YBCO 高温超导体薄膜新发现：珍珠电感开启前沿器件新篇

为探究珍珠涡旋对动力学电感大幅增强的影响，研究人员开展了对高温超导转变温度（Tc）的 YBCO 超导体薄膜的研究。发现了珍珠电感，使太赫兹超电感成为可能，其器件阻抗超量子电阻极限，为前沿电子等器件带来新可能。

　　二类超导体（type-II superconductors）的磁性行为可由量子涡旋（quantum vortex）解释，其超电流环绕着一个相干长度大小的核心。在厚度t?λ_L的超导薄膜中，涡旋场（vortex field）以 1/r²的形式缓慢衰减，延伸至珍珠长度PL=t2λL2，即珍珠涡旋（Pearl vortex），而非像阿布里科索夫涡旋（Abrikosov vortex）那样以 log [1/r] 形式发散并随伦敦穿透深度（London penetration depth）λ_L衰减。然而，珍珠涡旋对动力学电感（kinetic inductance）大幅增强的影响尚未得到充分研究。此次研究发现了珍珠电感（Pearl inductance），这是一种源于高温超导转变温度（T_c）的 YBCO 超导体薄膜在珍珠长度尺度上几何结构的额外动力学电感形式。在厚度为λ_L/7 的超薄超材料谐振器中，涡旋屏蔽超电流从λ_L延伸至 14λ_L，实现了太赫兹超电感（terahertz superinductance）。该器件的阻抗超过量子电阻极限R_Q?=?6.47?kΩ 达 33%，为前沿电子、光子和量子器件开辟了新的可能性。