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
Andreev Reflections in NbN/graphene Junctions under Large Magnetic Fields
混合超导体/石墨烯（SC/g）结是研究库珀对和量子霍尔（QH）边缘模之间相关性的极好候选材料。实验研究具有挑战性，因为Andreev反射对结无序极其敏感，并且需要高磁场来形成QH边缘状态。我们制作了低电阻SC/g界面，由石墨烯边缘与NbN接触组成，势垒强度为$Z\approx 0.4$，在大于$18$ T的磁场下保持超导。我们建立了零场Andreev反射的石墨烯的狄拉克能带结构的作用，并通过移动镜面反射和逆Andreev反射与平行磁场之间的边界来展示Andreev反射光谱的动态可调谐性。通过施加垂直磁场，我们观察到由于NbN/g界面Andreev过程效率降低，导致$ν= 4$ Landau能级2探针电导的振荡抑制，这与理论预测一致.
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fabrication and Properties of NbN/NbNx/NbN and Nb/NbNx/Nb Josephson Junctions
本文研究了NbN/NbNx/Nb和Nb/NbNx/Nb结的制备与性质，发现前者在相同屏障厚度下Jc略低，但具有更高的Tc和能量隙，且在200摄氏度下实现了较高的IcRn产品。
2025-12-01 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Optimisation of NbN thin films on GaAs substrates for in-situ single photon detection in structured photonic devices
我们准备NbN薄膜直流磁控溅射[100] GaAs衬底上，优化其质量，并证明其用于有效的单光子探测在近红外。对于4 - 22nm厚的薄膜，建立了Nb：N含量、生长温度和晶体质量之间的相互关系。优化后的薄膜具有超导临界温度为12.6 \pm 0.2K的薄膜厚度为22 \pm 0.5nm和10.2 \pm 0.2K的4 \pm 0.5nm厚的薄膜。最佳生长温度为~475 ° C，这反映了增强的表面扩散（其提高了晶体质量）和砷从GaAs衬底蒸发之间的权衡。薄膜的元素组成的分析提供了强有力的证据，NbN的δ相形成在优化的样品中，主要通过生长期间的氮分压控制。采用电子束光刻和反应离子刻蚀技术，将4nm和22nm厚的薄膜刻蚀成宽100nm、长369 μ m的弯曲纳米线，在GaAs衬底上制作了单光子探测器。时间分辨的研究的光响应，绝对探测效率和暗计数率的这些探测器作为偏置电流的函数显示最大单光子探测效率高达21 \pm 2%，在4.3 \pm 0.1 K与~50 k暗计数每秒的98%Ic的偏置电流在950 nm的波长。正如预期的那样，由22nm厚的膜制成的类似探测器表现出低得多的效率（0.004%），具有非常低的暗计数率<= 3cps。光生热点的最大横向延伸估计为30 \pm 8nm，清楚地识别出厚膜检测器的低检测效率和暗计数率是由经由由NbN膜提供的热库的热点冷却引起的。
2012-12-10 cond-mat.mes-hall 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
Superconducting NbN Resonator Parametric Amplifiers for Millimetre Wavelengths
Clarendon Laboratory, Parks Road, Oxford OX1 3PU, United Kingdom（克拉伦登实验室）；Cavendish Laboratory, JJ Thomson Avenue, Cambridge CB3 OHE, United Kingdom（卡文迪许实验室）
通过反应溅射制备高Tc和高电阻率的NbN薄膜，用于动力学电感参量放大器，在25 GHz实现超过20 dB增益。
2026-07-01 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
Current Assisted, Thermally Activated Flux Liberation in Ultrathin Nanopatterned NbN Superconducting Meander Structures
我们目前的结果从一个广泛的研究由溅射NbN超导纳米线的波动现象。纳米线被制成曲折的形式，并在恒温T~0.4Tc（0）下工作。超导态被驱动接近电子相变附近的临界一个高偏置电流。足够强度的波动暂时驱动曲折结构的一部分进入正常导电状态，这可以被记录为纳秒持续时间的电压脉冲。我们考虑了三种不同的模型（涡反涡对，涡边缘障碍和相滑移中心）来解释实验数据。只有热激发的涡，无论是通过解开的涡-antivortex对或涡克服边缘障碍，导致一个令人满意的和一致的描述所有的测量。
2009-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Self- and Mutual Inductance of NbN and Bilayer NbN/Nb Inductors in Planarized Fabrication Process With Nb Ground Planes
本文测量了平面化工艺中NbN及NbN/Nb双层电感器的自感和互感，发现互感与Nb电感器相同，且动力学电感较大，可显著提升超导数字电子集成规模。
2023-02-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con physics.app-ph
