Superconductivity in disordered thin films: giant mesoscopic fluctuations
讨论了具有大无因次电导g的均匀无序薄膜介电特性的本征不均匀性。结果表明,在临界电导g_c >> 1附近,由于库珀吸引力的库仑抑制,介观涨落(通常包含一个小的1/g)被极大地增强,在临界电导g_c >> 1处,超导性在T=0时被破坏。这导致了强烈的空间波动的局部转变温度,从而对热相变的热膨胀性质。
2005-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic pairing without superconductivity
我们讨论了具有可变吸引配对相互作用的介观纳米线中的配对签名。根据导线的长度,密度和相互作用强度,这些系统实现了同时散装介观和BCS-BEC交叉,我们描述的奇偶参数,量化的奇偶能量差和广义的散装库珀对结合能介观系统。我们发现宇称参数可以从最近的测量电导振荡SrTiO $_3$纳米线G。Cheng等人[Nature 521,196(2015)],其中它标记了分离对和单粒子电流的临界磁场。我们的结果将实验中的波动为主的介观制度的BCS侧的交叉。
2017-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Field-induced p-wave Superconductivity in Mesoscopic Systems
利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,研究了半径为$R$的准二维系统中的超导态.结果表明,在相干长度为$R<R_\text{c}\simξ(0)$(T=0)的s波SC样品中不存在涡旋。我们预测,手征p波态表现出超导性的$R<R_\text{c}$只有在存在的涡旋与相反的手征。这种{ \it诱导} SC相位是配对序参量的非零手性的结果,并且意味着手性边缘电流的存在。我们的研究可能会被应用于敏锐地探测非常规超导体的配对对称性。
2012-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic coherence effect in superconductor-metallic ferromagnet structures
方程6中的边界条件无效。
2002-05-16 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic superconductivity and high spin polarization coexisting at metallic point contacts on the Weyl semimetal TaAs
外尔半金属是一种拓扑上非平凡的物质相,它承载着无质量的外尔费米子,这种粒子自理论发现以来80多年来一直难以捉摸。外尔半金属具有独特的输运和磁输运性质以及极高的表面自旋极化。在这里,我们表明,一个独特的介观超导相的临界温度高达7 K,可以实现通过形成金属点接触与银(Ag)的单晶的TaAs,而既不是银也TaAs超导体。从这样的点接触获得的Andreev反射谱拟合以及在一个修改的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)模型与超导能隙高达1.2 meV。该模型的分析还揭示了高达60%的高输运自旋极化,表明自旋极化的超电流流过TaAs上的点接触。这种点接触也表现出大的各向异性磁阻(AMR)源于自旋极化电流。因此,除了发现一种新的介观超导相,它的共存与一个大的自旋极化,我们的研究结果也表明,点接触的Weyl半金属在自旋电子学的应用是潜在的重要。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Approaching Zero-Temperature Metallic States in Mesoscopic Superconductor-Normal-Superconductor Arrays
放置在普通金属膜上的超导岛系统提供了二维(2D)超导性的可调实现;因此,它们可以阐明关于2D超导体和竞争态的性质的开放问题。特别是,岛系统已被预测表现出零温度金属状态。虽然在某些二维系统中存在这种金属态的证据,但它们的性质还没有得到很好的理解:传统的金属理论无法解释它们,而且它们的性质很难调整。在这里,我们表征的超导转变介观岛阵列系统作为岛的厚度和间距的函数。我们观察到两个过渡过程中的超导性,这两个过渡温度表现出意想不到的强大的抑郁症广泛分布的岛屿。这些凹陷与系统接近零温度金属态是一致的。过渡的性质和它们之间的状态解释使用的现象学模型,涉及稳定的超导性在每个岛上通过一个弱耦合,并从其邻居的反馈。
2011-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nucleation of Superconductivity in a Mesoscopic Loop of Finite Width
计算了介观环的正常/超导相界Tc随外加垂直磁场H的变化。虽然对于细线环和填充圆盘的Tc(H)曲线是众所周知的,但对于中间情况,即有限线宽的介观环,研究得很少。线性化的第一Ginzburg-Landau方程在适当的正常/真空边界条件下在内部和外部环半径处求解。对于细线环,Tc(H)振荡是完全周期性的,并且Tc(H)背景是抛物线的(这是通常的Little-Parks效应)。对于较粗线宽度的回路,存在交叉磁场,在该交叉磁场以上,Tc(H)变为准线性,其周期与填充盘的Tc(H)相同(即,伪周期振荡)。这种尺寸转变类似于平行场中薄膜的2D-3D转变,其中一旦膜厚度超过温度相关相干长度1.8倍,涡旋就开始穿透材料。对于目前研究的环路,交叉点由类似的条件控制。在高场“3D”制度,一个巨大的涡旋状态建立,只有一个表面超导鞘附近的样品的外径是本。
