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![arxiv：2410.21682v1 [cond-mat.supr-con] 2024年10月29日](/simg/8\8bdb2b5de6833ca8b78e5775b95f827d36f69b3f.webp)
arxiv：2410.21682v1 [cond-mat.supr-con] 2024年10月29日
自旋 - 轨道耦合和超导性的组合在ISIS级超导体中诱导了非常规的自旋 - 三个相关性。我们从理论上研究了通过非金属 - 金属超导体结的自旋转运，这表明Ising超导体也具有自旋超导性的特征。由于存在自旋三曲，库珀对，不仅充电超电流，而且自旋超电流可以在Ising超导体中运输。我们分析了连接中的运输过程，该交通过程主要由等旋转的Andreev反射和旋转反射，并计算不同条件下的自旋电导和自旋注射效率。我们的发现拓宽了自旋超导的边界，并揭示了Ising超导体在Spintronics中的潜在应用，尤其是在受控的长距离耗散无自旋转运中。
无序钨薄膜超导性的起源
最常见的钨andα-W同质量在约11 mk的温度下具有超导过渡。然而，据报道，当合成为薄膜时，温度范围内具有超导的过渡，在温度范围内t c〜2-5 k：晶体β-W和无定形W（A -W）。在这项工作中，我们对使用DC磁控溅射，运输，低频磁屏蔽响应和透射电子显微镜进行了系统研究。我们的结果表明，虽然A -W确实是常规的超导体，但β-W并不是一个超过2.3 K的超导体。在推定的β -W fif中，具有T c> 3 k的超导能力可能起源于在β-W相下形成的无定形相。我们的发现调和了β -W中报道的一些异常，例如非常小的超导间隙和随着纤维厚度的增加而减少T c。
超导纳米线的单片整合...
摘要我们演示了超导的单光子检测器（SPD），这些检测器（SPD）在每个像素上本地集成了信号。通过超导纳米线SPD与Josephson Electronics的单片整合来实现此能力。动机是实现具有类似于CMOS传感器对应物的集成功能的超导传感器元素。像素可以以多种模式运行。首先，我们证明可以单独计数光子，每个检测事件添加了相同数量的超频率与集成元素。第二，我们演示了一个活动增益控制选项，其中可以动态调整每个检测事件的信号以说明可变光条件。此外，像素可以无限期地保留信号以记录在集成周期内发生的所有计数，或者像素可以在衰减时间常数中记录检测事件的褪色信号。我们描述了其他半导体读数电路，该电路将在以后的工作中使用，以实现与CMOS阵列读取体系结构兼容的超导SPD的可扩展的大型传感器阵列。
用Majoraana Bound States
我们考虑在外部磁场下与旋转轨道耦合的相位偏置的约瑟夫森连接，并研究了在Majorana结合状态的存在下Josephson二极管效应的出现。我们表明，具有沿旋转轨道轴具有Zeeman场的中间区域的连接形成了低能量的Andreev频谱，与超导相位差异φ=π相对于超导相位差不对称，这在拓扑相中受到Majorana Bound态在拓扑相的强烈影响。这种不对称的Andreev频谱产生了异常的电流曲线和临界电流，这些曲线和临界电流在正和负超潮流中不同，因此信号表明了约瑟夫森二极管效应的出现。即使在微不足道的阶段也存在这种效果，但由于主要结合状态的空间非局部性，它在拓扑阶段得到了增强。因此，我们的论文建立了拓扑超导的利用来增强约瑟夫森二极管的功能。
非局部性作为BCS超导体纯量子动力学的来源
我们表明，远离平衡超导的经典描述在局部可观察物的热力学极限中是精确的，但分解了全球数量，例如纠缠熵或loschmidt回声。我们通过解决并比较BCS超导体的精确量子和精确的经典长期动力学来做到这一点，并与时间成反比相互作用强度并明确评估局部可观察物。平均值对于热力学极限的正常平均值和异常平均（超导顺序）都是精确的。但是，对于异常的期望值，此极限并不能以绝热和强的耦合极限上下通勤，因此，它们的量子发光可能异常强。系统的长时间稳态是一种无间隙的超导体，仅通过能量解析测量值才能访问其超流体性能。这种状态是非热的，但符合新兴的广义吉布斯集团。我们的研究清楚地表达了对称性破碎的多体状态的性质，并在时间依赖性量子集成性理论中平衡和填补了一个关键的差距。
掺杂威尔半金属中反演对称性破缺的超导性可视化
外尔半金属 MoTe 2 为研究外尔物理与超导之间的相互作用提供了难得的机会。最近的研究发现，Se 取代可以将超导性提高到 1.5 K，但会抑制对于外尔态的出现至关重要的 T d 结构相。迄今为止，尚未建立对增强超导和 T d 相可能共存的微观理解。在这里，我们使用扫描隧道显微镜研究了最佳掺杂的超导体 MoTe 1.85 Se 0.15，其体相 T c ∼ 1.5 K。通过准粒子干涉成像，我们发现了具有破缺反演对称性的低温 T d 相的存在，其中超导性全局共存。此外，我们发现从上临界场和涡旋附近的态密度衰减中提取的超导相干长度远大于现有化学无序的特征长度尺度。我们发现 MoTe 1.85 Se 0.15 中的 Weyl 半金属正常相具有稳健的超导性，这使它成为实现拓扑超导的有希望的候选材料。
韦尔半金属中网络拓扑界面的量子振荡