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
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
Quantitative assessment of pinning forces and the superconducting gap in NbN thin films from complementary magnetic force microscopy and transport measurements
采用脉冲激光沉积法在MgO（100）衬底上制备了临界温度为16 K、厚度为100 nm的氮化三铝（AlN）薄膜。在不同温度下，在3 mT的磁场中场冷却后，测量了超导涡旋的低温磁力显微镜（MFM）图像。穿透深度的温度依赖性已被评估的二维拟合的涡廓线的Cupole-Cupol模型。其随后的拟合到一个单一的s-波间隙函数的结果在超导能隙振幅Δ（0）= 2.9 meV = 2.1*kB*Tc，在完美的协议与以前的报告。钉扎力已独立估计从局部脱钉的个别涡的横向力施加的MFM尖端和运输测量。这两种技术之间的定量一致性表明，对于低场，B <<Hc 2，MFM是探测钉扎景观局部变化的强大而可靠的技术。我们还证明，即使对于厚度与渗透深度相当的薄膜，单极模型也可以成功应用。
2011-01-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fully in-situ InAs nanowire Josephson junctions by selective-area growth and shadow evaporation
采用一种特殊的超导电极阴影蒸镀工艺，原位制备了基于InAs半导体纳米线和Nb超导电极的约瑟夫森结。与其他金属超导体如Al相比，Nb具有更大的超导能隙的优点，这允许在更高的温度和磁场下操作。我们的结是通过在两个相邻的倾斜Si（111）面上选择性生长的InAs纳米线对上阴影蒸发Nb来制造的，并且彼此以很小的距离交叉。相对于沉积源的上部线充当确定下部纳米线上的超导电极的间隙的荫罩。电子显微镜测量表明，完全原位制备方法给出了一个干净的InAs/Nb界面。在电流-电压特性曲线中观察到明显的约瑟夫森超电流，并可通过底栅进行控制。0.68的过量电流表示高的结透明度。在微波辐射下，观察到明显的整数夏皮罗台阶，表明正弦电流-相位关系。由于Nb的临界场很大，在超过1 T的磁场下仍能维持约瑟夫森超导电流。我们的研究结果表明，原位制备的Nb/InAs纳米线接触是非常有趣的候选人超导量子线路需要大磁场。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shadow evaporation of epitaxial Al/Al2O3/Al tunnel junctions on sapphire utilizing an inorganic bilayer mask
本文介绍了一种用于全外延Al/Al_2 O_3/Al超导隧道结蒸发的新型无机荫罩。通常用于荫罩和其他剥离工艺的有机抗蚀剂与超高真空沉积系统不兼容，并且它们甚至可以在适度升高的温度下分解。本文所述的无机掩模不具有这些相同的缺点。它是由Ge/Nb双层，包括悬浮Nb桥支持的底切Ge牺牲层。利用这样的双层掩模上的C-平面蓝宝石，外延铝隧道结的生长实现了使用分子束外延。结晶Al 2 O3在300 ℃下在2.0 μ mol/L的分子氧背景下扩散生长，而非晶氧化物在室温和25 μ mol/L下生长。采用各种分析技术来评估材料，并在毫开尔文温度下测量隧道结的电流-电压特性。
2012-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fabrication of stable and reproducible sub-micron tunnel junctions
我们已经进行了详细的时间稳定性和再现性的亚微米$Al/AlO_{x}/Al$隧道结，采用标准的双角度阴影蒸发制造的研究。我们发现，通过在蒸发之前积极地清洁衬底，从而防止结的任何污染，我们获得了非常稳定的氧化物阻挡层。我们还提出了测量大合奏的结，证明了制造过程的再现性。在大的合奏相同制造的结的测量隧道电阻的变化是在只有几个常数的范围内。最后，我们研究了不同热处理对结势垒的影响。这对于意味着对结进行退火的多步骤制造工艺尤其重要。
2011-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Implementing Josephson Junction spectroscopy in a scanning tunneling microscope
本文提出在扫描隧道显微镜中利用高电容超导针尖与超导样品形成约瑟夫森结，通过并联高电容分流降低线宽、热噪声和P(E)展宽，从而推进约瑟夫森结光谱在扫描几何中的实现，用于探测超导量子比特噪声的微观起源。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Asymmetry and decoherence in a double-layer persistent-current qubit
使用广泛使用的阴影蒸发技术制造的超导电路可能包含改变其量子动力学的非预期结。我们讨论了一种超导磁通量子比特的设计，它利用电路的对称性来保护量子比特免受不必要的耦合到噪声环境中，在噪声环境中，意外的结会破坏量子相干性。我们提出了一个理论模型的基础上最近开发的超导量子比特电路理论和计算弛豫和退相干时间，可以与现有的实验。此外，量子位到电路谐振（等离子体激元模式）的耦合根据电路的不对称性来解释。最后，延长所研究的超导量子比特的弛豫和退相干时间的可能性提出了所获得的结果的基础上。
2005-04-27 cond-mat.supr-con quant-ph
