由射频功率调谐的天然Josephson结数组中的再入超导性和超导体-绝缘体相转移
超导电性
2025-09-03 v1 强关联电子
摘要
超导性以无能耗电流流动和磁通排除或量化为特征，当磁场或温度足够大时通常会被抑制。然而，在少数情况下，随着温度或磁场的增加，超导性可以重新出现，称为再入超导性。这通常源于强相关材料中的竞争有序。我们演示了随温度和磁场均可调谐的再入超导性，由射频 (RF) 功率控制于一种相对简单系统：颗粒态铝 (grAl)，其表现出天然Josephson结数组的属性。在低温下，出现巨型肖维步骤，表现出单一Josephson结的特征。阵列中多个结之间的相位锁定相干性放大了量化电压，使其在射频上实现可调性，正如在人工设计的Josephson数组中所观察到的那样。我们表明，该系统可通过RF功率调谐，从相干的超导态（刚性相位）到绝缘态（相位波动）进行转换。我们提出，RF功率调制了Josephson耦合能 。令人惊讶的是，在较高温度下，电荷屏蔽抑制了充能量，导致超导性重新出现。这一许多体效应不能在单个结的框架内描述，涉及许多体关联。因此，我们的系统可以用来观察单结规模和许多体关联效应，作为凝聚态物理学中复杂现象的量子模拟器。
引用
@article{arxiv.2509.02063,
title = {Reentrant superconductivity and superconductor-to-insulator transition in a naturally occurring Josephson junction array tuned by RF power},
author = {S. Avraham and S. Sankar and S. Sandik and A. Burshtein and M. Goldstein and E. Sela and Y. Dagan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02063},
year = {2025}
}