转角铜氧化物Josephson结中观测到电荷3e隧穿的Shapiro台阶特征
Yuying Zhu 等人在转角45度的BSCCO铜氧化物Josephson结中报告了新序列的Shapiro台阶 ±hf/3e、±2hf/3e、±hf/e,测量温度范围可达70 K,在另一器件A2上可复现。
推荐理由:论文给出微波频率、温度与电流退火三重依赖,读者可据此理解3e隧穿证据的完整论证链条。
Yuying Zhu 等人在转角45度的BSCCO铜氧化物Josephson结中报告了新序列的Shapiro台阶 ±hf/3e、±2hf/3e、±hf/e,测量温度范围可达70 K,在另一器件A2上可复现。
推荐理由:论文给出微波频率、温度与电流退火三重依赖,读者可据此理解3e隧穿证据的完整论证链条。
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。
CERN 研究人员提出降阶磁滞磁化(ROHM)模型,用于描述时变磁场下复合超导体的磁化与瞬时功率损耗,参数由参考模拟确定后即可直接计算宏观响应,无需求解电流密度分布。模型含速率无关与速率依赖两个版本,分别复现超导丝中的磁滞以及耦合电流和涡流引起的动态效应,并已纳入有限元框架,在宽激励频率与幅值范围内验证了精度与效率。
Thea Energy 与 MIT 等离子体科学与聚变中心(PSFC)合作,对 Eos stellarator 的全尺寸平面环绕线圈进行全磁场、全机械力测试,评估其能否承受电站运行条件下的强磁场与机械应力。Eos 设计采用 12 个环绕线圈与约 300 个可编程成形磁体,平面线圈架构旨在简化制造、建造与维护。该合作旨在降低 Thea Energy 2035 年实现商业聚变的关键工程风险。
加州大学圣塔芭芭拉分校 David Weld 团队用两片激光光片反射超冷锂原子玻色-爱因斯坦凝聚体的物质波,构建出物质波 Fabry-Pérot 腔,模拟黑洞事件视界附近的光传播行为。
nanoGUNE、Quantum Motion、Imperial College London和剑桥大学等团队在Nature Electronics发表研究,在商用CMOS工艺制造的硅集成电路内,用氮化钛(TiN)制备出非线性超导电感器,TiN的高动力学电感使其能在保持超导性能的同时做成紧凑高电感元件。
Northrop Grumman量子计算团队在arXiv发表论文,展示以α-Ta为电极、TaOx为隧穿势垒的全Ta基S-I-S约瑟夫森结,通过种子层工程与等离子体氧化工艺在150 mm Si晶圆上以工业兼容方法制备。
日本横滨国立大学的 Mitsuaki Kawamura 及同事提出新形式理论,从原子组分和晶体结构出发,无调节参数地计算出七种常规超导体的相干长度 ξ、穿透深度 λ 和临界温度 Tc,涵盖五种单质超导体和两种化合物超导体,其中硫化氢仅在 100 gigapascals 以上压力超导。
推荐理由:文章解释了新形式理论如何跨越宏观与微观尺度之差,读者可据此理解无参数计算超导特征量的思路。
DOE 选定 28 个聚变项目获得 INFUSE 资助,覆盖 22 家公司与 10 个国家实验室、9 所大学的合作,其中 10 项授予 9 家首次获 INFUSE 资助的公司。
ICMAB-CSIC、Politecnico di Milano 和 Université de Liège 的研究人员将直写激光技术用于在材料中"绘制"超导性质,通过改变激光功率和曝光时间逐点控制氧含量,可在同一薄膜上形成绝缘区、超导区及中间梯度。
Kyoto Fusioneering、Proxima Fusion、Focused Energy 等日德聚变企业在日本—德国会议期间签署多项 MOU 与合作意向书。
Chenguang Huang 等人研究了板状超导导体在交直流输运电流与交流磁场共同作用下的热-磁-电不稳定性,成果发表于 International Journal of Heat and Mass Transfer 第 274 卷,出版日期为 2027 年 3 月。
