Сверхпроводящие квантовые флуктуации в одном измерении
А.Г. Семенов†а,б,
А.Д. Заикинв,б аФизический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация бНациональный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ул. Мясницкая 20, Москва, 101000, Российская Федерация вForschungszentrum Karlsruhe, Institute of Nanotechnology, Karlsruhe, Germany
Даётся обзор недавних достижений в области квазиодномерной сверхпроводимости. Мы показываем, что низкотемпературные свойства
сверхпроводящих нанопроводов полностью определяются квантовыми флуктуациями. Гладкие (гауссовы) флуктуации фазы сверхпроводящего параметра порядка (также связанные с плазменными модами, распространяющимися вдоль провода) могут существенно влиять на одноэлектронную плотность состояний в таких проводах и вызывать флуктуации незатухающего тока в сверхпроводящих нанокольцах. Другие интересные явления, такие как, например, конечное сопротивление и дробовой шум напряжения в сверхпроводящих нанопроводах, сквозь которые пропускается ток, вызваны негауссовыми флуктуациями параметра порядка — квантовыми проскальзываниями фазы (КПФ). Данные явления могут быть проинтерпретированы в терминах туннелирования флаксонов, играющих роль эффективных квантовых "частиц", дуальных куперовским парам и описывающихся сложной статистикой, которая сводится к пуассоновской в пределе нулевых частот. Мы также показываем, что эффекты от КПФ могут быть особенно выражены в тончайших проводах и кольцах, где квантовые проскальзывания фазы остаются несвязанными и определяют непертурбативный масштаб длины Lc, за пределами которого сверхток подавляется квантовыми флуктуациями. Соответсвенно, при T → 0 такие нанопроволоки должны проявлять изоляторное поведение на масштабах, превышающих Lc, тогда как на меньших масштабах они всё ещё могут иметь сверхпроводящие свойства. Мы приводим аргументы в пользу того, что некоторые нетривиальные особенности, связанные с квантовыми флуктуациями параметра порядка, могут быть чувствительны к конкретной топологии системы и могут наблюдаться в таких структурах, как, например, система электростатически связанных сверхпроводящих нанопроводов.
RT Journal
T1 Superconducting quantum fluctuations in one dimension
A1 Semenov,A.G.
A1 Zaikin,A.D.
PB Uspekhi Fizicheskikh Nauk
PY 2022
FD 10 Sep, 2022
JF Uspekhi Fizicheskikh Nauk
JO Usp. Fiz. Nauk
VO 192
IS 9
SP 945-983
DO 10.3367/UFNr.2021.04.038962
LK https://ufn.ru/ru/articles/2022/9/a/
Поступила: 24 августа 2020, доработана: 5 марта 2021, одобрена в печать: 7 апреля 2021