8月31日消息,arXiv论文2608.28166(8月28日提交)报告了三维超导体中量子格里菲斯奇异性(QGS)的实验证据。由Han Zi-Yan、Yu Li-Min等组成的研究团队在约200纳米厚的外延ZrN_x超导薄膜(岩盐结构)中观测到二维量子格里菲斯奇异性。

尽管这些薄膜的超导性在宏观上是三维的,但对于氮含量x≥1.30的每个薄膜,垂直和平行于膜面磁场下的低温磁阻等温线在宽磁场范围内独立交叉而非汇聚于单一交叉点;相邻温度的磁阻等温线遵循二维超导系统的幂律标度理论而非三维理论。用二维幂律标度分析得到的有效临界指数zν随温度降低持续增大,并在趋近量子相变点时发散。此外,超导-绝缘体/超导-金属转变附近的电阻率数据符合二维无限随机临界点控制量子相变的激活标度形式。

团队将ZrN_x薄膜中的QGS归因于Zr空位与N间隙原子等本征缺陷淬灭无序所产生的空间不均匀超导"稀有区域"——这些稀有区域在量子临界点附近表现出有效二维特性并主导输运。氮化锆兼具高硬度、耐磨与良好导电性,是超导电子学与涂层材料的候选体系;该发现证明QGS并不局限于二维极限,为研究无序超导体量子临界行为与设计相应量子器件提供了新的材料平台。 (来源:arXiv)