论文提出将超导量子比特编码为双轨 transmon 或自旋锁定 transmon,使超材料波导能够实现全对全连接,同时在硬件层面把寄生色散耦合从比特-模式失谐的二阶压到四阶。
ADMX Sidecar 项目对用于轴子 haloscope 的混合超导射频腔进行了表征:一个铝 clamshell 微波谐振器加载涂覆 Nb3Sn 的铌调谐杆,在稀释制冷机中降温至 25 mK 并施加最高 6 T 磁场,监测了包括轴子搜索所用 TM010 模式在内的五个谐振模式的品质因数。
Frazier、Lelievre 与 Yi Li 的论文提出,自旋三重态超导体网络中约瑟夫森耦合的各向异性会产生受挫的 d 矢量织构,带来自发约瑟夫森电流与非整数磁通俘获。
研究团队在单晶金薄片上沉积 Al 电极,实现了平面多端准弹道约瑟夫森结阵列,观测到非局域多端约瑟夫森效应,即任意两超导引线间的超导电流由整个晶体的相位相干决定。
论文将直径250 µm的钇铁石榴石球浸入液态4He,用腔磁力机械学读出约12.47 MHz机械模,发现机械线宽从真空中的6.1 Hz升到正常态液氦中的9.1 kHz,在84 mK深超流区达17.5 kHz,品质因子下降三个数量级以上,进入超流态并未恢复低损耗。
该论文用扫描 SQUID 显微(SSM)直接成像两种 MoAu X 射线转变边缘传感器(TES)中的局域超导性质与输运电流分布。作者在电压偏置下测量局域抗磁响应以识别超导区域,并通过输运电流产生的 Oersted 场重建电流分布,观察到电流分布随偏置发生重构、且与电流引起的超导区域变化相对应,凸显介观空间不均匀性对 TES 物理、运行与设计的重要性。
研究团队考察了在高纯氮气中对RF偏置等离子体增强原子层沉积生长的多晶TiN薄膜进行快速热掠火(RTA)这一后处理策略。掠射角X射线衍射显示随退火温度升高峰展宽减小、晶格参数变小且(111)择优取向增强;X射线光电子能谱深度剖析显示氧相关键合减少、化学环境向Ti-N主导转变。
ITER 磁体冷测试设施完成第二轮测试,330 吨 D 形环向场线圈 #17 冷却至 4 K 并成功励磁至 34 kA,达到其 68 kA 额定运行电流的一半,线圈表现与模型预测一致。
推荐理由:原文给出线圈重量、电流与温度等参数,可据此了解 ITER 磁体冷测试的进度与后续安排。
研究团队用30 keV聚焦氦离子束(He-FIB)辐照最佳掺杂Bi-2212超薄薄膜,制备出间距100 nm的周期性柱状缺陷阵列,作为人造涡旋钉扎中心。磁输运测量显示磁阻极小值与临界电流峰值出现在相容磁场处,表现出明显的涡旋匹配效应;磁阻与临界电流的角依赖按有效磁场标度,表明辐照径迹对饼状涡旋有强约束。
10月30日,中国科学院战略性先导科技专项(B类)“下一代高场超导磁体关键科学与技术”综合绩效评价会议在等离子体所召开,专家组一致同意该专项通过综合绩效评价。此前专项已通过技术成果、财务和档案分项验收;专家组认为其在高温超导基础机理、实用化线材和高场磁体关键技术等方面取得一系列进展,提升了我国高场超导磁体领域的自主创新能力。
IBM Research 团队用四根超导铝电缆将两台 120 比特的 Nighthawk R1 超导量子处理器互联,论文发表于 arXiv(DOI: 10.48550/arxiv.2610.29986)。
推荐理由:原文给出了量子态传输保真度和跨处理器双比特门精度等具体指标,读者可据此评估模块化超导量子计算互联的当前水平。
该论文系统研究了30 keV He+离子大面积辐照对在LSAT衬底上外延生长的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜结构与输运性质的影响。X射线衍射显示随注量增加晶格有序度丧失并发生正交到四方转变,在最高注量1×10^16 cm^-2时主要非晶化;Tc的抑制符合Abrikosov–Gor'kov对破坏机制,在4.5×10^15 cm^-2时超导性完全淬灭。
