聚焦硅离子注入局部抑制铌膜超导性实现无刻蚀磁通槽
论文用聚焦离子束在50、100、200 nm厚铌膜中直写硅离子植入线,测量其转变温度、电阻和临界电流密度随注量的变化,提出以离子注入替代刻蚀制作超导电路磁通捕获槽。
论文用聚焦离子束在50、100、200 nm厚铌膜中直写硅离子植入线,测量其转变温度、电阻和临界电流密度随注量的变化,提出以离子注入替代刻蚀制作超导电路磁通捕获槽。
M. J. Grant 和 A. Carrington 在 Phys. Rev. B 114, 194507 中提出用有限元磁化率计算确定超导体磁穿透深度 λ 的方法,以处理 Meissner 态磁化率 χ 测量中依赖几何形状的修正。该方法针对椭球和圆柱形超导体进行计算,用于从 χ 的精密测量中更准确地提取 λ。
Brookhaven National Laboratory 重新设计了超导磁体存储架,四层结构可承重 45,000 磅、单架磁体存储量从 3 台增至 4 台,预计节省约 $420,000。
UAB 与 Chalmers 团队在 Science Advances 发表磁性全转换方法,通过组合铁磁与超导材料的特定几何排布,把单一线圈或永磁体产生的磁场以数学精确的方式转换为几乎任意预定构型。团队用超导铝管和铸铁部件制成原型,将简单线圈的非均匀场转换为近乎完全均匀场,装置冷却到低于 1 kelvin 后实测磁场分布与计算结果高度吻合,团队已提交专利申请。
斯坦福大学研究团队借助薄膜铌酸锂与超导比特耦合,观测到声子(机械振动量子)呈现量子跃迁行为,成果发表于 Science。团队通过改用阴影掩模替代聚合物工艺以减少表面缺陷,将声子寿命从最初的 800 纳秒延长了四到五个数量级,超导比特对声子数奇偶的读出可用于量子纠错中的二项式编码。
推荐理由:文章梳理了把声子寿命从800纳秒提升数个量级的工艺路径,对理解机械量子系统的主要损耗来源有参考价值。
Fermilab 启动 MAGNet Environment Simulator(MAGNES),由 DOE 聚变办公室与高能物理、核物理办公室共同资助,用于测试未来聚变反应堆超导电缆在强磁场下的性能。
推荐理由:原文给出了15特斯拉场强、10万安培电流与2028年首测时间表,可据此判断该测试平台的定位与进度。
论文提出用大功率 CW 磁控管为超导加速器 SRF 腔馈电,通过解析模型、PIC 模拟与实验研究其稳相与动态控制。结果显示注入锁定信号在 -10 dBc 以上时相位锁定概率显著提高,而 -20 dBc 时噪声谱密度比 -10 dBc 高约 20 dBc/Hz;受控于自激阈值以下工作可显著抑制准连续噪声。
研究团队在微米尺度石墨烯Hall条几何中实现了多端Josephson网络,使远端间产生显著非局域耦合,在四探针响应中于开关电流附近观测到明显的负微分纵向电阻(NDLR),而两端测量中无此特征。
该论文提出利用Weyl半金属表面费米弧态的拓扑保护来工程化高临界温度的表面超导。作者以PtBi$_2$为例,演示了通过沉积合适附加层来调控表面van Hove奇异点,发现临界温度对化学势取值极为敏感,可达体材料Tc的20倍,为实验上实现高温二维超导提供了可行路径。
Mehdi Zarea 与 J. A. Sauls 发展理论方法,预测顺磁杂质对常规自旋单重态超导体微波响应的影响,聚焦低杂质浓度下超导器件与谐振器的性能。
研究者对一系列超导氢化物在不同压力下的库仑参数 μ 和赝势 μ*ME 进行了第一性原理计算,屏蔽库仑相互作用采用 Mantel 代码在无规相近似水平上求解。
研究团队用应变控制、机械剥离的REBCO带材构建pole-to-pole三维腔体,在8 T磁场下5.4 GHz谐振腔无载品质因数Q0达1.4×10⁷,比铜腔基线高两个数量级。随后研制的2.3 GHz可调谐腔在CAPP-PACE实验中实现180 mK噪声温度、相对铜腔5倍Q提升,带来约8.4倍扫描速率提升。
推荐理由:论文给出8 T场下Q0达1.4×10⁷的具体数值,可据此评估高温超导腔相对铜腔的性能差距。
研究人员用分子束外延在蓝宝石衬底上生长少层外延六方氮化硼(hBN),在其上制备铌谐振器并与无hBN的对照样品比较射频测量。集成hBN的谐振器在低功率下内损耗正切保持在约10^-6量级,表明hBN可加入常规超导量子比特叠层而对品质因数影响很小,是借助二维材料热学性质抑制衬底非热声子跨超导体-衬底界面传输、减少声子介导关联错误的材料策略第一步。
第七届氦低温工程青年论坛9月21日至23日在北京怀柔高能同步辐射光源(HEPS)园区举行,由中国核学会粒子加速器分会主办、中国科学院高能物理研究所协办,160余名专家学者参会。论坛设5场特邀报告和39场专题报告,涵盖超导磁体、氦制冷液化、脉冲强磁场、射频超导和稀释制冷等方向,HEPS、SHINE、CiADS、CSNS-II、HALF、S3FEL等大科学装置团队分享了最新进展。