1999-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
SuperConga: an open-source framework for mesoscopic superconductivity
我们提出了SuperConga,一个开源的框架,用于模拟非常规和弹道单重态超导体的平衡性质,局限于二维(2D)介观晶粒中的垂直外部磁场,在任意低温。它的目标是既快速又易于使用,无需访问计算机集群即可进行研究,并使用OpenGL进行实时可视化。核心是用C++和CUDA编写的,通过利用现代GPU的并行计算能力,利用准经典超导理论的并行特性。该框架自洽地计算了超导序参量和感应矢量势,得到了电流密度、自由能、感应磁通密度、局域态密度以及磁矩。提供了一个用户友好的Python前端,使仿真参数可以通过直观的配置文件或命令行界面定义,而无需深入了解实现细节。例如,可以相对容易地创建复杂的几何形状。该框架附带了用于分析和可视化结果的简单工具,包括用于光谱学的交互式工具。概述的理论,以及展示框架的功能和易用性的例子。该框架可以从https://gitlab.com/superconga/superconga免费下载,其中还链接到广泛的用户手册,包含更多的示例,教程和指南。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tip-induced Superconductivity
人们普遍认为,拓扑超导性,一个迄今为止难以捉摸的阶段的量子物质,可以实现诱导超导性的拓扑材料。在寻找这种拓扑超导体的过程中,某些拓扑绝缘体(如Bi $_2$ Se $_3$)通过金属离子(Cu、Pd、Sr、Nb等)的插入而成功地转变为超导体。在拓扑材料中也可以通过施加压力来诱导超导性。例如,在拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$中发现了压力诱导的超导相。在这篇综述中,我们将讨论另一种在非超导拓扑材料中诱导超导性的新方法--通过在材料上制造一个介观界面,并在该界面上形成一个非超导的、正常的金属尖端,介观界面变得超导。这样的阶段现在被称为尖端诱导超导(TISC)阶段。这是2014年在印度IISER Mohali的Cd $_3$ As $_2$上首次发现的。随后,大量其他拓扑材料显示出TISC。由于TISC相仅出现在介观点接触下的受限区域,因此用于表征超导性的传统体工具不能用于检测/确认这样的相。另一方面,这种点接触几何结构对于探测温度和磁场相关的超导能隙和温度和磁场相关的临界电流的可能存在是理想的。我们将回顾实验特征的细节,这些特征可以用来证明超导性的存在,即使在检测超导性的“教科书”测试无法进行的情况下。然后,我们将审查TISC阶段可以实现的不同系统。
2020-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic interplay of superconductivity and ferromagnetism in ultra-small metallic grains
本文综述了电子-电子相互作用对超小混沌金属颗粒基态自旋和输运性质的影响。我们的研究是基于一个有效的哈密顿量相结合的超导BCS类项和铁磁斯通条款。这些术语分别起源于配对和自旋交换相关。这种描述在大的无量纲无量纲电导的极限下是有效的。我们提出的基态相图中的波动占主导地位的制度,其中单粒子的平均水平间距是可比的散装BCS配对间隙。这个相图包含一个机制,其中配对和自旋交换相关共存的基态波函数。我们讨论了库仑阻塞制度中几乎孤立的晶粒的隧穿电导的计算,并提出了可测量的签名的超导性和铁磁性之间的竞争在介观波动的电导。
2009-06-29 cond-mat.mes-hall
Vacuum diamagnetism of mesoscopic metallic samples
研究了介观金属样品在外加磁场中表面等离子体激元模的零点能。等离子体激元真空的磁响应已被证明是抗磁性的。在薄膜中,这种表面真空抗磁性至少与体电子的磁性具有相同的数量级。因此,一种新型的磁性薄金属样品,这是互补的众所周知的泡利顺磁性和朗道反磁性的贡献的电子气的磁性显示已被证明。
2003-08-25 cond-mat.mes-hall
Persistent Currents versus Phase Breaking in Mesoscopic Metallic Samples
介观正常金属环中的持续电流即使在第一次实验观察十年后,对理论家和实验学家都是一个挑战。在对现有的实验和理论结果进行简要回顾后,我们集中讨论了持续电流的大小与断相率的关系。特别是,我们考虑的影响引起的噪声,散射在两个级别的系统,和磁性杂质。
2002-01-21 cond-mat.mes-hall
Proximity effect thermometer for local temperature measurements on mesoscopic samples
