在颗粒和准颗粒的现象学水平上,超导体(伦敦,金兹伯格 - 兰道,bcs和其他理论)中的超潮流产生机制有不同的方法。在基本场上理论层面上,我们将超流动性的本质归因于包含电磁场的计量量的物理学。在经典的力学和电动力学中,该规格电位是一个主要实体,因为它没有由其他数量定义。但是,在量子力学的框架中,我们可以定义由复杂标量场定义的量子规势。量子规势可以被视为电磁场基底态的局部拓扑非平凡的激发,其特征在于指数等于磁通量的整数数量。从普通和量子计势中产生了量规不变的有效向量电势,可以像电场和磁场一样观察到。这导致了Maxwell方程的修改:尺寸长度的常数和电磁相互作用的定位。所有这些情况都赋予了识别Supercurrent的有效向量潜力的方法。我们还考虑了电磁场的新形式与Dirac Spinor场此处介绍的物质的相互作用。这种带电的费米 - 摩擦形式的特征是两个参数。从现象观点的角度来看,这些参数源自电子电荷和质量,但总的来说,它们应由系统本身定义。当然,电磁相互作用在扩展电动力学中的定位是保守的。仅当电磁场仅由带有磁通量的Quange势势呈现电磁场时。电磁相互作用的定位可以视为量子物理效应和超导性的主要物理原因。我们相信,这将有助于阐明基础野外理论方法框架中所谓的高温超导性。在任何情况下,对电磁场的新形式的实验观察(“超导光”)是第一个需要的步骤。
摘要:许多探索拓扑量子计算的提案都是基于在具有强自旋轨道耦合 (SOC) 的材料上构建的超导量子装置。对于这些装置,对超电流的大小和空间分布的完全控制要求很高,但到目前为止仍难以实现。我们在 Bi 2 O 2 Se 纳米板上构建了一个近距离型约瑟夫森结,Bi 2 O 2 Se 是一种具有强 SOC 的新兴半导体。通过电门控,我们表明超电流可以完全打开和关闭,并且其实空间路径可以通过本体或沿边缘配置。我们的工作表明 Bi 2 O 2 Se 是构建多功能混合超导装置以及寻找拓扑超导性的有前途的平台。关键词:Bi 2 O 2 Se 纳米板、超电流、空间分布、约瑟夫森结
我们考虑三层 F 1 F 2 F 3 约瑟夫森结,它们在二维上是有限的,并且每个铁磁体 F i (i=1,2,3) 具有任意磁化强度。三层夹在两个 s 波超导体之间,它们具有宏观相位差∆ φ。我们的结果表明,当磁化具有三个正交分量时,超电流可以在∆ φ = 0 处流动。利用我们的广义理论和数值技术,我们研究了电荷超电流、自旋超电流、自旋扭矩和态密度的平面空间分布和∆ φ 依赖性。值得注意的是,当将中心铁磁层的磁化强度增加到半金属极限时,自偏置电流和感应二次谐波分量显著增强,而临界超电流达到其最大值。此外,对于很宽范围的交换场强度和方向,系统的基态可以调整为任意相位差 ϕ 0 。对于中间层 F 2 中的中等交换场强度,可以出现 ϕ 0 状态,从而产生超导二极管效应,从而可以调整 ∆ ϕ 以产生单向无耗散电流。自旋电流和有效磁矩揭示了半金属相中的长距离自旋扭矩。此外,态密度揭示了相互正交磁化配置的零能量峰的出现。我们的结果表明,这种简单的三层约瑟夫森结可以成为产生实验上可获得的长距离自偏置超电流和超流二极管效应特征的绝佳候选者。
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。
用薄金属膜制成的超电流晶体管是下一代高性能计算平台的一个有前途的选择。尽管进行了广泛的研究,但对于外部直流电场如何抑制薄膜中的超导性仍未完全定量显微镜解释。这项研究旨在根据Eliashberg的理论提供对超构度作为膜厚度的函数的定量描述。计算考虑了电场的静电,其在膜中的逼真的穿透深度以及对库珀对的影响,根据BCS理论,该电场对库珀对的影响被描述为标准的S波结合状态。估计表明,需要大约10 8 V/m的外部电场才能抑制10-30 nm厚的膜中的超导性,这与实验观测一致。最终,当将外部电场应用于膜表面时,该研究提供了“通过设计材料”指南来抑制超电流。此外,提出的框架很容易扩展,以研究超薄膜的相同效果。
假设任何超电流OW都对应于电子的效率超级uid ow速度 - →v,其中⃗j s = - en s -en s - →v。假设相应的动能为1 2 mV 2 N S /单位体积。因此,使用“涡流筛选电流”问题部分(C)和(d)的结果,表明涡旋线的每单位长度E的总能量大约为E =φ24πµ0λ2λ2ln月2lnλξ0
