Superconducting MoSi nanowires

We have fabricated disordered superconducting nanowires of molybdenium silicide. A molybdenium nanowire is first deposited on top of silicon, and the alloy is formed by rapid thermal annealing. The method allows tuning of the crystal growth to optimise, e.g., the resistivity of the alloy for potential applications in quantum phase slip devices and superconducting nanowire single-photon detectors. The wires have effective diameters from 42 to 79 nm, enabling the observation of crossover from conventional superconductivity to regimes affected by thermal and quantum fluctuations. In the smallest diameter wire and at temperatures well below the superconducting critical temperature, we observe residual resistance and negative magnetoresistance, which can be considered as fingerprints of quantum phase slips

Pumping properties of the hybrid single-electron transistor in dissipative environment

Pumping characteristics were studied of the hybrid normal-metal/superconductor single-electron transistor embedded in a high-ohmic environment. Two 3 micrometer-long microstrip resistors of CrOx with a sum resistance R=80kOhm were placed adjacent to this hybrid device. Substantial improvement of pumping and reduction of the subgap leakage were observed in the low-MHz range. At higher frequencies 0.1-1GHz, a slowdown of tunneling due to the enhanced damping and electron heating negatively affected the pumping, as compared to the reference bare devices.Comment: 3 pages 4 figure

Long hold times in a two-junction electron trap

The hold time $\tau$ of a single-electron trap is shown to increase significantly due to suppression of environmentally assisted tunneling events. Using two rf-tight radiation shields instead of a single one, we demonstrate increase of $\tau$ by a factor exceeding $10^3$, up to about 10 hours, for a trap with only two superconductor (S) -- normal-metal (N) tunnel junctions and an on-chip resistor $R$ (R-SNS structure). In the normal state, the improved shielding made it possible to observe $\tau\sim$ 100 s, which is in reasonable agreement with the quantum-leakage-limited level expected for the two-electron cotunneling process.Comment: 4 pages, 3 figure

Topographic Wetness Index as a Proxy for Soil Moisture : The Importance of Flow-Routing Algorithm and Grid Resolution

The Topographic Wetness Index (TWI) is a commonly used proxy for soil moisture. The predictive capability of TWI is influenced by the flow-routing algorithm and the resolution of the Digital Elevation Model (DEM) that TWI is derived from. Here, we examine the predictive capability of TWI using 11 flow-routing algorithms at DEM resolutions 1-30 m. We analyze the relationship between TWI and field-quantified soil moisture using statistical modeling methods and 5,200 study plots with over 46 000 soil moisture measurements. In addition, we test the sensitivity of the flow-routing algorithms against vertical height errors in DEM at different resolutions. The results reveal that the overall predictive capability of TWI was modest. The highest r(2) (23.7%) was reached using a multiple-flow-direction algorithm at 2 m resolution. In addition, the test of sensitivity against height errors revealed that the multiple-flow-direction algorithms were also more robust against DEM errors than single-flow-direction algorithms. The results provide field-evidence indicating that at its best TWI is a modest proxy for soil moisture and its predictive capability is influenced by the flow-routing algorithm and DEM resolution. Thus, we encourage careful evaluation of algorithms and resolutions when using TWI as a proxy for soil moisture.Peer reviewe

Topographic Wetness Index as a Proxy for Soil Moisture : The Importance of Flow-Routing Algorithm and Grid Resolution

The Topographic Wetness Index (TWI) is a commonly used proxy for soil moisture. The predictive capability of TWI is influenced by the flow-routing algorithm and the resolution of the Digital Elevation Model (DEM) that TWI is derived from. Here, we examine the predictive capability of TWI using 11 flow-routing algorithms at DEM resolutions 1-30 m. We analyze the relationship between TWI and field-quantified soil moisture using statistical modeling methods and 5,200 study plots with over 46 000 soil moisture measurements. In addition, we test the sensitivity of the flow-routing algorithms against vertical height errors in DEM at different resolutions. The results reveal that the overall predictive capability of TWI was modest. The highest r(2) (23.7%) was reached using a multiple-flow-direction algorithm at 2 m resolution. In addition, the test of sensitivity against height errors revealed that the multiple-flow-direction algorithms were also more robust against DEM errors than single-flow-direction algorithms. The results provide field-evidence indicating that at its best TWI is a modest proxy for soil moisture and its predictive capability is influenced by the flow-routing algorithm and DEM resolution. Thus, we encourage careful evaluation of algorithms and resolutions when using TWI as a proxy for soil moisture.Peer reviewe

Lukutaidon käsite Helsingin Sanomien pääkirjoituksissa ja mielipidekirjoituksissa vuosina 1990–2018