利用超导体附近正常金属线的强温度依赖电阻,我们已经能够测量在低温下由金属线中流动的直流电流加热到几十毫开尔文的电子的局部温度。通过将两个这样的温度计放置在样品的不同部分,我们已经能够测量由直流电流在样品中流动引起的温度差。这种技术可以提供一种灵活的手段,使定量的热和热电测量介观金属样品。
2001-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Stoner instability in metallic nanoparticles revealed by shot noise
我们研究顺序隧道通过金属纳米粒子接近的斯通纳不稳定性耦合到平行磁化电极。增加偏置电压连续打开与纳米颗粒的总自旋的激发相关联的传输通道。对于电流来说,这只会导致阶梯式的增加。与此相反,Fano因子示出了作为偏置电压的函数的大的超泊松值和次泊松值之间的振荡。我们解释了广义随机电报噪声的增强Fano因子,并提出了一个方便的工具,探测介观Stoner不稳定性的散粒噪声。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic oscillations of the conductance of disordered metallic samples as a function of temperature
我们从理论和实验上表明,小无序样品的电导表现出随机振荡作为温度的函数。振荡的振幅随温度的幂律衰减,其特征周期为温度本身的数量级。
2005-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Signature of chiral superconducting order parameter evidenced in mesoscopic superconductors
Quantum Science Center of Guangdong-HongKong-Macau Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学)
本研究针对手性超导的实验检测难题,发现β-Bi₂Pd介观超导环的Little-Parks效应中临界温度随磁场线性调制的手性特征,建立了检测手性超导的新实验方法。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport and Magnetism in Mesoscopic Superconductors
1911年由Kamerlingh Onnes发现的超导性,至今仍是凝聚态物理的一个迷人课题。人们对研究在本身不是超导体但与超导体电接触的金属中诱导的超导性很感兴趣。作为超导性的载体,库珀对穿过接触扩散到金属中,它们保持相关性,尽管配对机制被解除;我们称之为邻近效应。在过去的十年里,这些超导相关性的观测已经进入了实验的范围。利用最先进的制造技术,已经产生了介观样品,这些样品足够小和干净,以便在样品尺寸上保持电子的量子力学相干性。这篇理论论文的重点是在这些系统的电输运和磁屏蔽特性中出现的单粒子物理的各种签名。我们研究了NS结在有限电压电导和散粒噪声下的共振结构。绘制了NS混合层的H-T相图,描述了包括非局域性和杂质在内的抗磁屏蔽,Meissner排斥的磁击穿,发现了顺磁不稳定性对自发磁矩的影响。我们追溯到弹道SNS结的双临界电流通量周期性的非局域性。最后,我们利用约瑟夫森关系的结与非常规超导体的量子计算机的实现。
1999-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Amplitude of Aharonov-Bohm oscillations in mesoscopic metallic rings as a function of the DC bias voltage
我们测量了介观扩散金环中Aharonov-Bohm振荡的振幅随直流偏压V的变化。当无功能Ec和热能超过V时,h/e振荡的振幅随V的增加而增加,并且在V的较高值处减小。振幅的增加被解释为eV/V的统计独立贡献的叠加。Ec能量间隔,而其在高V的减少可归因于增强的非弹性散射过程。
2000-02-25 cond-mat.mes-hall
History and metastability effects in the intermediate state of mesoscopic type I superconducting Indium
我们报告详细的磁测量历史和亚稳效应的中间状态的介观圆柱体的I型超导铟。这包括观察的拓扑滞后与签名发生不同的临界领域在通量入口和通量出口。我们展示了过多的亚稳态配置和配方的存在,以访问它们。我们还展示了超导和正常状态的过热和过冷的表现,分别跨越超导转变。
2010-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Designing edge currents using mesoscopic patterning in chiral d-wave superconductors
本文通过介观有限尺寸样品设计,发现低旋转对称性几何形状可显著增强手性d波超导体的边缘电流和磁信号,为实验探测手性d波超导提供了可行途径。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Hanle effect in mesoscopic superconductors
我们对在与注入自旋不对准的磁场作用下超导介观自旋阀中的自旋输运进行了理论研究。我们表明,超导性可以强烈地增强或抑制的相干自旋旋转取决于自旋弛豫机制的类型是由自旋轨道耦合或自旋翻转散射杂质占主导地位。我们还预测了一个迄今为止未知的subgap贡献的非局部电导在多端超导混合结构,完全消除了自旋旋转的影响,在足够低的温度。
