FeTe基异质结中非互易性与超导转变宽度呈普适负相关
宾夕法尼亚州立大学团队用分子束外延生长了一系列顶层材料不同的FeTe基超导异质结,通过一阶与二阶谐波输运测量发现磁手性各向异性系数与超导转变宽度ΔT呈负相关,而与顶层的晶体结构、晶格常数、厚度、拓扑性和磁性无关。
宾夕法尼亚州立大学团队用分子束外延生长了一系列顶层材料不同的FeTe基超导异质结,通过一阶与二阶谐波输运测量发现磁手性各向异性系数与超导转变宽度ΔT呈负相关,而与顶层的晶体结构、晶格常数、厚度、拓扑性和磁性无关。
PSI 团队在 Nature Communications 发表研究,发现对 6R-TaS2 施加高压可使其超导扩展到三维结构,转变温度提高约三倍,参与超导的电子数增加七倍。
Puphal 等人在 La4Ni3O10 三层镍酸盐单晶中发现,增强面内双轴压缩压力可在比既往报道低 60% 的压力下诱导出零电阻超导态,零电阻已在约 17 GPa 以上观测到。
上海大学与中国科学院上海微系统与信息信息技术研究所团队用直流反应磁控溅射在 MgO 衬底上外延生长 35 nm TiN 薄膜,系统研究了 N₂ 流量对超导性能的影响。结果显示 N₂ 流量为 1.5 sccm 时样品性能最优,Tc 达 4.93 K,RRR 最大、正常态电阻率最低;上临界场呈显著各向异性,且样品质量优化会使超导行为偏离二维特征。
研究揭示石墨烯/MoRe界面高透明度的微观起源:沉积态MoRe自发形成A15相,其一维过渡金属原子链与石墨烯锯齿边缘晶格失配小于1%,第一性原理计算表明这些链的d轨道可能与K点附近狄拉克锥杂化。低温输运、X射线衍射与原子分辨STEM显示,退火会使A15相转变为hcp结构并严重降低Josephson透明度,说明最高接触透明度只在沉积态实现。
Rutgers 与爱沙尼亚团队在 Physical Review Letters 发表研究,用太赫兹光偏振(左旋/右旋)区分 FeTe₁₋ₓSeₓ 铁基超导体涡旋内的两组 Caroli–de Gennes–Matricon 束缚态粒子。
Warwick大学化学系与欧洲同步辐射光源(ESRF)合作的研究发表于Physical Review Letters,用扫描三维X射线衍射发现研究40年的铜氧化物超导体内部并非均匀晶体,而是由两种略有差异原子排布构成的拼缀结构,且区域边界比预期宽数百倍,可能干扰超导。
Physical Review B 发表 Baeva 等人的论文,利用磁通流不稳定性(FFI)技术研究弱涡旋钉扎、慢电子-声子弛豫的单晶超导氮化钛(TiN)薄膜,通过系统改变参数测定准粒子弛豫时间 τE。论文 Phys. Rev. B 114, 194513 于 10 月 21 日发表,链接 http://link.aps.org/doi/10.1103/28sl-jtv2。
研究团队通过全冷堆叠工艺制备了NbSe2-Bi2Sr2CaCu2O8+x和NbSe2-Bi2Sr2-xLaxCuO6+y范德华异质结,在7 K以下观测到明显的约瑟夫森电流。
推荐理由:论文给出约0.3 mV的IcRn乘积并与此前Pb/Nb-Bi2212结对比,读者可据此判断该类范德华异质结的耦合强度水平。
Bristol大学团队在168 GPa和176 GPa两个金刚石对顶砧中,用物理气相沉积镧膜配合氨硼烷供氢、原位激光加热,合成了Fm3m-LaH10±δ薄膜,同步辐射X射线衍射解析出面心立方镧子格,晶胞参数与块体样品研究一致。
推荐理由:论文结合衍射与电输运测量,直接回应了此前关于LaH10长期稳定性的争议。
作者提出将电导分解为常规项与近似温度无关饱和项的唯象框架,用以区分电子-声子与电子-电子散射对电阻率饱和的贡献。该方法在 LiFeAs、KFe2As2、KCaFe4As4 中给出费米液体-like 的 1/T² 项加温度无关分量,可描述至约 250 K 的电阻率;FeSe 在向列相变温度 Ts = 90 K 以上呈相似的 α≈2 行为,以下则转为近似线性于 T 的电阻率。
研究揭示双层镍酸盐薄膜在 SLAO (001) 衬底上两步超导转变的微观起源是衬底台阶-平台结构处的超导弱连接。作者通过方位角相关输运测量发现电流平行于台阶边缘时呈单步转变、垂直时呈两步转变,并用 ADF-STEM 直接观察到台阶处的结构破坏区域。
推荐理由:论文用角度分辨输运、有限元模拟与原子尺度成像,解释了双层镍酸盐薄膜两步转变的微观来源。
