维也纳大学 中等涡流速度下的Abrikosov网格(左)；超快速移动的阿布里科索夫-约瑟夫森“漩涡河”(右)
荣誉:奥地利维也纳大学 一个由奥地利、德国和乌克兰科学家组成的国际团队发现了一种新的超导系统，在这种系统中，磁通量量子可以以10到15千米/秒的速度运动
这为非平衡集体系统丰富的物理研究打开了大门，并使直写铌碳超导体成为单光子探测器的候选材料
研究结果发表在《自然通讯》上
超导性是许多材料在低温下出现的一种物理现象，它通过电阻消失和材料内部磁场的排出而表现出来
超导体已经被用于医学成像、快速数字电路或灵敏的磁力计，并具有进一步应用的巨大潜力
然而，大多数技术上重要的超导体的导电性实际上并不“超级”
在这些所谓的第二类超导体中，外部磁场以量子化磁力线的形式穿透材料
这些通量线被称为阿布里科索夫涡旋，以阿列克谢·阿布里科索夫命名，他的预测为他带来了2003年的诺贝尔物理学奖
已经在中等强度的电流下，涡流开始移动，超导体不再能在没有电阻的情况下携带电流
在大多数超导体中，低电阻状态受到1千米/秒量级的涡流速度的限制，这就为超导体在各种应用中的应用设定了实际的限制
与此同时，这样的速度不足以解决非平衡集体系统的丰富物理共性
现在，一个由维也纳大学、法兰克福歌德大学、俄罗斯科学院微观结构研究所
哈尔科夫卡拉津国立大学
美国国家科学院维尔金低温物理与工程研究所发现了一种新的超导系统，在这种系统中，磁通量量子可以以10到15千米/秒的速度运动
这种新型超导体展现出罕见的综合特性——高结构均匀性、大临界电流和加热电子的快速弛豫
这些特性的结合确保了磁通流动不稳定现象——超导体从低电阻态到正常导电态的突然转变——在足够大的传输电流下发生
“近年来，出现了指向一个显著问题的实验和理论著作；“有人认为，电流驱动的涡流可以比超导电荷载体移动得更快，”最近发表在《自然通讯》上的论文的主要作者、维也纳大学超导和自旋电子学实验室的负责人奥列克桑德尔·多布罗沃斯基说
“然而，这些研究使用了局部不均匀的结构
最初，我们使用高质量的洁净薄膜，但后来发现肮脏的超导体是支持超快涡旋动力学的更好的候选材料
尽管这些材料的本征钉扎不一定像其他非晶超导体那样弱，但加热电子的快速弛豫成为允许超快涡旋运动的主要因素
" 在他们的研究中，研究人员通过聚焦离子束诱导沉积制造了铌碳超导体
德国法兰克福歌德大学的迈克尔·胡特
值得注意的是，除了铌碳合金中的超快涡流速度之外，直写纳米制造技术还允许人们制造复杂形状的纳米结构和具有复杂互连的三维磁通体电路，这可能在量子信息处理中找到应用
超快涡旋物质研究的挑战 “为了达到超导体能承载的最大电流，即所谓的去极化电流，人们需要在宏观长度范围内相当均匀的样品，这部分是由于材料中的小缺陷造成的
达到放电电流不仅是一个基本问题，而且对应用也很重要；正如在最近的实验中所预测和证实的那样，如果一个微米宽的超导带被一个电流偏置到接近去电流值，那么该超导带可以被一个近红外或光学光子切换到电阻状态
这种方法为建造大面积的单光子探测器开辟了前景
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共焦显微术、自由空间量子密码术、深空光通信，”俄罗斯科学院微观结构研究所高级研究员丹尼斯·沃多拉佐夫说
研究人员成功地研究了涡流在脏兮兮的铌碳超导条中的移动速度，这些超导条在零磁场下的临界电流接近于退电流
他们的结果表明，由于局部增强的电流密度，磁通流动不稳定性开始于涡流进入样品的边缘附近
这为广泛使用的通量流不稳定性模型的适用性提供了见解，并表明铌碳合金是快速单光子探测器的良好候选材料
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