2014-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Amplitude of Non-Equilibrium Quantum Interference in Metallic Mesoscopic Systems
研究了直流偏置电压V对金属介观线和环中微分电导测量值的量子干涉修正的影响。当电压大于无功能量时,普适电导涨落(UCF)和阿哈罗诺夫-玻姆效应(ABE)的幅度都增加了几倍。即使在非弹性电子-电子散射高达V ~ 1 mV的存在下,增强仍然存在。对于较大的电压,电子-声子碰撞导致振幅衰减的幂律为UCF和指数为ABE。我们得到了很好的协议的实验数据与模型,该模型考虑到由于电子-电子和电子-声子散射的电子相位相干长度的减少。
2002-05-09 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic superconductivity in ultrasmall metallic grains
具有不规则边界的纳米尺度金属颗粒(纳米颗粒)是一个零维系统,其单粒子动力学是混沌的,在大量电子的限制下,它由所谓的泛哈密顿量描述。该哈密顿量的相互作用部分包括超导配对项和铁磁交换项。自旋-轨道散射破坏了自旋对称性,抑制了交换相互作用项。特别令人感兴趣的是波动为主的制度,在实验中的最小颗粒的典型,其中散装配对间隙是可比的或小于单粒子平均水平间距,和巴丁库珀施里弗(BCS)平均场论的超导性不再有效。在这里,我们研究的BCS和波动主导的制度之间的交叉在两个限制。在没有自旋轨道散射的情况下,配对和交换相互作用项相互竞争。我们描述了这种竞争的签名在热力学观测,热容量和自旋磁化率。在强自旋轨道散射的情况下,交换相互作用项可以忽略。我们讨论了如何在这样的纳米粒子的离散能级的磁场响应是受配对相关。我们确定签名的配对相关性在这个响应中,这是可检测的,即使在波动占主导地位的制度。
2014-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nucl-th
Out-of-Equilibrium Spin Transport in Mesoscopic Superconductors
传统超导体中的激发,Bogoliubov准粒子,是自旋为1/2的费米子,但它们的电荷是能量依赖的,事实上,在带隙边缘为零。因此,在超导体中(与普通金属不同),自旋自由度和电荷自由度可以分离。在这篇文章中,我们回顾了自旋注入到传统的超导体,并专注于最近的实验介观超导体。我们展示了如何准粒子自旋输运和平衡态自旋相关的超导性可以触发使用塞曼分裂的准粒子态密度在薄膜超导体与小自旋混合散射。最后,我们讨论了自旋动力学和准粒子自旋不平衡对超导能隙强度的反馈。
2017-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fingerprints of classical diffusion in open 2D mesoscopic systems in the metallic regime
我们研究了二维散射系统在扩散区的共振宽度${\cal P}(Γ)$和Wigner延迟时间${\cal P}(τ_W)$的分布。我们得到这些分布的形式(大$τ_W$和小$Γ$的对数正态分布,在相反的情况下的幂律分布)为不同的对称类,并表明它们是由基本的扩散经典动力学。我们的理论论点得到了广泛的数值计算的支持。
2004-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Multifractally-enhanced superconductivity in thin films
多重分形超导态起源于安德森局域化和相互作用效应的相互作用。本文综述了多重分形增强超导性的最新理论,并将其推广到描述超导体在超导能隙量级上的光谱性质。具体地说,我们利用非线性西格玛模型中重整化群的方法,发展了薄膜中多重分形超导态的理论。我们推导出一个修改后的Usadel方程,该方程包含了能量尺度大于谱隙的无序和相互作用的相互作用,并研究了这种相互作用对低能物理的影响。我们确定的光谱间隙在零温度发生成正比的多分形增强超导转变温度。修改后的Usadel方程的结果在无序平均的状态密度,在光谱间隙附近,类似于一个空间随机超导序参量的模型中获得的。我们揭示了超导态中局域态密度的强介观涨落。这种强烈的介观涨落意味着在多重分形增强超导系统中,超导能隙建立的能量区间是参数大的。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Aharonov-Bohm oscillations in metallic rings
研究了准一维扩散环中介观Aharonov-Bohm振荡的振幅。我们首先考虑一个完全相干的样品的低温极限。振荡谐波的方差被计算为将环附接到储器的引线的长度的函数。我们进一步分析的制度相对较高的温度时,由于电子-电子相互作用的失相基本上抑制了振荡。我们表明,失相长度L_phi^AB控制的阻尼因子exp(-2 π R /L_phi^AB)的振荡是参数不同的Q1 D几何形状的共同的失相长度。这是由于这样的事实,即失相由环周长2 π R确定的能量转移控制,使得L_phi^AB R依赖。
2003-12-22 cond-mat.mes-hall