层状过渡金属硫族化物是电子 Weyl 节点和拓扑超导的有希望的宿主。MoTe 2 是一个引人注目的例子，它同时包含非中心对称 T d 和中心对称 T ' 相，这两种相都被认为是拓扑上非平凡的。施加的压力会将这些相分离的结构转变调整到零温度，从而稳定混合的 T d – T ' 矩阵，该矩阵包含两个非平凡拓扑相之间的界面网络。本文中，我们表明，这一临界压力范围以不同的相干量子振荡为特征，表明拓扑非平凡 T d 和 T ' 相之间的拓扑差异产生了一种新兴的电子结构：拓扑界面网络。拓扑非平凡电子结构和锁定变换势垒的罕见组合导致了这种违反直觉的情况，其中可以在结构不均匀的材料中观察到量子振荡。这些结果进一步开启了稳定多种拓扑相与超导共存的可能性。
孔超导性
在1911年，Kamerlingh Onnes在实验中发现了某些称为“上跨导体”的金属，在过去[1] [1] [1] [2] [2]中发现了零电阻的状态。，如果在t> t c的超级导管的内部存在磁场，则当温度降低到t Meissner效应令人惊讶：在1933年之前，预计超导体会排除磁场，但不会排出磁场。 这是Fara-Day的定律，被称为“ Lippmann的定理” [4] [4] [5]：如果将磁场应用于零电阻材料中，则该材料将通过不让Eld渗透而产生的表面电流来反应，从而使磁场从其室内排除。 ，ever，法拉第定律 / lippmann的定理将预测，如果有限阻力的材料在其内部具有磁场，则将其冷却到零电阻的超导状态时，任何电流都不会流动，并且磁场将保持在内部，甚至在外部磁力源中，磁性磁性也可以恢复。 这不是超导体所做的：超导的金属自发产生一个表面电流，从而从其内部排出磁场[3]。 这似乎违反了法拉第定律。 BCS理论既没有基于电子 - 波相互作用，于1957年由Bardeen，Cooper和Schrieffer [7]提出。 对于其余三分之二，没有公认的理论。Meissner效应令人惊讶：在1933年之前，预计超导体会排除磁场，但不会排出磁场。这是Fara-Day的定律，被称为“ Lippmann的定理” [4] [4] [5]：如果将磁场应用于零电阻材料中，则该材料将通过不让Eld渗透而产生的表面电流来反应，从而使磁场从其室内排除。，ever，法拉第定律 / lippmann的定理将预测，如果有限阻力的材料在其内部具有磁场，则将其冷却到零电阻的超导状态时，任何电流都不会流动，并且磁场将保持在内部，甚至在外部磁力源中，磁性磁性也可以恢复。这不是超导体所做的：超导的金属自发产生一个表面电流，从而从其内部排出磁场[3]。这似乎违反了法拉第定律。BCS理论既没有基于电子 - 波相互作用，于1957年由Bardeen，Cooper和Schrieffer [7]提出。对于其余三分之二，没有公认的理论。伦敦兄弟[1，6]于1935年提出的伦敦方程式提供了对超导体的磁性行为的现象描述，但并未解释supoducducdors如何设法违反法拉第定律。bcs理论提供了超导体的显微镜描述，该描述准确地描述了其许多特性，通常认为它适用于称为“常规超导体”的材料，其中包括所有超导元件和许多化合物。大约有30种不同类别的超导材料[8]，其中大约三分之一被同意为“常规超导体”。该领域是开放的，以进一步进步。
通过先进的机器预测超导转变温度
超导是凝聚态物理学中一个引人注目的现象，它包含一系列令人着迷的特性，有望彻底改变能源相关技术和相关的基础研究。然而，该领域面临着在室温下实现超导的挑战。近年来，人工智能 (AI) 方法已成为预测转变温度 (T c ) 等特性的有前途的工具，从而能够快速筛选大型数据库以发现新的超导材料。本研究使用 SuperCon 数据集作为最大的超导材料数据集。然后，我们执行各种数据预处理步骤来导出干净的 DataG 数据集，其中包含 13022 种化合物。在研究的另一个阶段，我们应用新颖的 CatBoost 算法来预测新型超导材料的转变温度。此外，我们开发了一个名为 Jabir 的包，它可以生成 322 个原子描述符。我们还设计了一种名为 Soraya 包的创新混合方法来从特征空间中选择最关键的特征。这些结果得出的 R 2 和 RMSE 值（分别为 0.952 和 6.45 K）优于文献中先前报道的值。最后，作为对该领域的一项新贡献，设计了一个用于预测和确定超导材料 T c 值的 Web 应用程序。
使用局部噪声磁力测定法探测Berezinskii-Kosterlitz-二维超导体中的无涡流涡流
在两个空间维度中，准长范围超导的熔化是通过涡流 - 抗抗反应对的增殖和解开，这是一种被称为Berezinskii-Kosterlitz-kosterlitz-thoubles-thouble（bkt）的现象。尽管已经在大量测量中观察到了这种过渡的特征，但是这些实验通常是复杂的，模棱两可的，无法解决涡流解开过渡的丰富物理。在这里，我们表明局部噪声磁力测定法是一种灵敏的无创探针，可以提供有关比例依赖性涡流动力学的直接信息。尤其是通过解决磁噪声的距离和温度依赖性，可以实验研究涡流气体的重新归一化组流程，并跟踪原位涡旋的发作。特别是，我们预测（i）噪声对温度的非单调依赖性和（ii）局部噪声几乎与BKT转变处的样品 - 探针距离无关。我们还表明，噪声磁力测定法可以区分高斯超导订单参数的流量与拓扑涡流闪光，并可以检测到未结合的涡流的出现。BKT过渡时的弱距离依赖性也可以用来将其与准粒子背景噪声区分开。我们的预测可能在许多非常规超导体的实验范围内。