850 research outputs found

    Correlating Josephson supercurrents and Shiba states in quantum spins unconventionally coupled to superconductors

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    Local spins coupled to superconductors give rise to several emerging phenomena directly linked to the competition between Cooper pair formation and magnetic exchange. These effects are generally scrutinized using a spectroscopic approach which relies on detecting the in-gap bound modes arising from Cooper pair breaking, the so-called Yu-Shiba-Rusinov (YSR) states. However, the impact of local magnetic impurities on the superconducting order parameter remains largely unexplored. Here, we use scanning Josephson spectroscopy to directly visualize the effect of magnetic perturbations on Cooper pair tunneling between superconducting electrodes at the atomic scale. By increasing the magnetic impurity orbital occupation by adding one electron at a time, we reveal the existence of a direct correlation between Josephson supercurrent suppression and YSR states. Moreover, in the metallic regime, we detect zero bias anomalies which break the existing framework based on competing Kondo and Cooper pair singlet formation mechanisms. Based on first-principle calculations, these results are rationalized in terms of unconventional spin-excitations induced by the finite magnetic anisotropy energy. Our findings have far reaching implications for phenomena that rely on the interplay between quantum spins and superconductivity. The impact of local magnetic impurities on superconducting order parameter remains largely unexplored. Here, the authors visualize the effect of different magnetic perturbations on a superconductor, unveiling a rich correlation of the interplay between quantum spins and superconductivity in different spectroscopic regimes

    ATLTest: A White-Box Test Generation Approach for ATL Transformations

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    International audienceMDE is being applied to the development of increasingly complex systems that require larger model transformations. Given that the specification of such transformations is an error-prone task, techniques to guarantee their quality must be provided. Testing is a well-known technique for finding errors in programs. In this sense, adoption of testing techniques in the model transformation domain would be helpful to improve their quality. So far, testing of model transformations has focused on black-box testing techniques. Instead, in this paper we provide a white-box test model generation approach for ATL model transformations

    Late Quaternary evolution of rivers, lakes and peatlands in northeast Germany reflecting past climatic and human impact – an overview

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    Die Kenntnis der regionalen Paläohydrologie ist eine wesentliche Grundlage für das Verständnis aktueller Umweltfragen, wie zum Beispiel nach den Gründen von hydrologischen Veränderungen, dem Einfluss von Landnutzungsstrategien und der Wirksamkeit von Renaturierungsvorhaben in Feuchtgebieten. Auch die Interpretation von Modellierungsergebnissen zu den künftigen Einflüssen des Klima- und Landnutzungswandels auf das Gewässersystem kann durch die Einbeziehung (prä-) historischer Analogien verbessert werden. Für das glazial geprägte nordostdeutsche Tiefland wurde eine Übersicht der vorliegenden paläohydrologischen Befunde für den Zeitraum der letzten etwa 20.000 Jahre erarbeitet. Die Entwicklung der Flüsse wurde mit Blick auf die Tal-/Auengenese und das Ablagerungsmilieu, die Veränderung des Tal- und Gerinneverlaufs sowie den Paläoabfluss bzw. das Paläohochwasser betrachtet. Wesentliche genetische Unterschiede bestehen zwischen Alt- (Elster- und Saalekaltzeit) und Jungmoränengebieten (Weichselkaltzeit) sowie zwischen hoch und tief gelegenen Tälern. Letztere sind stark durch Wasserspiegelveränderungen in der Nord- und Ostsee beeinflusst worden. Die Entwicklung der Seen wurde hinsichtlich der Seebildung, die überwiegend eine Folge der spätpleistozänen bis frühholozänen Toteistieftau-Dynamik ist, und der Veränderungen im Ablagerungsmilieu analysiert. Weiterhin standen Seespiegelveränderungen im Fokus, wobei sich hoch variable lokale Befunde mit einigen Übereinstimmungen zeigten. Der Überblick zur Moorentwicklung konzentrierte sich auf hydrogenetische Moorentwicklungsphasen und auf die langfristige Entwicklung des Grundwasserspiegels. Enge Beziehungen zwischen der Entwicklung der Flüsse, Seen und Moore bestanden insbesondere im Spätholozän durch komplexe Vermoorungsprozesse in den großen Flusstälern. Bis in das Spätholozän wurde die regionale Hydrologie überwiegend durch klimatische, geomorphologische und nicht-anthropogene biologische Faktoren gesteuert. Seit dem Spätmittelalter wurde in der Region das Gewässernetz und der Wasserkreislauf im starken Maß durch anthropogene Interventionen beeinflusst (z.B. Aufstau von Flüssen und Seen, Bau von Kanälen und Deichen, Moorkultivierung). In den letzten etwa 50 Jahren haben dann sogar die kurzfristigen anthropogenen Eingriffe, z.B. in Form von Abflussregulierung, Hydromelioration und künstlicher Seebildung, die Wirksamkeit langfristiger klimatischer und geomorphologischer Prozesse übertroffen.researc

    Vortex-oriented ferroelectric domains in SnTe/PbTe monolayer lateral heterostructures

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    Heterostructures formed from interfaces between materials with complementary properties often display unconventional physics. Of especial interest are heterostructures formed with ferroelectric materials. These are mostly formed by combining thin layers in vertical stacks. Here the first in situ molecular beam epitaxial growth and scanning tunneling microscopy characterization of atomically sharp lateral heterostructures between a ferroelectric SnTe monolayer and a paraelectric PbTe monolayer are reported. The bias voltage dependence of the apparent heights of SnTe and PbTe monolayers, which are closely related to the type-II band alignment of the heterostructure, is investigated. Remarkably, it is discovered that the ferroelectric domains in the SnTe surrounding a PbTe core form either clockwise or counterclockwise vortex-oriented quadrant configurations. In addition, when there is a finite angle between the polarization and the interface, the perpendicular component of the polarization always points from SnTe to PbTe. Supported by first-principles calculation, the mechanism of vortex formation and preferred polarization direction is identified in the interaction between the polarization, the space charge, and the strain effect at the horizontal heterointerface. The studies bring the application of 2D group-IV monochalcogenides on in-plane ferroelectric heterostructures a step closer

    Competing energy scales in topological superconducting heterostructures

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    Artificially engineered topological superconductivity has emerged as a viable route to create Majorana modes. In this context, proximity-induced super-conductivity in materials with a sizable spin-orbit coupling has been intensively investigated in recent years. Although there is convincing evidence that superconductivity may indeed be induced, it has been difficult to elucidate its topological nature. Here, we engineer an artificial topological superconductor by progressively introducing superconductivity (Nb), strong spin-orbital coupling (Pt), and topological states (Bi2Te3). Through spectroscopic imaging of superconducting vortices within the bare s-wave superconducting Nb and within proximitized Pt and Bi2Te3 layers, we detect the emergence of a zero-bias peak that is directly linked to the presence of topological surface states. Our results are rationalized in terms of competing energy trends which are found to impose an upper limit to the size of the minigap separating Majorana and trivial modes, its size being ultimately linked to fundamental materials properties
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