論文の概要: Phase coherence control of a programmable high-Tc superconductor created by light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.14567v1
• Date: Thu, 16 Jul 2026 04:48:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-17 17:01:32.990384
• Title: Phase coherence control of a programmable high-Tc superconductor created by light
• Title（参考訳）: 光によるプログラム可能な高温超伝導体の位相コヒーレンス制御
• Authors: Viktoria Yursa, Igor Vaskivskyi, Anze Mraz, Damjan Svetin, Sergej Raznjevic, Vinko Srsan, Saso Sturm, Tomaz Mertelj, Mikhail Feigelman, Dragan Mihailovic,
• Abstract要約: アルミニウム-シリコンヘテロ接合における強靭な光プログラマブル超伝導(LiPS)状態について報告する。 LiPS状態はベレジンスキー-コステリッツ-チューレストポロジカル遷移の特徴を示すが、別の異なる状態は2K以上の温度で現れる。 LiPS効果の起源は、不適合転位のモアレ様超格子の光パルス制御による。
• 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: The quest for superconductivity created by light extends for more than half a century, yet direct evidence of a true zero-resistance state -whose macroscopic quantum phase coherence is both created and controlled by light -- has remained elusive. Here we report for the first time on a complex but robust light-programmable superconducting (LiPS) state at an aluminium-silicon heterojunction that is created and fully controlled with femtosecond laser pulses. The superconducting critical temperatures -- ranging from 1.8-8.5 K, can be increased or erased at will by the application of tailored pulse sequences. At low temperatures the LiPS state shows features characteristic of a Berezinski-Kosterlitz-Thouless topological transition, but another distinct state appears at temperatures above 2 K, which shows clear signatures of quantum phase disorder. In the presence of a magnetic field we observe behaviour characteristic of vortex pinning and creep consistent with the 2-dimensional (2D) nature of the phase coherent system. The origin of the LiPS effect is attributed to light pulse control of the Moire-like superlattice of misfit dislocations (MDs) that naturally occur as a result of discommensurations between Al and Si lattices at the interface, and is clearly observable by high-resolution electron microscopy. We show how light pulses can be used to control the superlattice periodicity and highlight the appearance of topologically protected soliton-like kinks along the dislocation lines, important for imparting metastability to the system. The demonstration of LiPS opens a route to the design of metastable long-range phase coherent superconducting states, leading to light-engineering of quantum circuits, local gap tuning in quantum processors and novel devices utilizing switchable superconductivity.
• Abstract（参考訳）: 光によって作り出される超伝導の探求は半世紀以上にわたって続いているが、真のゼロ抵抗状態の直接的な証拠は、マクロな量子位相コヒーレンス(英語版)が光によって生成され制御されるものである。 ここでは, フェムト秒レーザーパルスで生成, 完全制御したアルミニウム-シリコンヘテロ接合における, 複雑だが堅牢な光プログラマブル超伝導(LiPS)状態について報告する。 超伝導臨界温度(1.8-8.5 K)は、パルス配列の調整により、自由に増加または消去することができる。 低温では、LiPS状態はベレジンスキー-コステリッツ-Thoulessトポロジカル遷移の特徴を示すが、別の異なる状態は2K以上の温度で現れ、量子位相障害の明確な兆候を示す。 磁場の存在下では、位相コヒーレント系の2次元(2次元)特性と一致する渦ピンニングとクリープの挙動特性を観察する。 LiPS効果の起源は、界面におけるAl格子とSi格子の分散の結果自然に起こる不適合転位(MD)のモアレ様超格子の光パルス制御によるもので、高分解能電子顕微鏡により明らかに観察可能である。 光パルスを用いて超格子周期を制御し, 転位線に沿ってトポロジカルに保護されたソリトン様のキンクが出現することを明らかにする。 LiPSの実証は、準安定な長距離位相コヒーレント超伝導状態の設計への道を開き、量子回路の光工学、量子プロセッサの局所ギャップチューニング、スイッチ可能な超伝導を利用した新しいデバイスへと繋がる。

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