全金属超导Dayem桥场效应晶体管的磁输运实验

在过去60年中，常规固态与电解质门控实现了金属超导体表面载流子浓度的可观调制，从而调节其电导率并改变其临界温度。近期在超导金属纳米结构上的常规门控实验显示了临界电流的完全抑制，而正常态电阻与临界温度均无变化。这些结果仍缺乏微观解释。在本文中，我们展示了一套在Ti基超导Dayem桥上的完整门控实验，以及一个似乎能解释我们若干实验发现的经典热力学模型。特别地，零偏压电阻与临界电流$I_C$测量凸显了以下几点：以两种极性的栅极电压对$I_C$的抑制、该效应的表面性质、临界温度对电场的独立性，以及栅极诱导产生的亚隙耗散分量。此外，Josephson临界电流的温度依赖似乎显示出随电场增大从弹道Kulik-Omelyanchuck行为到Ambegaokar-Baratoff类隧穿特征的转变。而且，$I_C$抑制在存在可观的面外垂直磁场时依然持续。我们提出一个能描述本工作与先前工作若干实验观测的经典热力学模型。尤为重要的是，该模型抓住了双极性电场诱导的$I_C$抑制以及在超电流近完全抑制时出现的亚隙耗散分量。最后，提出了利用所述效应的应用。