超导颗粒铝中的微观带电与带隙内态

随着超导颗粒铝（grAl）作为高阻抗量子电路材料的出现，其进一步发展取决于对其相图的微观理解，以及超导体-绝缘体转变（SIT）是由无序还是带电效应驱动。除基础相关性外，这些机制还支配着微波电路中的噪声与耗散。尽管五十多年来已对颗粒超导体中临界温度的增强及SIT进行了研究，实验研究迄今仍未能提供关于微观现象的全面信息。在此，我们展示超导grAl局域电子结构的扫描隧道显微镜测量。我们确认在单个颗粒中，在Mott电阻率 $\rho_\mathrm{M} \approx 400\ \mu \Omega cm$ 附近及以上，超导能隙均增大。在 $\rho_\mathrm{M}$ 以上，我们发现Coulomb带电效应、解耦的首个迹象，以及单个颗粒上的带隙内态，这可能贡献于量子器件中的磁通噪声与介电损耗。我们还观察到能隙外的多个低能态，可能表明超导序参量的玻色子激发。