RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2022

 / 

Сентябрь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Сверхпроводящие квантовые флуктуации в одном измерении

†  а, б,  в, б
а Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Ленинский проспект 53, Москва, 119991, Российская Федерация
б Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», ул. Мясницкая 20, Москва, 101000, Российская Федерация
в Forschungszentrum 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.

Текст: pdf (Полный текст предоставляется по подписке)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2021.04.038962
Ключевые слова: сверхпроводимость, низкоразмерные системы, квантовые флуктуации, квантовые проскальзывания фазы
PACS: 74.25.F−, 74.40.−n, 74.78.Na (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2021.04.038962
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2022/9/a/
001099189500001
2-s2.0-85108789686
2022PhyU...65..883S
Цитата: Семенов А Г, Заикин А Д "Сверхпроводящие квантовые флуктуации в одном измерении" УФН 192 945–983 (2022)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 24 августа 2020, доработана: 5 марта 2021, 7 апреля 2021

English citation: Semenov A G, Zaikin A D “Superconducting quantum fluctuations in one dimension” Phys. Usp. 65 883–919 (2022); DOI: 10.3367/UFNe.2021.04.038962

Список литературы (95) Статьи, ссылающиеся на эту (6) Похожие статьи (20) ↓

  1. Г.Б. Лесовик, И.А. Садовский «Описание квантового электронного транспорта с помощью матриц рассеяния» УФН 181 1041–1096 (2011)
  2. С.Е. Коршунов «Фазовые переходы в двумерных системах с непрерывным вырождением» УФН 176 233–274 (2006)
  3. Л.В. Кулик, А.В. Горбунов и др. «Спиновые возбуждения в двумерном электронном газе, их релаксация, методы фотовозбуждения и детектирования, роль кулоновских корреляций» УФН 189 925–954 (2019)
  4. М.М. Глазов, Р.А. Сурис «Коллективные состояния экситонов в полупроводниках» УФН 190 1121–1142 (2020)
  5. В.В. Прудников, П.В. Прудников, М.В. Мамонова «Особенности неравновесного критического поведения модельных статистических систем и методы их описания» УФН 187 817–855 (2017)
  6. В.Ф. Гантмахер, В.Т. Долгополов «Квантовый фазовый переход сверхпроводник-изолятор» УФН 180 3–53 (2010)
  7. Е.Л. Шангина, В.Т. Долгополов «Квантовые фазовые переходы в двумерных системах» УФН 173 801–812 (2003)
  8. В.Н. Рыжов, Е.Е. Тареева и др. «Сложные фазовые диаграммы систем с изотропными потенциалами: результаты компьютерного моделирования» УФН 190 449–473 (2020)
  9. В.З. Кресин, Ю.Н. Овчинников ««Гигантское» усиление сверхпроводящего спаривания в металлических нанокластерах: сильное увеличение температуры перехода и возможность сверхпроводимости при комнатной температуре» УФН 178 449–458 (2008)
  10. В.Н. Рыжов, Е.Е. Тареева и др. «Переход Березинского—Костерлица—Таулеса и двумерное плавление» УФН 187 921–951 (2017)
  11. М.И. Трибельский «Коротковолновая неустойчивость и переход к хаосу в распределенных системах с дополнительной симметрией» УФН 167 167–190 (1997)
  12. В.М. Розенбаум, В.М. Огенко, А.А. Чуйко «Колебательные и ориентационные состояния поверхностных групп атомов» УФН 161 (10) 79–119 (1991)
  13. Р.С. Гехт «Магнитные состояния и фазовые переходы во фрустрированных антиферромагнетиках с треугольной решеткой» УФН 159 261–296 (1989)
  14. А.Г. Сыромятников, С.В. Колесников и др. «Формирование и свойства металлических атомных цепочек и проводов» УФН 191 705–737 (2021)
  15. В.В. Вальков, М.С. Шустин и др. «Топологическая сверхпроводимость и майорановские состояния в низкоразмерных системах» УФН 192 3–44 (2022)
  16. А.С. Мельников, С.В. Миронов и др. «Сверхпроводящая спинтроника: современное состояние и перспективы» УФН 192 1339–1384 (2022)
  17. Б.И. Белевцев «Сверхпроводимость и локализация электронов в неупорядоченных двумерных металлических системах» УФН 160 (1) 65–98 (1990)
  18. Ю.М. Шукринов «Аномальный эффект Джозефсона» УФН 192 345–385 (2022)
  19. Б.А. Клумов «Универсальные структурные свойства трёхмерных и двумерных расплавов» УФН 193 305–330 (2023)
  20. А.В. Елецкий, И.М. Искандарова и др. «Графен: методы получения и теплофизические свойства» УФН 181 233–268 (2011)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение