超导铌纳米薄膜中的维度交叉与初现量子尺寸效应
超导电性
2018-04-23 v1
摘要
本文系统研究了在不同基底上、膜厚 d=9-90 nm 范围内溅射铌纳米薄膜的超导态与正常态性质。所有薄膜的超导-正常态转变宽度均保持在数十 mK 范围内，极其狭窄，证实了其高质量。我们发现，当膜厚在 25 nm 左右时，超导临界电流密度表现出显著的最大值，比其块体值大三倍，标志着从 3D 到 2D 的交叉。除了通常的退磁效应外，提取的磁穿透深度在最薄的薄膜中显示出显著的增强。在蓝宝石基底或压缩纳米薄膜横向尺寸的情况下，获得了超导性质的额外放大效应。当厚度接近 20 nm 时，我们还测量到垂直临界磁场相比于 d>33 nm 时的饱和值翻倍，表明关联长度缩短以及凝聚体中形成了小的 Cooper 对。我们的数据分析揭示了量子尺寸效应与邻近效应之间令人兴奋的相互作用，以及强耦合效应和薄膜中无序的重要性，将具有最佳增强临界性质的薄膜定位在 BCS-BEC 交叉区域附近。
关键词
引用
@article{arxiv.1710.00265,
title = {Dimensional crossover and incipient quantum size effects in superconducting niobium nanofilms},
author = {N. Pinto and S. J. Rezvani and Andrea Perali and Luca Flammia and Milorad V. Milošević and Matteo Fretto and Cristina Cassiago and Natascia De Leo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.00265},
year = {2018}
}