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塑造超导穹顶:耦合铝纳米颗粒中增强的库珀配对与抑制的相位相干

超导电性 2016-03-30 v2

摘要

超导(SC)临界温度 TcT_c 的确定性增强是材料科学中长期存在的目标。一种策略是在纳米尺度上设计材料,使得量子限域增强电子配对,从而增加超导能隙 Δ\Delta,正如在单个纳米颗粒中所观察到的那样。然而,真正的相位相干 SC 凝聚体只能存在于更大尺度上,并且需要有限的相位刚度 JJ。对于耦合铝(Al)纳米颗粒,TcT_c 可以超过块体 Al 的三倍,但尽管有若干提议,起作用的相关机制尚不清楚。在此,我们对颗粒 Al 使用光学光谱来厘清基本 SC 能量尺度 Δ\DeltaJJ 随颗粒耦合的演化。从良好耦合的阵列出发,Δ\Delta 随逐渐的颗粒解耦而增长,导致 TcT_c 升高。随着颗粒耦合进一步受抑,Δ\Delta 饱和而 TcT_c 下降,同时 JJ 急剧降低。这种向相位驱动 SC 转变的跨接伴随着持续高于 TcT_c 的光学能隙。这些发现确定颗粒 Al 是测试通过纳米非均匀性增强超导性的基本机制的理想平台。

关键词

引用

@article{arxiv.1508.04270,
  title  = {Shaping a superconducting dome: Enhanced Cooper-pairing versus suppressed phase coherence in coupled aluminum nanograins},
  author = {Uwe S. Pracht and Nimrod Bachar and Lara Benfatto and Guy Deutscher and Eli Farber and Martin Dressel and Marc Scheffler},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1508.04270},
  year   = {2016}
}

备注

6 + 6 pages (manuscript + supplementary material)