Anomalous mesoscopic kinetics in disordered superconductors
我们研究了超导转变开始时的反常介观输运效应,重点是在无序薄膜中观察到的大能斯特-埃廷豪森信号。在相变附近,由于预形成的库珀对的Ginzburg-Landau相干长度发散,短程介观涨落等价于临界温度的局域涨落。结果,对传播的动力学磁化率函数获得一个奇异的介观分量,因此,超导关联引起增强的热力学和输运特性的介观涨落。与无序的正常金属相反,介观电导率波动的均方根值不再是普遍的,并且显示出对维度、温度的强烈依赖性,并且在某些条件下可以超过其量子正常状态值的很大一部分。有趣的是,我们发现不同的普遍性,磁化率,电导率和横向磁热势系数都显示出相同的温度依赖性。最后,我们讨论了增强介观效应的塞贝克热电性和霍尔电导率波动介导的紧急超导。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Paramagnetic Breakdown of Superconductivity in Ultrasmall Metallic Grains
本文研究了具有平均电子能级间距$d \simeq \tildeΔ$(体隙)的纳米尺度金属颗粒的磁场诱导超导电性击穿。使用广义变分BCS的方法,产生良好的定性协议与测量光谱,我们认为,泡利顺磁性占主导地位的轨道抗磁性,在平行的磁场中的薄膜的情况下。然而,对于后者所观察到的一阶转变可以通过有限尺寸效应而连续。通过单个配对参数$Δ$描述系统的平均场过程对于$d \simeq \tildeΔ$来说是错误的。
1997-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Many-body effects in the mesoscopic x-ray edge problem
本文以介观体系的X射线边缘问题为背景,研究了块状固体体系研究中的一个重要问题--多体现象。我们研究了X射线激发芯电子进入导带后的突然扰动所引起的多体效应。对于小系统的尺寸在纳米级,我们发现相当大的偏差,从众所周知的金属的情况下,安德森正交性灾难和Mahan-Nozieres-DeDominance响应导致的光吸收截面的特性偏差从天真的期望。而K-边通常是圆形的金属系统,我们发现一个稍微峰值K-边在一般的介观系统与混沌相干电子动力学。因此,光吸收截面在阈值的行为取决于系统的大小,是不同的金属和介观的情况下。
2007-05-30 cond-mat.mes-hall
Four-terminal resistances in mesoscopic networks of metallic wires: Weak localisation and correlations
本文研究了弱无序金属线多终端介观网络中的电子输运。在简单描述了经典的运输,我们分析了弱本地化(WL)校正的四端电阻,这涉及到一个整合的Cooperon在电线与适当的权重。我们提供了一个解释这些权重的经典传输特性。我们举例说明的形式主义的例子,并表明,弱本地化四端电导可能会变得很大,在某些情况下。在第二部分中,我们研究了四端电阻的相关性,并表明网络内部的Diffuson和Cooperon的集成涉及与WL相同的权重。这些公式适用于多连接的导线几何形状。
2015-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Superconductivity and Majorana Fermions in Metallic Surface-States
重金属,如Au,Ag和Pb,通常具有尖锐的表面状态,通过强Rashba自旋轨道耦合分裂。这些表面态的强自旋轨道耦合和二维性质使它们成为实现拓扑超导和马约拉纳费米子的理想平台。在本文中,我们进一步发展了一个建议,以实现马约拉纳费米子在准一维金属线的两端。我们展示了如何通过邻近效应、无序和相互作用的组合在金属表面态上诱导超导性。沿着导线施加磁场可以驱动导线进入具有马约拉纳端态的拓扑非平凡状态。与垂直场的情况不同,在垂直场中,化学势必须在拉什巴带交叉附近进行微调,平行场允许人们实现任意大化学势的马约拉纳。然后,我们表明,尽管存在一个大的载流子密度从散装金属,它仍然是可以有效地控制表面状态的化学势门控。最简单的方案是在传统超导体上淀积一层Au(111)薄膜,应该很容易实现。
2012-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low temperature thermal properties of mesoscopic normal-metal/superconductor heterostructures
虽然介观金属样品的电输运性质在过去的二十年里得到了广泛的研究,热性质得到的关注要少得多。这可能部分是由于在亚微米尺度样品上执行热测量的困难。我们在这里报告的混合正常金属/超导体异质结构,这是可能的局部测温技术的最新发展的热导率和热电势的定量测量。与电输运测量一样,这些热测量揭示了这些器件中电子输运的相位相干性质的特征。
2001-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Type-II Ising superconductivity and anomalous metallic state in macro-size ambient-stable ultrathin crystalline films