Tiivistelmä. Tämän pro gradu -tutkielman tavoitteena oli tarkastella lukutaidon, funktionaalisen lukutaidon, informaatiolukutaidon, monilukutaidon, medialukutaidon sekä uusien lukutaitojen käsitteiden esiintymistä Helsingin Sanomien mielipidekirjoituksissa ja pääkirjoituksissa vuosina 1990–2018. Lisäksi tarkoituksena oli selvittää, miten kyseisiä käsitteitä oli määritelty aiemmassa tutkimuksessa ja vertailla näitä määritelmiä tutkimusaineiston kanssa. Tutkimuksen aineisto kerättiin hakemalla Helsingin Sanomien arkistosta hakusanalla lukutaito. Tutkimuksessa löydettiin 102 tutkimukseen sopivaa mielipidekirjoitusta ja 41 pääkirjoitusta. Näistä kirjoituksista 28:ssa käytettyjä lukutaidon käsitteitä oli määritelty tarkemmin. Tutkimus oli luonteeltaan laadullinen tutkimus ja käytetty tutkimusmenetelmä oli teoriaohjaava sisällönanalyysi. Aiemman tutkimuksen pohjalta luotiin taulukolla esitettävä synteesi, jonka avulla vertailtiin aiemmassa tutkimuksessa kuvailtuja eri lukutaidon käsitteiden määritelmiä tutkimusaineistoon. Synteesissä lukutaitojen käsitteiden ominaisuuksiksi havaittiin osa-alueet lukeminen, ymmärtäminen, tulkinta, tuottaminen, arviointi, käyttäminen, hakeminen tai hankkiminen, kommunikointi, esittäminen ja jakaminen. Tulokset tukevat aiempaa tutkimusta kokoamalla yhteen aiempaa lukutaitojen käsitteitä koskevaa tutkimusta synteesin keinoin ja esittelemällä näistä tutkimuksista löytyviä lukutaitojen ominaisuuksia. Tutkimus loi uutta tietoa suomalaisten lasten ja nuorten lukutaitojen kuvaamisesta julkisessa keskustelussa. Teoriaohjaavan sisällönanalyysin avulla saatiin objektiivista tietoa lukutaidon käsitteiden kuvauksesta suomalaisissa mielipideteksteissä. Tulosten perusteella aiemmassa tutkimuksessa ja julkisessa keskustelussa annetaan eri lukutaitojen käsitteille yhteisiä ominaisuuksia, mutta tutkimusaineistosta nousi myös täysin uusia ominaisuuksia. Mielipidekirjoituksissa ja pääkirjoituksissa lukutaidon käsitteitä ei kuitenkaan määritellä yhtä laajasti, kuin aiemmassa tutkimuksessa. Julkisessa keskustelussa ja aiemmassa tutkimuksessa yhteistä oli tiettyjen trendien havaittavuus kaikkia lukutaidon käsitteitä koskien. Trendeiksi havaittiin päällekkäisyydet lukutaitojen eri käsitteiden välillä, digitaalisen ympäristön aiheuttamat muutokset lukutaidon käsitteissä ja tekstien ymmärtäminen laajassa merkityksessä. Tutkimuksen tuloksien perusteella voidaan nähdä, että lukutaidon käsite oli mielipidekirjoituksissa ja pääkirjoituksissa käytetyin lukutaidon käsitteistä. Eri lukutaitojen käsitteiden välillä on päällekkäisyyksiä sekä aiemmassa tutkimuksessa että tutkimusaineistossa

Single-electron current sources: towards a refined definition of ampere

Controlling electrons at the level of elementary charge $e$ has been demonstrated experimentally already in the 1980's. Ever since, producing an electrical current $ef$, or its integer multiple, at a drive frequency $f$ has been in a focus of research for metrological purposes. In this review we first discuss the generic physical phenomena and technical constraints that influence charge transport. We then present the broad variety of proposed realizations. Some of them have already proven experimentally to nearly fulfill the demanding needs, in terms of transfer errors and transfer rate, of quantum metrology of electrical quantities, whereas some others are currently "just" wild ideas, still often potentially competitive if technical constraints can be lifted. We also discuss the important issues of read-out of single-electron events and potential error correction schemes based on them. Finally, we give an account of the status of single-electron current sources in the bigger framework of electric quantum standards and of the future international SI system of units, and briefly discuss the applications and uses of single-electron devices outside the metrological context.Comment: 55 pages, 38 figures; (v2) fixed typos and misformatted references, reworded the section on AC pump

Photon assisted tunneling as an origin of the Dynes density of states

We show that the effect of a high-temperature environment in current transport through a normal metal-insulator-superconductor tunnel junction can be described by an effective density of states (DOS) in the superconductor. In the limit of a resistive low-ohmic environment, this DOS reduces into the well-known Dynes form. Our theoretical result is supported by experiments in engineered environments. We apply our findings to improve the performance of a single-electron turnstile, a potential candidate for a metrological current source.Comment: 4+3 pages, 4 figures; updated to the published version, includes EPAPS supplementary materia

Nanoampere pumping of Cooper pairs

The authors have employed a tunable Cooper-pair transistor, the sluice, with radio frequency control to pump current over a resistive circuit. They find that the charge transferred per pumping cycle can be controlled with the resolution of a single Cooper pair up to hundreds of pairs. The achieved nanoampere current features more than an order of magnitude improvement over the previously reported results and it is close to the theoretical maximum value for the measured sample.Peer reviewe