強磁場中心在超導單晶納米線研究中獲進展

時間：2015-05-23 00:58:31 來源：中國電子元器件網 點擊量：561

　　11月17日訊長期以來，對準一維超導體中的超導-絕緣體轉變（sit）機理存在爭論，其核心是絕緣態的本質是什么，究竟是什么參量控制了這個sit轉變。中國科學院強磁場科學中心田明亮課題組通過對不同直徑的nb2pds5單晶納米線的研究發現，其轉變機理并非是普遍認為的正常態電阻達到一個普適量子電阻來控制，而是由納米線面積來控制。另外，處于絕緣態的nb 2pds5超細納米線其輸運特性表現出奇異的冪函數非線性行為。結果分析表明：nb2pds 5納米線的絕緣態性質完全可以用擴展的變程跳躍模型來解釋，而不是傳統認為的準一維電子系統的luttinger輸運機制。　　nb2pds5是近期發現的一種具有超高臨界磁場的新型準一維超導體，其晶體由準一維金屬鏈堆垛而成，是研究準一維超導電子結構的理想體系。課題組寧偉副研究員通過與張昌錦研究員課題組合作，通過化學剝離塊體單晶纖維，得到各種尺寸的單晶納米線，并對其超導電性進行了深入研究。研究發現，隨著尺寸的逐漸減小，納米線超導電性逐漸變弱并最終導致sit，且出現sit時的電阻與量子電阻沒有直接關系。更為重要的是，處于絕緣態的超細納米線，其電子輸運行為隨著溫度和偏置電壓均表現出反常的冪指數（power-law）行為，且不同溫度下的電壓-電流（v-i）曲線能夠歸一化為同一條曲線，而且在低溫時出現電導飽和的特征。　　在傳統的準一維電子系統中，冪指數和其歸一化行為通常認為是滿足luttinger液體理論的重要證據。但是在本研究發現，雖然電子輸運也表現出冪指數特征，但是luttinger液體理論并不完全適用，而擴展的變程跳躍模型反而可以很好地解釋電子的各種行為。相關研究結果對重新深入認識準一維電子系統中電子的冪指數輸運行為和luttinger液體理論的適用范圍具有重要的啟發作用。相關論文發表在近期出版的appl.phys.lett.上。　　該項研究獲得科技部“973”項目、基金委國家自然科學基金項目的支持。