剑桥大学团队提出结合双δ截断与非均匀Farey网格的加速框架,用于高效计算电子-声子耦合以预测常规超导。该方法将积分限制在费米面附近的能量约束态,并在k和q空间用Farey网格动态分辨局域散射带来的采样误差。
研究揭示了正常金属-超导体(NS)异质结中由 Andreev 散射主导的表面光电流效应,其宏观光电流由界面 Andreev 散射而非经典散射决定。非对称表面散射与 Andreev 回反的相互作用产生强烈依赖频率的巨反常光电流,且 NS 界面的电子-空穴转换使光电流在超导转变处发生宏观符号反转,并在配对能隙频率处诱导非解析谱折点。
Hokkaido University 等机构研究者提出一个双层金属模型,解释压力诱导超导机制:局域反演对称性破缺产生层间反对称自旋-轨道耦合,常压下诱导奇频率配对关联并抑制超导,而压力增强层间杂化后与自旋-轨道耦合共同诱导出额外的偶频率配对关联,从而在满足两个条件时出现压力诱导超导。
论文研究二维s波超导体与p波磁体杂化体系,发现调节Rashba自旋轨道耦合可改变面内临界场最易被Zeeman拆对的方向。无Rashba耦合时,面外交换场提升面内临界场但角向响应严格各向同性;随Rashba耦合增强,主轴临界场对比先出现后反转,最小临界场方向切换90度,在补偿点VR约0.060处Hc2x与Hc2y近似相等但仍有残余角向调制。
Warwick 大学化学系团队与 ESRF 合作,用扫描三维 X 射线衍射发现 214 铜氧化物超导体晶体并非均匀结构,而是由两种细微不同的原子排布拼接而成,畴界宽度约 150 nm,远超预期。研究发表于 Physical Review Letters,作者认为这种隐藏的结构复杂性可能普遍存在并抑制超导性能,部分既有体测量结果和理论模型需要重新审视。
INRS 团队在 Nature Physics 发表研究,指出铜氧化物中的赝能隙与超导相互竞争而非协同。研究用光脉冲暂时抑制超导,观察到赝能隙在超导消失时出现、超导恢复时消退,并首次观测到光致瞬态赝能隙。
推荐理由:研究用光脉冲抑制超导后观察到赝能隙随之出现,为理解铜氧化物超导机制提供了实验视角。
Bristol 大学团队在 Nature Physics 发表研究,通过在欧洲磁场实验室的高场测量,确认电子掺杂铜氧化物中传导电子与自旋涨落的相互作用强度与 Tc 相关,是超导的起源。
推荐理由:文中说明了薄膜梯度样品与高场测量的具体做法,读者可了解该结论的实验路径。
一篇理论工作提出以石墨烯 SNS 结为平台,基于磁手性各向异性(MCA)实现非互易超电流的 Josephson 二极管效应。当石墨烯从 n 型掺杂切换到 p 型掺杂时,非互易超电流发生符号反转,二极管效率可由栅压从零调至约 40%,其巨大栅压可调性源于石墨烯中赝相对论手性载流子。文中机制来自电流-相位关系中一阶与二阶谐波的相位干涉,并得到 0-π 型相变,与近期实验结果一致。
论文用 Floquet–Nambu–Keldysh 格林函数方法结合自洽 Born 近似,研究含非磁杂质散射和能量弛豫的微波驱动 BCS 超导体的非平衡稳态。
理论研究给出有限宽度 altermagnet Josephson 结的 Andreev bound state(ABS)谱,发现 dx2−y2 序产生自旋劈裂,而 dxy 序保持自旋简并并因模式间杂化出现 ABS 谱劈裂。研究提出用横向电场调控该系统,实现无磁场、宇称保护的超导量子比特 altermon。
论文结合机器学习原子间势(MLIP)加速采样与第一性原理验证,提出氢隧穿是 Nb2O5-δ 和 Ta2O5-δ 中两能级系统(TLS)的可能微观起源,可解释超导比特相干性与 SRF 腔品质因数受微波损耗限制的问题。
论文将自旋超导重写为四元数场论,用单一四元数场 q(k) 编码自旋单态与三重态能隙,得到紧凑的 BdG 哈密顿量 HBdG=ξkτz+τ+q+τ−q̄,并保持时间反演对称、Altland–Zirnbauer 分类与拓扑诊断在同一套变量中。
论文提出一种基于交流快驱动的非侵入方法,通过拟合约瑟夫森结在不同驱动功率下的临界电流来提取电流-相位关系(CPR)的完整谐波成分,只需测量结本身的开关电流,无需嵌入SQUID或谐振器等额外电路。数值模拟显示该方法可准确重建含四个以上谐波的CPR,在σ=0.1I0噪声下傅里叶系数平均误差低于0.1i0;实验在基于锗的JoFET SQUID上以f=2.3 GHz快驱动进行验证,提取的CPR与预期一致。
牛津大学与 JPL 团队实验演示了一种平衡行波参量放大器(TWPA)架构,通过两个 180° 混合耦合器连接两只 NbTiN 动电感 TWPA,将放大后的信号与泵浦、闲频在空间上分离,使三波混频 TWPA 的瞬时镜像抑制带宽翻倍。
