超导纳米结构中高能准粒子的弛豫涉及电子、声子和库伯对之间的许多级联相互作用,这些动力学是诸如量子位或光子探测器之类的设备性能的核心。然而,它们仍然没有被很好地理解,因为它们需要以可控的方式注入准粒子的实验。到目前为止,此类实验通常采用具有固定隧道势垒的固态隧道结。鉴于此,来自格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的C. Chapelier等人利用低温扫描隧道显微镜开发了一种扫描临界电流显微镜技术,用于研究超导纳米结构中的局部准粒子动力学。
文章要点:
1) 该研究开发的这一技术可以分别通过偏置电压和隧道电流独立调节准粒子注入的能量和速率,对于高能准粒子,所观察到纳米线的临界电流减少,并且表明它主要是由注入功率控制,其次则是由注入速率控制;
2) 该研究的这些结果对理解约瑟夫逊场效应晶体管和光子探测器等超导纳米器件有着直接的影响,此外,由于其多功能性,研究的设置可以帮助设计未来的超导量子电路,以增强其抗准粒子中毒的能力。
参考资料:
Jalabert, T., Driessen, E.F.C., Gustavo, F. et al. Thermalization and dynamics of high-energy quasiparticles in a superconducting nanowire. Nat. Phys. (2023).
10.1038/s41567-023-01999-4
https://doi.org/10.1038/s41567-023-01999-4