論文の概要: Observation of Distinct Superconducting Phases in Hyperdoped p-type Germanium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.06067v1
• Date: Thu, 13 Aug 2020 18:06:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-06 09:05:15.557238
• Title: Observation of Distinct Superconducting Phases in Hyperdoped p-type Germanium
• Title（参考訳）: 過ドープp型ゲルマニウムの連続超伝導相の観察
• Authors: Kasra Sardashti, Tri D. Nguyen, Wendy L. Sarney, Asher C. Leff, Mehdi Hatefipour, Matthieu C. Dartiailh, Joseph Yuan, William Mayer, Javad Shabani
• Abstract要約: 超ドープゲルマニウムの超伝導相の系統的合成とキャラクタリゼーションについて報告する。 驚くべきことに、表面近傍に拘束されたGa薄膜からなる準2次元特性を持つナノ結晶相が見つかる。 以上の結果から, 超伝導回路に高ドープGeナノ結晶相が集積する可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Realization of superconductivity in Group IV semiconductors could have a strong impact in the direction quantum technologies will take in the future. Therefore, it is imperative to understand the nature of the superconducting phases in materials such as Silicon and Germanium. Here, we report systematic synthesis and characterization of superconducting phases in hyperdoped Germanium prepared by Gallium ion implantation beyond its solubility limits. The resulting structural and physical characteristics have been tailored by changing the implantation energy and activation annealing temperature. Surprisingly, in addition to the poly-crystalline phase with weakly-coupled superconducting Ga clusters we find a nano-crystalline phase with quasi-2D characteristics consisting of a thin Ga film constrained near top surfaces. The new phase shows signatures of strong disorder such as anomalous B${\rm c}$ temperature dependence and crossings in magentoresistance isotherms. Apart from using hyperdoped Ge as a potential test-bed for studying signatures of quantum phase transitions (e.g. quantum Griffith singularity), our results suggest the possibility of integration of hyperdoped Ge nano-crystalline phase into superconducting circuits due to its 2D nature.
• Abstract（参考訳）: グループIV半導体における超伝導の実現は、将来量子技術の方向性に強い影響を与える可能性がある。 したがって、シリコンやゲルマニウムなどの材料の超伝導相の性質を理解することが不可欠である。 本稿では,ガリウムイオン注入により作製した超ドープゲルマニウム中の超伝導相の系統的合成とキャラクタリゼーションについて報告する。 得られた構造的・物理的特性は、注入エネルギーと活性化焼鈍温度を変化させることで調整されている。 驚くべきことに, 超伝導Gaクラスターが弱い多結晶相に加えて, 表面近傍に拘束されたGa薄膜からなる準2D特性を有するナノ結晶相が見つかる。 新しい位相は、異常なB${\rm c}$温度依存性や磁気抵抗等温線の交差といった強い障害の徴候を示す。 超ドープgeを量子相転移のシグネチャ(例えば量子グリフィス特異性)を研究するためのテストベッドとして用いることとは別に、超ドープgeナノ結晶相を超伝導回路に2dの性質から統合する可能性を示唆する。

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