简介。热力学相变描述了在外部参数的绝热变化下颗粒的宏观集合状态的变化。例如,某些电气导体从电阻状态(即正常导体n)转到临界温度以下以下的无耗散状态(超导体S)。同样,由两个S触点弱连接的约瑟夫森连接(JJ),当由大于临界电流i c大的直流电流驱动时,从零电阻态转换为电阻状态。当系统由迅速变化的参数驱动时,会发生动态相变,以使系统没有时间平衡。在这里,我们研究了超导体 /正常金属 /超导体连接(即SNS,即JJ,弱连接由正常金属组成的JJ)中的这种动态相变,该振幅和频率分别大于I C,并且分别在N中大于n,弱连接是正常金属组成的)。
我们从理论上研究了三端约瑟夫森连接中的超导二极管效应。超导系统中的二极管效应通常与在相反方向流动的电流的临界电流存在差异有关。我们表明,在多末端系统中,这种效果自然发生,而无需任何自旋相互作用,这是由于携带超恒星的Andreev结合状态之间存在相对移位的结果。在一个三末端交界处的示例中,我们证明了一个超导接触中的非重点电流可以通过对其他触点的适当相位偏置来诱导,前提是系统中至少有两个Andreev绑定状态,并且系统的对称性被打破。在描述短期和长时间连接的数值模型中证实了此结果。通过优化连接点的几何形状,我们表明已实现的超导二极管的效率超过35%。我们将预测与对多末端连接的最新实验相关联,在该实验中,观察到非相互超电流。
摘要 - 由于其高电流携带能力和单位长度高电阻,使用稀土bacuo(Rebco)涂层con污染器非常适合电阻型SFCL(超导故障电流限制器)。然而,如果在临界电流范围内的断层电流范围内,耗散可能会沿着整个长度高度不均匀,从而导致正常区域的局部性温度升高。这种所谓的热点制度是通过模拟工具很好地预测的,但很少以非破坏性的方式进行体验研究。本文提出了两个体验结果,强调了热点制度的存在。首先,通过高速记录与电动测量同步的氮气气泡,可以观察到Rebco胶带上的局部耗散。第二,通过对欧洲项目FastGrid开发的导体进行的测量,研究了限制结束时的最高温度作为前瞻性电流的函数。最高温度在接近coductor𝑰𝒄𝒄的接近的前瞻性电流中被发现最高。
所研究的设备包含平面JJS,由厚度为70 nm的NB膜制成。该胶片是通过在氧化的Si晶片上在室温下在室温下溅射沉积的。首先通过光刻和活性离子蚀刻将薄膜构成约6 µm宽的桥梁,然后由Ga+聚焦离子束(FIB)FEI NOVA 200。JJS具有可变的厚度桥结构。它们是通过通过fib在NB层中切一个狭窄的凹槽而制成的。单线切割,名义宽度为零,在10 pA和30/10 kV加速电压下进行。蚀刻时间是自动限制的。“长” JJ2是使用30 kV梁制成的,其斑点尺寸约为7 nm,而“短” JJ1是用10 kV fib制成的,其斑点大小约为两倍。由于NB的重新沉积,FIB切割的深度在纵横比(深度/宽度)〜2处是自限制(请参阅参考文献中的讨论[1])。结果,JJ1既比JJ2更宽又深,如图3(a),导致临界电流的相应差异。
我们的团队开发了一种新型超导双环干涉仪(也称为 bi-SQUID),并获得了专利,这种干涉仪可以产生专门设计用于表现出高度线性响应的磁通量传感器。我们的 bi-SQUID 由基于近中观 Cu 约瑟夫森结的铝双环 bi-SQUID 组成。我们还预计,在更高的临界温度下运行的其他超导材料也是可行的。这种方案为传统的基于隧道结的干涉仪提供了一种替代的制造方法,其中结特性以及因此的磁通量对电压和磁通量对临界电流的器件响应可以通过金属弱连接的几何形状进行大量且轻松的调整。我们的 SQUID 系统已经在其响应的线性度方面表现出了巨大的改进,并且由于我们独特的专利设计,我们预计,如果需要,可以在运行过程中进一步提高 bi-SQUID 器件的性能。因此,如果用来替代目前在多通道超导生物磁系统中使用的传统SQUID,我们开发和测试的双SQUID几何结构有望提供一种设计,该设计可能能够为医疗应用提供下一代高灵敏度和高分辨率的超导磁传感器。
在有限温度下与嵌入非平凡的几何约束中的超低费米气体(通常是陷阱加屏障)中的超低费米气体对约瑟夫森效应的现实描述。在这里,我们应用了同伴论文中开发的理论方法[Pisani等。,物理。修订版b 108,214503(2023)],其中,在有限温度下,在BCS-螺旋 - 螺旋 - 内施坦 - 键酯(BEC)跨界的均值超出平均值之外,将其包括在有限温度下的交叉,与非trip虫的几何形状中的差距参数的详细描述结合在一起。以这种方式,我们能够解释约瑟夫森临界电流的实验结果,在低温下报告了整个BCS-BEC跨界的各种耦合以及在单位性时温度的函数。除了验证伴侣论文的理论方法外,我们的数值结果还揭示了约瑟夫森效应的通用特征,这些特征可能不会从对相应的实验的分析中出现,这些实验具有与超电气气体实验的独特固有功能,这是由于凝结的样品。