最近出现的二维(2D)晶体超导体提供了一个有前途的平台,研究新的量子物理和潜在的应用。为了揭示其中的基本量子现象,高质量超导薄膜的超低温输运研究是非常必要的,尽管它在实验上是相当具有挑战性的。本文报道了分子束外延(MBE)生长的PdTe_2单晶薄膜的输运性质的系统研究。有趣的是,在二维中心对称材料中发现了一种新型的伊辛超导现象,这是通过探测到大于7倍泡利极限的面内临界场而得到的。值得注意的是,在垂直磁场中,我们提供了坚实的证据,异常金属状态的特点是在低温下的电阻饱和与高品质的过滤器。在宏观尺寸的环境稳定的PdTe 2薄膜中具有强大的超导性和有趣的量子现象,在20个月内几乎保持不变,在电子和自旋电子学应用中显示出巨大的潜力。
2020-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
$π-$shifted magnetoconductance oscillations in mesoscopic superconducting-normal-heterostructures
介观金属环中邻近感生超导关联的干涉对环内的磁通量$Φ$很敏感。这就是在这样的系统中的磁导振荡的原因。我们从实验上检测到并从理论上解释了一种新的效应:这些振荡的相位可以在0和$π$之间切换,这取决于金属间界面的电阻和温度。这种效应是由于邻近诱导的局部电导率增强和邻近诱导的低能量态密度抑制之间的非平凡相互作用。
1998-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurement of Aharonov-Bohm oscillations in mesoscopic metallic rings in the presence of high-frequency electromagnetic fields
我们报告的Aharonov-Bohm振荡在正常的金属环在高频电磁场的存在下测量。当场致退相干速率τ_ac^(-1)大于在无外场条件下测量的本征退相干速率τ_o^(-1)时,退相干时间尺度τ_phi(P)的幂次依赖性与预期的与P^(-1/5)成比例的幂次律τ_phi很好地吻合。正如理论上所预期的那样,当τ_ac^(-1)<= τ_o^(-1)时,我们观察到场致退相干的下降。τ_phi的频率依赖性在特征频率ω_(ac)=1/τ_(o)处显示出振荡幅度的最小值,其中τ_(o)是使用标准介观理论从振荡幅度计算的。振荡幅度的抑制和伴随的电导率的变化允许直接测量固有的退相干时间尺度。
2008-03-05 cond-mat.mes-hall
The competition between superconductivity and ferromagnetism in small metallic grains: thermodynamic properties
用量子蒙特卡罗方法研究了超导金属小晶粒的热力学性质。晶粒由包含配对和铁磁交换关联的普适哈密顿量描述。特别是,我们研究了如何对相关的热力学签名的自旋交换相互作用的影响。我们发现交换相互作用的影响是定性不同的BCS和波动为主的制度配对相关性。
2010-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nucl-th
Strong Electron Tunneling through Mesoscopic Metallic Grains
我们描述了电子输运通过小金属颗粒的库仑阻塞效应超出了微扰制度。为此,我们研究了系统的约化密度矩阵的实时演化。在本文的第一部分中,我们提出了一个不太高的结电导,$h/4π^2e^2 R_t \lesssim 1$,在电荷状态的基础上的图形扩展。量子涨落重整化系统参数,并导致有限的寿命加宽的栅电压依赖的微分电导。我们推导出的频谱密度和电导的极限,只有两个电荷状态发挥作用的分析结果。在本文的第二部分中,我们考虑具有大电导的结,即$h/4e^2 R_t \gtrsim 1$。在这种情况下,来自所有电荷状态的贡献,其加宽和重叠,变得重要。我们分析的问题在一个准经典近似。这两种互补的方法涵盖了所有参数的电子隧穿的基本特征。
1997-02-11 cond-mat.mes-hall
Effect Of Coulomb Interactions on The Amplitude Of Persistent Currents In One Dimensional Disordered Mesoscopic Metallic Rings
持续电流是在没有任何外加电源的情况下在金属环中流动的微小但永久的电流。我们计算的持续电流的一维无序金属环的相互作用的电子在晶格上的杂质的存在下,多达8个站点的半填充,也远离半填充使用Lanczos算法。对于半填充的情况下,我们观察到,相互作用和无序抑制持续电流的幅度通过本地化的电子。然而,在存在的障碍和远离半填充,库仑相互作用被观察到,以提高持续电流。此外,在半填充的情况下,当U显著增加时,存在从金属到绝缘体的过渡。此外,从半填充转移,观察到系统保持在金属状态,而不管库仑排斥(U)的值。观测结果与其他技术的结果相当一致。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous metallic phase and reduced critical current in superconducting nanowires due to inverse proximity effect
University of Copenhagen(哥本哈根大学)
