論文の概要: Measuring kinetic inductance and superfluid stiffness of two-dimensional superconductors using high-quality transmission-line resonators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.09916v1
- Date: Sat, 13 Jul 2024 15:26:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-16 20:18:01.883407
- Title: Measuring kinetic inductance and superfluid stiffness of two-dimensional superconductors using high-quality transmission-line resonators
- Title（参考訳）: 高品質伝送線路共振器を用いた2次元超伝導体の運動インダクタンスと超流動剛性の測定
- Authors: Mary Kreidel, Xuanjing Chu, Jesse Balgley, Nishchhal Verma, Julian Ingham, Leonardo Ranzani, Raquel Queiroz, Robert M. Westervelt, James Hone, Kin Chung Fong,
- Abstract要約: 本研究では, 高温超伝導共振器を用いた運動インダクタンス測定手法を提案する。
等価回路モデルを用いて, 複素導電率の運動インダクタンス, 超硬度, 貫入深さ, 虚部および実部の比を抽出する。
本手法は超伝導物理学,材料科学,量子センシングの分野の実践者にとって有用である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The discovery of van der Waals superconductors in recent years has generated a lot of excitement for their potentially novel pairing mechanisms. However, their typical atomic-scale thickness and micrometer-scale lateral dimensions impose severe challenges to investigations of pairing symmetry by conventional methods. In this report we demonstrate a new technique that employs high-quality-factor superconducting resonators to measure the kinetic inductance -- up to a part per million -- and loss of a van der Waals superconductor. We analyze the equivalent circuit model to extract the kinetic inductance, superfluid stiffness, penetration depth, and ratio of imaginary and real parts of the complex conductivity. We validate the technique by measuring aluminum and finding excellent agreement in both the zero-temperature superconducting gap as well as the complex conductivity data when compared with BCS theory. We then demonstrate the utility of the technique by measuring the kinetic inductance of multi-layered niobium diselenide and discuss the limits to the accuracy of our technique when the transition temperature of the sample, NbSe$_2$ at 7.06 K, approaches our Nb probe resonator at 8.59 K. Our method will be useful for practitioners in the growing fields of superconducting physics, materials science, and quantum sensing, as a means of characterizing superconducting circuit components and studying pairing mechanisms of the novel superconducting states which arise in layered 2D materials and heterostructures.
- Abstract（参考訳）: 近年のファンデルワールス超伝導体の発見は、新しいペアリング機構に多くの興奮をもたらした。
しかし、それらの典型的な原子スケールの厚さとミクロスケールの側方寸法は、従来の方法によるペアリング対称性の研究に深刻な課題を課している。
本稿では, 高温超伝導共振器を用いて, 運動インダクタンス(最大100万分の1) とファンデルワールス超伝導体の損失を測定する新しい手法について述べる。
等価回路モデルを用いて, 運動インダクタンス, 超流動剛性, 浸透深さ, 複素導電率の虚部と実部の比を抽出する。
アルミニウムを計測し,BCS理論と比較した場合の0温度超伝導ギャップと複素導電率データの両方において優れた一致を見出すことにより,この技術の有効性を検証した。
次に,多層窒化ニオブの運動インダクタンスを測定し,試料の遷移温度が7.06KのNbSe$_2$,8.59KのNbプローブ共振器に近づくと,その精度の限界を議論する。この手法は超伝導回路成分のキャラクタリゼーションや,層状2次元材料やヘテロ構造に生じる新しい超伝導状態のペアリング機構の研究の手段として,超伝導物理,材料科学,量子センシングの分野における実践者にとって有用である。
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