Two-dimensional cuprate nanodetector with single photon sensitivity at T = 20 K
Rafael Luque Merino, Paul Seifert, Jose Duran Retamal, Roop Mech, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Kazuo Kadowaki, Robert H. Hadfield, Dmitri K. Efetov
在单光子水平上探测光是光子技术的支柱之一。这是通过最先进的超导探测器实现的，它提供高效、宽带和快速的响应。然而，使用具有低TC的超导薄膜限制了它们的工作温度低于4K。在这项工作中，我们展示了基于剥离的二维铜酸盐超导体Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8-δ（BSCCO）的概念验证纳米探测器，其在T = 20 K的创纪录温度下在电信波长处表现出单光子灵敏度。这些未优化的器件表现出缓慢（ms）的复位时间和低检测效率（10^（-4））。我们实现了难以捉摸的前景，单光子灵敏度的高TC纳米探测器由于一种新的方法，结合范德华制造技术和基于光离子照射的非侵入性nanopatterning。这一结果为单光子技术的更广泛应用铺平了道路，放宽了电信波长单光子探测的低温限制。
英文摘要：
Detecting light at the single-photon level is one of the pillars of emergent photonic technologies. This is realized through state-of-the-art superconducting detectors that offer efficient, broadband and fast response. However, the use of superconducting thin films with low TC limits their operation temperature below 4K. In this work, we demonstrate proof-of-concept nanodetectors based on exfoliated, two-dimensional cuprate superconductor Bi2Sr2CaCu2O8-δ (BSCCO) that exhibit single-photon sensitivity at telecom wavelength at a record temperature of T = 20K. These non-optimized devices exhibit a slow (ms) reset time and a low detection efficiency (10^(-4)). We realize the elusive prospect of single-photon sensitivity on a high-TC nanodetector thanks to a novel approach, combining van der Waals fabrication techniques and a non-invasive nanopatterning based on light ion irradiation. This result paves the way for broader application of single-photon technologies, relaxing the cryogenic constraints for single-photon detection at telecom wavelength.
Sensitivity of $T_{\rm c}$ to pressure and magnetic field in the cuprate superconductor YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{y}$: evidence of charge order suppression by pressure
铜氧化物超导体普遍倾向于形成电荷密度波（CDW）有序，这种有序与超导性竞争，并且在掺杂$p \simeq 0.12$时最强。在这里，我们表明，在原型铜酸盐YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{y}$（YBCO）的压力抑制电荷顺序，但不影响赝能隙相。这是基于在压力下的传输测量，这表明，在$T^*$的赝能隙的发病是独立的压力，而负霍尔效应，CDW秩序在YBCO的一个明确的签名，被压力抑制。我们还发现，压力和磁场移动超导转变温度$T_{\rm c}$的YBCO以相同的方式作为掺杂的函数-但在相反的方向-最有效地在$p \simeq 0.12$。这表明超导电性和CDW有序之间的竞争可以通过两种方式调节，即通过场抑制超导电性或通过压力抑制CDW有序。基于现有的高压数据和我们自己的工作，我们观察到，当CDW秩序完全抑制在高压下，所谓的“1/8异常”的超导圆顶消失，揭示了一个光滑的$T_{\rm c}$圆顶，现在峰值在$p \simeq 0.13$。我们建议，这个$T_{\rm c}$圆顶的形状的赝隙相低于其临界点$p^{\star} \sim 0.19$和自旋顺序在低掺杂的竞争效应。
The stripe state at 1/8 Ba doping hosts optimal superconductivity in La-214 cuprates under low in-plane stress
PSI Center for Neutron and Muon Sciences CNM（瑞士保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心）；Sophia University（上智大学）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；PSI Center for Scientific Computing, Theory and Data（瑞士保罗谢勒研究所科学计算、理论与数据中心）
Microwave Surface-Impedance Measurements of the Magnetic Penetration Depth in Single Crystal Ba1-xKxFe2As2 Superconductors: Evidence for a Disorder-Dependent Superfluid Density
本文报道了用高灵敏度微波测量掺空穴铁基超导体Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$（$x\approx 0.55$）单晶中的面内穿透深度$λ_{ab}$和准粒子散射率$1/τ$。虽然幂律温度依赖性的$λ_{ab}$与功率$\sim 2$被发现在晶体中与大$1/τ$，我们观察到指数温度依赖性的超流密度与存在的完全打开的两个间隙，我们研究的最干净的晶体。这种差异可能是晶体中固有的无序程度不同的结果。我们还发现低温散射率与准粒子密度之间存在线性关系，这与d波铜氧化物超导体的情况形成了鲜明的对比。这些结果表明铁砷化物的内在无节序参量。
A global inversion-symmetry-broken phase inside the pseudogap region of YBa$_2$Cu$_3$O$_y$
铜氧化物高温超导体的相图具有一个神秘的赝能隙区，其特征在于低能电子激发的部分抑制。极化中子衍射，能斯特效应，太赫兹极化和超声测量的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$表明，赝能隙开始低于温度T* 符合一个真正的热力学相变，分别打破时间反转，四倍旋转和镜像对称性。然而，在T* 之上和之下的全部点群还没有被解决，并且当T* 接近超导临界温度T $_c$时，这种转变的命运知之甚少。在这里，我们揭示了点群的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_y$赝隙和邻近区域使用高灵敏度的线性和二次谐波光学各向异性测量。我们发现，空间反转和两重旋转对称性被打破低于T*，而垂直于铜-O平面的镜像对称性在所有温度下都不存在。这种转变发生在很宽的掺杂范围内，并持续存在于超导圆顶内，与电荷有序或超导性没有可检测的耦合。这些结果表明，赝能隙区符合奇宇称秩序，不产生从竞争费米表面不稳定性，并表现出量子相变内的超导圆顶。
Probing the Meissner effect in single crystals of $\mathbf{Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_{10+δ}}$ via wide-field quantum microscopy under high pressure
School of Engineering, Institute of Science Tokyo（东京科学大学工学院）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA), National Institute for Materials Science（物质材料研究机构纳米结构研究中心）；Department of Mechanical and Electrical Systems Engineering, Kyoto University of Advanced Science (KUAS)（京都先端科学大学机电系统工程学院）；National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)（量子科学技术研究开发机构）