Marius Lemm 与 Barbara Roos 证明在自旋相关化学势的自旋不平衡 BCS 泛函中存在严格意义上的一阶相变:对足够小的固定自旋失衡和足够低的温度,存在共存耦合 λfo 严格低于正常态线性稳定阈值 λlin,在该点 Cooper 对密度发生非零跳变、极小化能量出现折点。
研究团队用空间分辨扫描 SQUID 磁强计与磁化率测量,在剥离的超导 4Hb-TaS2 薄片中发现磁记忆在无涡旋的 Meissner 区依然存在,强度与此前块体样品测量相当,升温越过 Tc 后零场重冷仍保留剩余磁通响应。
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。
论文提出一种基于非中心对称超导体的Berry曲率偶极(BCD)量子电路元件,在保持时间反演对称的前提下实现无耗散量子三波混频,其非线性源于非中心对称量子材料中的非线性霍尔效应进入无耗散、量子相干的少光子极限。
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。
Rutgers 团队在 Physical Review Letters 发表研究,用太赫兹偏振光解析了超导体涡旋核心内粒子的阶梯状量子化能级。研究人员用逐层原子沉积制备了 40 纳米厚的铁基碲硒化合物薄膜,在爱沙尼亚塔林将样品冷却至零下 438 华氏度并施加强磁场,通过调控太赫兹光束的偏振方向,发现被困粒子清晰分为两组,分别只响应左旋或右旋偏振。
推荐理由:原文说明了用太赫兹偏振光区分涡旋内粒子两组能级的实验方法,读者可了解这一测量手段如何应用于超导材料研究。
Xiang Li 等人在 Phys. Rev. Lett. 137, 180801 发表论文,通过 time-bin 微波光子实现超导 qutrit 的确定性远程纠缠,其纠缠度超越两比特态的 negativity 界限。
推荐理由:论文报告超导 qutrit 通过微波光子实现远程纠缠并超越两比特负性界限,可了解多能级超导系统在量子互连上的进展。
中国科学院上海微系统与信息技术研究所团队提出用单个氮化铌三维纳米桥结(NbN-3D-NBJ)替代nanoSQUID进行高空间分辨率磁成像,其临界电流随外磁场近似单调变化,本征噪声水平为100 nT/√Hz。研究用该探针在铌膜中成像Abrikosov涡旋,最小半高全宽为0.53 μm,受限于结到探针尖端边缘的距离;换用优化结尖距离的第二支探针后,分辨出超导纳米线之间80 nm的间距。
Aalto 大学团队通过数值模拟发现,自旋三重态超流 3He 的量子化涡旋核在表面附近被强烈改变,沿涡旋线呈非均匀结构,且效应相对核序参量各向异性轴与表面法线的取向不对称。
KU Leuven 等机构的研究者在单台轻敲模式 SQUID-on-tip 显微镜中结合微波谱学、纳米磁传感与形貌成像,利用约瑟夫森非线性响应把局域 GHz 激发转换为 Shapiro 阶梯,仅用直流读出即可测量微波频率信号及其激发强度。
该论文提出一个包含低维超导环中热涨落的普适理论框架,将热激活相滑移(TAPS)纳入 Ginzburg-Landau 描述,推导出 Little-Parks 振荡幅度的普适标度。
巴西圣保罗大学IFSC-USP与中国北京理工大学的合作团队提出一种无需辅助量子比特(ancilla)即可读取量子比特信息的方法,成果发表于Physical Review B。
Zaccone 与 Samwer 提出一个力学自洽的 Ginzburg-Landau 理论,描述深过冷金属液体中亚稳的非均匀 G 态。核心结果是类 II 超导混合态物理可在结构上涌现,随机内应力场扮演磁场角色,应力由非仿射内应变在有限屏蔽长度 λσ 内屏蔽,结构序在长度 ξG 上愈合,二者之比 κG=λσ/ξG 对应 Ginzburg-Landau 参数。