超导薄膜在直流电场下的临界电流的 Eliashberg 理论预测

超导薄金属膜作为超导电流栅极可调晶体管，具有巨大的潜在应用前景。尽管已进行大量研究，但阐明薄膜中超导电流控制或抑制的微观定量机制仍然尚未完全阐明。本研究聚焦于典型材料NbN，从现象学假设出发，将临界电场与破坏成对电子所需的动能参数相关联，对临界电流进行定量分析。我们在无可调参数的脏化极限下采用Eliashberg理论。通过识别对应薄膜可流动的最大超导电流的临界动能值。当动能增加导致超导电流增长，但当动能足够大时发生解对效应时，超导电流密度会出现峰值。随后，我们利用该对的动能临界值估算所需的外部电场临界值，以抑制薄膜中的超导性。该估算与实验观察在参数上无需调整地达成一致。尽管无序性降低了栅控对临界电流温度依赖性的影响，同时也增加了抑制超导性所需的未屏蔽临界电场值。这为控制和降低临界电场值以抑制超导性提供了方法。