薛其坤院士，最新Nature子刊！

第一作者：Shuxu Hu

通讯作者：薛其坤，张定，乔佳斌

通讯单位：清华大学，北京理工大学

薛其坤，清华大学物理系，教授、博士生导师，中国科学院院士，中国科学院物理研究所研究员，北京邮电大学电子工程学院院长、北京量子信息科学研究院院长，南方科技大学校长、党委副书记，安徽省院士专家联谊会顾问、北京市科学技术最高奖获得者，第十四届全国人大代表，粤港澳大湾区（广东）量子科学中心主任。

张定，清华大学物理系，长聘副教授。

乔佳斌，北京理工大学物理学院特别副研究员，主要从事新型量子功能材料的制备、结构表征和物性研究。

论文速览

第二类超导体在一定外磁场下会形成量子化的磁通涡旋，这些涡旋对超导体的输运性质有着深刻影响。在超薄高温超导铜氧化物中，本文系统研究了磁通涡旋的热激活行为和能斯特效应，发现涡旋对应的熵与超流密度的指数关系。

通过测量不同掺杂水平样品的磁阻率和能斯特效应，提取了London穿透深度，并发现超流相刚度ρ_s与超导转变温度T_c呈线性关系。在相同批次的超薄样品上，通过芯片热测量技术测量了能斯特效应，得到了涡旋熵，并发现其随着T_c或ρ_s的减小而指数衰减。

此外，研究者们还分析了T_c以上的能斯特效应，并在高斯超导涨落框架下进行了讨论，为高温超导性提供了新的视角。

图文导读

图1：样品制备的流程图和器件细节展示。

图2：实验测量得到的超薄铜氧化物样品中的能斯特信号。

图3：不同掺杂水平的超薄BSCCO样品的能斯特信号和非对角Peltier系数。

图4：不同超导体的涡旋片熵随T_c变化的曲线，以及BSCCO中涡旋熵的指数衰减关系，还有超导涨落区域在典型超导相图中的总结。

总结展望

本研究通过在超薄BSCCO超导体中测量磁阻率和能斯特效应，并探讨了涡旋熵和超导涨落的性质。研究发现随着掺杂水平的降低，涡旋熵指数衰减，该发现对于理解高温超导体中的相干性质具有重要意义。

此外，研究还揭示了超导涨落的温度窗口，为进一步研究超导体的相干性质和涨落现象提供了新的实验数据和理论见解。未来的研究可以基于这些发现，进一步探索超导体中涡旋动力学和超导涨落的物理机制。

文献信息

标题：Vortex entropy and superconducting fluctuations in ultrathin underdoped Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+x superconductor

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48899-6

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