合肥先进光源(HALF)的500 MHz超导高频模组及配套设备通过出厂测试,超导腔压达2.1 MV、品质因数达2.2 E+9、静态漏热低于23.5 W,主要及关键参数超过设计指标。
推荐理由:原文列出超导腔压、品质因数和静态漏热三项实测参数,可据此对照设计指标判断模组研制水平。
Physical Review B发表论文研究UBe13的晶体学缺陷与其非常规超导性,指出超导能隙对称性与晶体结构对称性相关,非常规超导体中即使晶格微小扰动也可能导致临界温度、临界场甚至能隙结构发生大变化,文中采用显微结构方法开展研究。
Physical Review Letters 发表 Shengyao Li 等人的研究,通过非互易电输运揭示 FeTe0.7Se0.3 超导体中的畴界诱导极性。非互易电输运表现为方向依赖的电响应,是探测电子结构和实现整流的有力手段,但其通常受本征晶体对称性支配,限制了适用材料范围。
Physical Review X 发表论文指出,超导实现的 Kerr-cat qubit 在微波驱动超过临界幅度后,隧穿时间不再增长甚至下降,这一失效源于电路的多模特性。
Fermilab 助理科学家 Daniel Bafia 获得 DOE Early Career Award,将利用磁涡旋探测超导量子器件中难以直接定位的微观缺陷。II 型超导体(如铌、钽)中磁通穿透形成磁涡旋,其与缺陷的相互作用可产生可区分的射频耗散特征。该工作建立在 Fermilab 十余年铌超导射频(SRF)腔磁通俘获研究基础上,服务于 DOE 五大国家量子信息科学研究中心之一的 SQMS。
清华大学、南方科技大学、Boston College 等机构研究组在钴掺杂 Ba(Fe₀.₉₄Co₀.₀₆)₂As₂ 薄膜上用谱学成像扫描隧道显微镜观测到在磁涡旋中心附近增强的电荷条纹,并区分出两类涡旋态,其中一类被认定承载 Majorana 零模。
推荐理由:文章说明了实验用STM在单个磁涡旋中同时分辨电荷条纹与Majorana零模,给出了材料配方与空间关联这一可迁移的观测方法。
S. Vosoughi-nia 和 M. P. Nowak 理论研究了有限宽度 altermagnet Josephson 结中的 Andreev 束缚态(ABS)能谱,提出一种无需外磁场的宇称保护量子比特方案。研究显示 d-wave altermagnet 对称性与几何限域共同塑造其低能谱,成果发表于 Phys. Rev. B 114, 225408。
Mehdi Zarea和J. A. Sauls在Phys. Rev. B 114, 214505发表论文,建立含低能亚能隙准粒子的超导体微波响应微观理论。稀浓度顺磁杂质会破坏库珀对并产生低能亚能隙准粒子,作者据此预言低温焦耳耗散、伦敦穿透深度反常以及高Q谐振器的频率移动,并指出微波激发这些准粒子会导致高Q超导射频腔出现剩余电阻。
高能所拟推荐“高性能铁基超导材料制备及高场应用关键技术”作为2026年度中国科学院杰出科技成就奖(技术发明奖)候选者并进行公示,自公布之日起7个自然日为异议期。
等离子体所代表团参加在法国艾克斯普罗旺斯举行的第34届国际聚变工程技术大会(SOFT),所长宋云涛作为唯一受邀作大会报告的中方代表,介绍EAST实验突破、CRAFT综合研究设施建设、BEST装置研制及ITER采购包实施进展。
Okayama大学研究团队用原位单轴应变结合核四极共振测量kagome金属CsV3Sb5,发现拉伸应变使超导转变温度从零应变下的约3.0 K升至+0.90%应变下的3.6 K,而电荷密度波基本不变。
推荐理由:原文给出了应变调控下两个超导转变温度与各分量占比的具体数值,便于读者理解该方法如何分离共存序。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校团队在PNAS发文,报告铀二碲化物中配对密度波(PDW)在超导相消失后仍存在的直接证据。研究者用熔剂法生长的高质量样品和矢量磁场扫描隧道显微镜(STM)观测到随温度和磁场变化的谱学特征,部分模式在超过临界温度后依然存在。团队指出STM仅探测材料表面,但结果为非常规超导研究提供了重要线索。
推荐理由:文章梳理了从BCS理论到PDW预言的脉络,便于理解该发现为何被视为非常规超导研究的关键线索。
康奈尔大学Brad Ramshaw及其合作者用超声脉冲测量UTe₂晶体的弹性模量和声衰减随压力与温度的变化,推断出两个超导相的性质。结果显示第一相与含三重态配对的BCS型图像一致,第二相则表现出超电流的剧烈涨落,研究者提出其配对胶水具有铁磁性质,且配对发生在高压下被拉近的不同能带之间。相关论文发表于Phys. Rev. X 16, 041006 (2026)。