带有超级传导电路的电路量子电动力学(CQED)[1]是一个强大的平台,用于芯片量子光学元件和量子信息[2]。杂交超导电路根据其他系统与微波光子或人工原子的相互作用提供了对相干量子性能的访问[3-5]。近年来,通过用基于半导体的(s -n -s)JJS来代替常规铝(s -i -s)JJS(例如inas nanowires [6,7],(7],gasene)[8]和绘制图8和绘图[8],已经实现了多种混合超导码头。 对于这些s-n-s JJS,正常或半导体与超导材料接触,这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。 Andreev Refrections [12-14]描述了此类设备中库珀的运输。 可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率,该电极调整了库珀对运输的调整,从而调整了交界处的约瑟夫森能量。 这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压已经实现了多种混合超导码头。对于这些s-n-s JJS,正常或半导体与超导材料接触,这使得由于超导接近效应而导致超电流到流量[11]。。可以通过在附近的栅极电极上施加电压来调整半导体的电导率,该电极调整了库珀对运输的调整,从而调整了交界处的约瑟夫森能量。这些半导体 - 超导体混合量量子的强大技术动机是实现栅极电压
摘要:在演讲中,我将介绍近年来我们发表的三个不同的主题。首先,我将介绍有关栅极控制超导性的微观理论的工作[1]。最近,在许多实验中,已经报道了栅极介导的超导纳米旋转的超电流抑制。然而,到目前为止,对这些观察结果的微观理解仍在研究中。在我们的工作中,我们表明,桥表面的少量磁杂质可以显着有助于抑制超导性,因此在应用栅场时系统内部的超电流。这是因为栅场可以通过表面和超导体的磁杂质之间的交换相互作用来增强depairing。接下来,我将介绍基于基于超导体磁铁的杂种结构的Terahertz辐射检测的工作[2]:已知这些杂种结构在整个隧道交界处都表现出巨大的热电效应。基于这种巨大的热电效应,我们表明,对于在100至200 mk的温度下运行的现实检测器,能量分辨率可以低至1 MEV。这允许在1THz或以下的光子频率下进行宽带单光子分辨率。终于,我将介绍我们在带电子系统的浴室控制轨道磁性方面的工作[3]。系统浴缸的纠缠有望破坏相干的电子运动和淬火轨道磁性。物理。修订版b,108,184508/1-184508/8。[2] Subrata Chakraborty和Tero。J. Appl。在我们的工作中,我们表明,适当量身定制的浴室可以提高多播电子系统的轨道磁磁敏感性,甚至可以将轨道顺向磁反应转换为磁管磁性,因为系统浴耦合的增加。我们还展示了如何利用状态的van Hove奇异性来产生轨道磁化易感性的巨大增强。我们的工作为通过浴室工程参考控制带电子系统的轨道磁反应的可能性打开了大门:[1] Subrata Chakraborty,Danilo Nikoli´c,Juan Carlos Cuevas,Juan Carlos Cuevas,Francesco Giazotto,Angelo di Bernardo,Elio Mario Morsos cococo and Marios Cuoco)通过栅极控制的表面下降抑制超电流。T.Heikkilâa(2018)。 基于超导体 - 铁磁性连接的热电辐射检测器:量热度。 Phys。,124,123902/1–123902/7。 [3] Subrata Chakraborty和So Takei(2024)。 通过浴工程控制带电子系统的轨道磁性。 物理。 修订版 b,110,L140405/1 – L140405/5。 信,编辑的建议T.Heikkilâa(2018)。基于超导体 - 铁磁性连接的热电辐射检测器:量热度。Phys。,124,123902/1–123902/7。[3] Subrata Chakraborty和So Takei(2024)。通过浴工程控制带电子系统的轨道磁性。物理。修订版b,110,L140405/1 – L140405/5。信,编辑的建议
我们概括了天然NB 2 O 5溶解模型[G. Ciovati,应用。物理。Lett。 89,022507(2006)]到顺序叠加剂溶解,多层溶解和现实温度曲线,可能适用于其他材料。 该模型应用于不同温度曲线和NB中的两步氧化物溶解的次级离子质谱深度测量值,并发现良好。 在伦敦穿透深度长度上的杂质剖面引起的Meissner筛选响应的背景下,O杂质的浅扩散导致表面附近的峰值超电流密度大大降低。 在此框架中,氧化物溶解和氧扩散可以说明SRF腔中峰值磁场的上升,并在达到最佳烘焙时间后进行烘烤时间和次要压力,与峰值场烘烤温度和峰值烘焙温度和时间以及最近的淬火场测量均吻合。Lett。89,022507(2006)]到顺序叠加剂溶解,多层溶解和现实温度曲线,可能适用于其他材料。该模型应用于不同温度曲线和NB中的两步氧化物溶解的次级离子质谱深度测量值,并发现良好。在伦敦穿透深度长度上的杂质剖面引起的Meissner筛选响应的背景下,O杂质的浅扩散导致表面附近的峰值超电流密度大大降低。在此框架中,氧化物溶解和氧扩散可以说明SRF腔中峰值磁场的上升,并在达到最佳烘焙时间后进行烘烤时间和次要压力,与峰值场烘烤温度和峰值烘焙温度和时间以及最近的淬火场测量均吻合。