铝基超导体-半导体混合结构中被自旋混合增强的邻近效应
超导电性
2022-02-22 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在超导量子电路中，铝是使用最广泛的材料之一。它目前也是开发拓扑量子比特的首选超导体。然而，在此应用中，铝基器件存在磁场兼容性差的问题。在本文中，我们通过证明重元素（如铂）的吸附原子将薄铝膜的临界场提高了两倍以上，解决了这一限制。利用隧穿结，我们表明增强的磁场耐受性源于 Pt 引入的自旋轨道散射。我们在半导体-超导体混合结构的超导邻近效应背景下利用这一性质，表明与 Al/Pt 薄膜强耦合的 InSb 纳米线可维持超导性至 7T。双电子电荷效应（拓扑量子计算的基本要求）被证明对重吸附原子的存在具有鲁棒性。此外，我们在三端几何中使用非局域谱学探测混合器件的体区，显示其无亚隙态。最后，我们证明由 Al/Pt 薄膜邻近效应的半导体态在施加磁场下保持塞曼分裂能力。结合铝的化学稳定性与众所周知的制备工艺，Al/Pt 成为铝基系统的自然继任者，并在需要高磁场耐受性时是其他超导体的有力替代方案。
引用
@article{arxiv.2202.10230,
title = {Spin-mixing enhanced proximity effect in aluminum-based superconductor-semiconductor hybrids},
author = {G. P. Mazur and N. van Loo and J. Y. Wang and T. Dvir and G. Wang and A. Khindanov and S. Korneychuk and F. Borsoi and R. C. Dekker and G. Badawy and P. Vinke and S. Gazibegovic and E. P. A. M. Bakkers and M. Quintero-Perez and S. Heedt and L. P. Kouwenhoven},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.10230},
year = {2022}
}