推荐理由:文章解释了超声测量如何反推超导相性质,便于理解这一实验方法的逻辑。
Type One Energy 计划在 TVA 的 Bull Run 场址建设 Project Infinity,包含 Infinity One 恒星器工程原型和可发电 400 MW 的 Infinity Two 商业聚变电站,年供电量可满足约 226,000 户美国家庭。
Ingla-Aynés 等人在 Phys. Rev. Lett. 137, 157001 发表研究,将超薄超导薄膜夹在两层铁磁绝缘体之间,通过磁交换耦合,用控制两侧铁磁绝缘体磁化相对取向的方式切换超导态。作者研究了由这类薄膜图形化制成的微米尺度器件,面向低温存储应用。
SLAC 为 LCLS-II-HE 低发射度注入器研制的 185.7 MHz 超导射频(SRF)电子枪低温恒温器原型实现连续波运行,阴极场强达到 30 MV/m。该装置配备兼容半导体光阴极的原位超高真空可换阴极插头系统,使用铜插头测试,在 4.4 K 下拆卸并重新插入插头后未观测到可测量的性能退化,作者称该结果较过去带可换插头的连续波 SRF 电子枪系统有显著改进。
推荐理由:论文给出阴极场强、工作温度和插头更换后无性能退化的实测结果,可据此评估可换阴极 SRF 电子枪的工程可行性。
UIUC研究团队在铀二碲化物(UTe₂)中发现配对密度波(PDW)的直接证据,该模式在超导临界温度以上仍能持续存在,论文发表于PNAS。研究人员用新型熔剂生长法制备更高质量晶体,并用矢量磁场扫描隧道显微镜观测到响应温度和磁场的电子模式,其行为符合理论对PDW的预期,而仅用电荷密度波(CDW)解释则与既有原理冲突。作者指出扫描隧道显微镜只探测材料表面,尚不能证明体内同样存在该态。
推荐理由:文章说明了PDW信号依赖更高质量晶体和矢量磁场扫描隧道显微镜才被观测到,交代了方法层面的可迁移经验。
研究人员发现I型超导体YbSb₂在进入超导态时会自发破坏时间反演对称性并在内部产生约0.44(3) gauss的微弱磁场,这是已知首个此类I型超导体。
推荐理由:文章给出了YbSb₂的临界场、内场等关键参数,便于读者理解该发现的实验依据。
研究团队利用MPSD开发的超快电输运平台,用300飞秒、波长515纳米的绿激光脉冲触发光导开关,产生仅持续几皮秒的电流脉冲,在涡旋来得及移动或发热前把电流密度推到极高水平,使超导态接近其本征极限。
推荐理由:原文对比了NbN与YBCO在超快电流脉冲下的不同响应,可帮助理解能隙对称性如何影响超导态失效方式。
研究人员在 Physical Review Letters 报道 I 型超导体 YbSb₂ 破坏时间反演对称性,此前已知有此性质的均为 II 型超导体。
推荐理由:文章说明了用缪子植入探测内部微弱磁场的实验方法,读者可了解时间反演对称性破缺的判定依据。
研究者用持续仅几皮秒的超快电流脉冲,在磁通涡旋来得及移动和加热样品之前把电流推到远高于常规直流临界电流的水平,直至 Cooper 对开始拆对。团队用 MPSD 的超快电输运平台,以 300 飞秒、波长 515 纳米的绿激光脉冲触发光电导开关产生皮秒电流脉冲,经共面波导通过微米级超导样品。
推荐理由:文中给出脉冲时长与激光参数,并对比两种超导体的不同击穿行为,便于理解该方法的物理图像。
9月30日至10月2日,第八届 ESSRI 2026(Energy for Sustainable Science at Research Infrastructures)国际研讨会在萨莱诺大学举行。
Commonwealth Fusion Systems(CFS)与东京 Fujikura Ltd 签订协议,采购 10,000 km(6,213.7 英里)高温超导(HTS)带材,用于其规划中的聚变电站,CFS 称这是迄今规模最大的同类 HTS 带材协议。
韩国聚变初创企业 EnableFusion 完成 450 亿韩元(约 3300 万美元)A 轮融资,由 Quantum Ventures Korea 领投,累计融资达 560 亿韩元(约 4200 万美元)。
印度科学教育与研究学院 Bhopal 分校的 Anshu Kataria 等人在 I 型超导体 YbSb2 单晶中观测到时间反演对称性破缺,这一非常规超导特征此前通常只在 II 型材料中发现。
推荐理由:文章说明了常规与非常规、I 型与 II 型两条分类线,帮助读者理解该发现为何不寻常。
LHC 主偶极磁体以约 12,000 安培电流在比人发还细的 Nb-Ti 丝中传输,HL-LHC 升级将用 MgB₂ 柔性线承载 10 倍电流,这依赖超导零电阻效应。