在本文中,我们简要概述了约瑟夫森结的各种选项,这些选项应可扩展到纳米范围以用于纳米级数字超导技术。这种结应具有高临界电流 I c 和正常态电阻 R n 值。另一个要求是在制造过程中晶圆上结参数的高可重复性。我们认为“可变厚度桥”几何的超导体 - 正常金属 - 超导体 (SN-N-NS) 约瑟夫森结是满足这些要求的有希望的选择。在 S 电极之间的距离与 N 材料的相干长度相当的情况下,对 SN-N-NS 结进行了理论分析。对于流过结的电流为 I c 量级的结,推导出提供 S 电极中超导存在的结几何参数的限制。分析了结加热以及可用的散热机制。所得结果表明,可以使用成熟的工艺流程,利用广泛使用的材料组合(如 Nb/Cu)制造出具有高(亚毫伏)I c R n 乘积值的 SN-N-NS 结。结面积可以缩小到在 40 纳米工艺框架内制造的半导体晶体管的面积。
超导性为新一代的电子设备提供了潜力,这些电子设备的特征是最小或零分解和快速响应时间[1]。在这一有希望的景观中,被称为“超导二极管效应”的超导系统中的非肾脏现象在最近引起了极大的关注[2-69],有关最近的评论,请参见参考文献。[70]。在这些系统中,两个方向上的关键电流不同,| i + c | ̸= | i -c | 。这种超导二极管的传统功能是二极管的效率,由η= |降低。 (i + c + i -c) /(i + c - i -c)| 。这标准量化了临界电流中的不对称性,这是二极管功能的关键方面。因此,最大化η是超导二极管潜在应用的重要方面。理想二极管(η=±1)的特征是仅在一个方向上支持超电流。到目前为止,已经探索了不同的方向以接近统一效率,包括应用小偏置电压后的多个dreev反射[55],并平行地连接了几个连接[19,64]和三个末端超导性设备(Triodes)[46]。最近,基于垂直于超流式传播的电场的应用,提出了一个理想二极管的提议[71]。
测量被困的(remanent)磁矩M陷阱(H),当在超导导向过渡温度下方冷却下方的小磁场H之后,在零磁场中冷却后,在冷却后上下倾斜磁场时,将磁场上下倾斜时,在困难的小样本中提供了相关的液态,并在零磁场中提供了很大的益处。 (UHTS)。直到最近,由于所涉及的物理学的简单性,对于众所周知的临界状态模型,还不需要在被困的磁通量上单独的纸张。但是,最近的出版物表明需要进行这种分析。本说明总结了具有恒定临界电流密度的Bean模型的期望,并且具有与场相关的临界电流的KIM模型。表明,如果将被困的力矩拟合到功率定律,m trap ∝hα,则固定指数α= 2对于bean模型来说是精确的,而KIM模型显示了可能值的很大的间隔,2≤α≤4。此外,考虑可逆磁化的考虑将可能的指数的范围扩展到1≤α≤4。此外,撤电因子至关重要,并且即使在各向同性材料中也使捕获的力矩方向取决于。作为一种具体的应用,可以通过这种广义方法很好地描述了在H 3 S UHTS化合物上进行的通量捕获实验,从而对II型在超高压力下H 3 s的超导性质提供了进一步的支持。
摘要 - 在所有超导驱动器的几何形状中,螺旋开关器提供了非常紧凑的几何形状,并且进一步在产生同步辐射方面更有效,可提供循环极化的光子,该光子可用于合成子辐射使用者。这些特征使其成为实现更紧凑的自由电子激光器的一种非常有吸引力的选择,需要将短期和高效率的悬垂器组合起来,以产生连贯的光线至X射线。与低温超导体相比,要进一步增加4.2 K的磁场并获得更大的工作缘,研究了以涂层的稀有盐含量铜氧化物磁带的形式应用高温超导体(HTS)。This article presents the design and manufacturing work done on an HTS helical undulator prototype—the very first helical undulator design basedonHTStapewindingtothebestoftheauthors'knowledge.To provide proof of concept, a five-period short-model demonstrator wasrealizedbyabifilar,no-insulationwindingschemefromasingle piece of HTS cable, wound with a周期长度为13 mm,磁间隙为5 mm。在77 K处进行的首次供电测试,在液氮中进行,揭示了稳定的操作,直到计算出的140 A及以上的临界电流。高达160 A的较高电流显示了预期的线圈保护,使电流能够绕过正常导电区的出现并重新分发而不会降解超导体。