CIC nanoGUNE 与 CiQUS 合作在 Nature 发表研究,显示从量子链上增减单个 triangulene 分子即可改变其与超导体的相互作用:奇数链与超导体发生磁性耦合,偶数链则不发生。
推荐理由:文中交代了金膜邻近诱导超导的制备策略,读者可了解如何同时兼顾表面合成化学环境与超导电子学性质。
来自Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter、上海微系统与信息技术研究所、ETH Zurich和牛津大学的合作团队通过超越量子涡旋运动速度的光电回路,探测了超导体中Cooper对的退配对极限。
推荐理由:文章对比了s波与d波超导体在超过退配对极限时的不同响应,便于理解能隙对称性如何决定超导稳定性。
MANA(日本国立材料科学研究所)Takashi Uchihashi 领衔的团队在 Physical Review B 发表研究,发现超薄超导体表面单原子高度的规则台阶能像轨道一样引导量子涡旋:在中等磁场下涡旋沿台阶运动比垂直台阶容易1000倍以上。
研究报道了体相莫尔材料 (Sr6TaS8)1+δ(TaS2)8 单晶在常压下的块体超导证据,超导转变温度 Tc ≈ 2.5 K,由电输运、磁化率和热容测量一致证实。
推荐理由:论文用输运、磁化率和热容三种互补手段确认体超导,读者可了解判定体超导的实验逻辑。
斯图加特大学等机构的研究人员用太赫兹时域与频域光谱测量了原子层沉积生长、厚度 4.5 至 20 nm 的超导 NbN 薄膜的复光电导率,频率范围 0.3 至 2.1 THz。
论文研究含 Rashba、Ising 与在位自旋轨道耦合的非中心对称两轨道三角晶格模型,用多轨道 RPA 结合线性化 Eliashberg 方程求解配对问题。
研究者在TiO2(110)衬底上用臭氧辅助分子束外延生长RuO2(110)薄膜,在20 nm和30 nm厚薄膜中观测到约2.0 K的超导转变温度。
Uppsala University 团队用三轨道模型研究了 TMD 单层邻近常规 s-wave 超导体时的超导性质,发现多轨道特性导致除零能隙外还出现高能杂化能隙,Ising 自旋轨道耦合诱导出与自旋单重配对同量级的自旋三重配对。Rashba 自旋轨道耦合则诱导等自旋三重配对,与 Ising 诱导的混合自旋三重配对相互竞争。
论文在补偿型重费米子超导体 CeRu2 中结合热霍尔输运 κxy、比热与正常态磁输运,将两个大小相近的超导能隙分配到具体费米面能带上。零场比热给出两个能隙尺度 Δe/kB = 13.0 ± 0.1 K 与 Δh/kB = 8.1 ± 0.2 K,正常态磁输运拟合得到载流子密度 n = 3.6 × 10^21 cm^-3 和迁移率比 μh/μe = 0.68。
推荐理由:论文展示了用热霍尔效应结合比热约束来分辨多带超导体各费米面能隙的方法,思路可迁移到其他补偿型超导体系。
Physical Review B 刊出 Jianping Sun 等人的研究,系统考察无限层镍酸盐超导体 La0.8Sr0.2NiO2 薄膜在压力下正常态与超导转变的行为,发现超导转变存在正压力效应。该工作旨在推进对更高 Tc 镍酸盐超导体的探索及其超导机制的理解。
该预印本报告在NdGaO3(001)衬底上用熔融氢氧化物法生长了五种Ca含量(x=0、0.025、0.05、0.075、0.10)的外延(Y1-xCax)Ba2Cu4O8薄膜,Ca替代使本征欠掺杂的Y124向最佳掺杂移动,Tc和Jc随之升高。
作者在稀释制冷机温度下测量欠掺杂单层铜氧化物超导体 HgBa2CuO4+δ(Hg1201,Tc=76 K,p=0.11)的面内纵向热导率 κ,外推得到普适热导项 κ0/T=14±2 mW/K²m。
研究揭示了向列 Hund 金属中 Hund 关联对玻色子媒介超导的重塑作用:动力学关联效应是捕捉 Hund 区超导稳健性的关键,向列相中 Hund 关联同时增强超导能隙的轨道分化,并抑制会压制强耦合下配对的极端向列驱动轨道极化与相干性坍缩。受控截断分析显示能隙存在非平庸的轨道依赖性建立过程,表明不同特征玻色子能量的配对机制可导致不同的能隙结构与趋势。
该论文用高分辨同步辐射X射线衍射研究超导K2-xFe4+ySe5的结构演化,指出过量Fe改变空位有序宿主晶格,超导与非超导态的结构差异在d2衍射特征出现之前就已产生(约275°C至250°C之间),而d2特征约在200°C才开始出现。