本研究揭示了超导细 wire 中金属接触诱导的反近邻效应导致异常金属相和临界电流降低的现象,为理解介观超导体提供了新视角。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tailoring Josephson coupling through superconductivity-induced nonequilibrium
提出了超导体-绝缘体-正常金属-绝缘体-超导体(SINIS)介观线中非平衡态下存在的独特准粒子分布,作为控制长约瑟夫森弱连接中超电流强度的新工具.我们提出了一个描述这个系统的扩散极限准经典格林函数理论的框架,并考虑到非弹性散射的影响与任意强度。超电流的增强和抑制,包括一个显着的过渡到一个$π$结是一个完全可调结构的显着特点。
2003-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic mechanism of adiabatic charge transport
我们考虑介观金属样品中由周期性变化的外电势引起的绝热电荷输运。我们发现,每个周期内通过一个样本转移的电荷的幅度和符号都是随机样本特定量。电荷的特征量由量子干涉决定。
1998-09-14 cond-mat.mes-hall
On electronic shells surrounding charged insulated metallic clusters
我们确定了束缚在带正电荷的介观金属团簇上的电子的波函数。金属芯的半径和绝缘表面层的厚度为几埃的量级。我们特别研究了位于外部的电子到未占用的内部位于状态,表现出共振行为的电磁衰减。这种共振结构的结果是,“介观原子”的寿命可根据参数的值(从秒到年)变化多达6个数量级。
2003-11-17 cond-mat.mes-hall
Thermodynamics of ultrasmall metallic grains in the presence of pairing and exchange correlations: Mesoscopic fluctuations
研究了纳米尺度金属颗粒中热力学观测量的介观涨落,其中单粒子动力学是混沌的,无量纲电导是大的。这样的晶粒是由描述交换和配对相关之间的竞争的通用哈密顿量建模。交换项是考虑到完全由自旋投影方法,和配对项被视为在静态路径近似与小振幅的量子涨落周围的每个静态的配对场。奇偶粒子数的配对相关性引起的影响包括使用数奇偶投影。我们发现,交换相互作用转移的热容量和自旋磁化率的数宇称效应到较低的温度。在该制度的配对间隙是类似的或小于单粒子平均能级间距,这些数宇称效应被抑制的交换相关,和自旋磁化率的波动可能是特别大。然而,对于较大的配对间隙值,交换相关性可能会增强数量奇偶效应。
2013-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
On mesoscopic forces and quantized conductance in model metallic nanowires
利用局域密度泛函壳修正方法研究了凝胶模型纳米线的能量和电导。与其他有限尺寸费米子系统的研究类似,例如,简单金属团簇或He-3团簇,我们发现作为其半径(横向约化维数)的函数的线的能量导致形成自选择魔线构型(MWC,即,具有增强的稳定性的线半径的离散序列),源自电子光谱的量子化,即形成子带,其是簇中电子壳层的类似物。这些能量的变化导致了从纳米线的一个MWC到另一个MWC的转变所需的力的振荡,并且与纳米线的量子化电导(单位为2*e^2/h)的逐步变化直接相关。
1999-06-01 cond-mat.mes-hall nucl-th
Frequency Dependence of Magnetopolarizability of Mesoscopic Grains
我们计算了孤立的金属样品在频率$ω$相当于平均水平间距$Δ$的平均磁极化率。利用$ω/Δ$的普适函数描述了磁极化率的频率依赖性。
2000-06-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum transport through a molecule coupled to a mesoscopic ring: A theoretical study
研究了夹在两个金属电极之间的分子与穿过磁通量$ϕ$的介观环的耦合输运。提出了分子桥系统中电子输运的分析方法。电子输运性质从两个方面进行了讨论:(a)外磁场的存在和(b)分子-电极耦合的强度。
2009-12-31 cond-mat.mes-hall
The coexistence of superconductivity and ferromagnetism in nano-scale metallic grains
纳米尺度的金属颗粒,其中的单粒子动力学是混沌的所谓的泛哈密顿描述。这个哈密顿量包含一个超导配对项和一个铁磁交换项,它们相互竞争:配对关联有利于最小的基态自旋,而交换相互作用有利于最大的自旋极化。特别令人感兴趣的是波动为主的制度,其中散装配对间隙是可比的或小于单粒子平均能级间距和巴丁库珀施里弗理论的超导性打破。超导性和铁磁性可以在这种状态下共存。我们确定的签名超导性和铁磁性之间的竞争在一些数量:基态自旋,电导波动时,粮食是弱耦合到外部的铅和热力学性质的粮食,如热容量和自旋磁化率。
2013-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Well-defined quasiparticles in interacting metallic grains
