过压缩应变来增强。我们的实验和理论计算表明,在掺杂下产生最大$T_\textrm{c}$的衬底也产生最大的最近邻跳跃积分、库仑和磁交换相互作用。因此,我们建议优化的母亲莫特状态作为一种战略,提高铜酸盐的超导转变温度。
2019-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Size induced metal insulator transition in nanostructured Niobium thin films: Intragranular and intergranular contributions
随着平均晶粒尺寸的元素Nb的纳米结构薄膜中的减少,我们观察到一个系统的交叉从金属到弱绝缘行为。在绝缘相的电阻率的温度依赖性的分析清楚地表明存在两个不同的激活能对应于颗粒间和颗粒内的运输机制。虽然高温行为主要是由晶界散射的传导电子,离散的能级的效果,由于量子限制显示在低温下。我们发现,在晶界处的能垒是成比例的很大程度上无序的晶粒间区域的宽度,这增加了晶粒尺寸的减小。由于晶界处能隙的打开,纳米Nb发生金属-绝缘体转变的临界晶粒尺寸约为8 nm,相应的晶界宽度约为1.1 nm。
2006-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling probe of fluctuating superconductivity in disordered thin films
超导-绝缘相变附近的无序薄膜是理解强关联材料中量子相变的关键。SIT由超导量子涨落控制,这可以通过例如隧道测量来揭示。这些实验检测光谱间隙,伴随着抑制相干峰,不适合BCS预测。为了解释这些观测结果,我们考虑了有限范围超导涨落对态密度的影响,重点放在SIT的绝缘侧。我们进行了一个控制的图解重申,并推导出隧道微分电导的解析表达式。我们发现,即使在存在长程关联的情况下,短程超导涨落也会抑制相干峰。我们的方法提供了一个现有的测量无序薄膜的定量描述,并占隧道光谱与抑制相干峰观察到,例如,在伪间隙制度的高温超导体。
2017-12-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con