我们分析了具有大的无量纲电导的介观系统的谱函数,它可以用一个普适的哈密顿量来描述。我们发现,一类重要的谱函数只由一个单一的状态,这意味着存在定义良好的(即无限寿命)准粒子。此外,单个状态的主导地位使我们能够使用密度矩阵重整化群高精度地计算零温度谱函数。通过计算金属颗粒的隧穿态密度和介观环的磁响应,说明了这种方法的应用。
2004-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ge/Si nanowire mesoscopic Josephson junctions
纳米线(NW)的尺寸与费米波长的载流子的可控生长允许量子限制现象的基础研究。在这里,我们目前的研究在未掺杂的Ge/Si核/壳NW异质结构的超导导线接触的邻近诱导的超导性。通过使用顶部栅电极来调制NW中的载流子密度,可以将临界超电流从零调谐到大于100 nA。此外,离散的子带中形成的NW由于在径向方向上的限制,这导致在逐步增加的临界电流作为栅极电压的函数。对这些超导体-NW-超导体器件的传输测量揭示了高阶(n = 25)共振多重Andreev反射,表明NW通道是平滑的,并且电荷传输是高度相干的。在超导体-超导体混合纳米结构中产生和控制相干超导有序态的能力为基础低维超导性的研究提供了新的机会。
2006-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mesoscopic Magnetic States in Metallic Alloys with Strong Electronic Correlations: A Percolative Scenario for CeNi$_{1-x}$Cu$_{x}$
我们提出的证据存在的强相关合金系统CeNi $_{1-x}$ Cu $_{x}$(0.7 $\le$ x $\le$ 0.2)的小角中子散射实验的基础上,以及在非常低的温度(100 mK)磁化测量的阶梯状磁滞循环的发生约20欧姆的磁性团簇。一个不寻常的功能是观察到的远程铁磁秩序低于集群玻璃化转变没有任何迹象表明在居里温度急剧转变。这些观测结果强烈支持一个唯象模型,其中一个双折射过程连接在高温下观察到的团簇玻璃态与在非常低的温度下通过中子衍射实验观察到的长程铁磁顺序。该模型可以解释所有令人困惑的宏观和微观数据先前在这个系统中获得的,提供了一个新的视角与其他合金化合物的磁性基态与小磁矩或弱铁磁性与内在的无序效应。
2007-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effects of Domain Wall on Electronic Transport Properties in Mesoscopic Wire of Metallic Ferromagnets
基于线性响应理论,研究了铁磁3 $d$过渡金属线中畴壁对电子输运性质的影响。我们考虑了传导电子和磁化强度之间的交换相互作用,同时考虑了杂质的散射。利用自旋空间中的局域规范变换导出了电子与壁的有效相互作用。这种相互作用的处理微扰的第二顺序。在经典(玻尔兹曼)输运理论的电导率的贡献原来是可以忽略不计的小块磁铁,由于一个大的厚度相比,费米波长的壁。然而,正如最近的实验所示,它在弹道纳米接触中可能很重要。我们还讨论了无序情况下的量子修正,其中电子间的量子相干性变得很重要。在这种弱局部化的情况下,壁可以通过引起失相而有助于电阻率的降低。在较低的温度下,这种效应增长并且可以超过经典贡献,特别是在直径为$L_{\perp}\lesssim \ell_ϕ$的线中,$\ell_ϕ$是非弹性扩散长度。讨论了壁面运动引起的量子原点电导的变化。
1999-04-06 cond-mat.mes-hall
Many-body effects and possible superconductivity in the 2D metallic surface states of 3D topological insulators
我们从理论上考虑了限制在三维拓扑绝缘体(如Bi $_2$ Se $_3$)表面的二维金属载流子中温度和密度相关的电子-声子相互作用引起的多体效应.我们计算了电子自能的实部和虚部、相互作用谱函数和声子诱导速度重整化对温度和载流子密度的依赖关系,使我们能够获得一个简单的依赖于密度和温度的有效无因次电子-声子耦合常数参数,该参数随着密度(温度)的增加而强烈增加(减少)。我们的理论结果可以直接和定量地与实验ARPES或STS研究的二维光谱函数的拓扑绝缘体表面载流子。特别地,我们预测了Bi $_2$ Se $_3$中可能存在由强电子-声子相互作用引起的表面超导电性。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall
Dynamic thermal relaxation in metallic films at sub-kelvin temperatures
利用热效应的低温探测器的性能取决于其能量弛豫特性。通常,介观结构中的热传输实验是在稳态下进行的,其中温度梯度不随时间变化。在这里,我们提出了一个介观系统-薄金属膜的动态热弛豫的实验研究。我们发现,热电子在铜和银薄膜的热弛豫的特点是由几个时间常数,和薄膜的退火改变他们。在大多数情况下,观察到两个时间常数,我们可以通过引入一个额外的热库耦合到薄膜电子的系统模型。我们确定这个水库的比热及其与电子的耦合。实验表明,晶粒结构对金属薄膜中电子热弛豫的重要性。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall