Экспериментально исследованы низкотемпературные свойства тонких сверхпроводящих плёнок нитрида титана, находящихся в критической области квантового фазового перехода сверхпроводник-изолятор по беспорядку. Хотя в нулевом магнитном поле плёнки однозначно выбирают основное состояние (сверхпроводящее или диэлектрическое), их поведение при помещении во внешнее магнитное поле, перпендикулярное плоскости плёнки весьма схоже.

Рис. (а) Магнитополевые зависимости сопротивления для "последней" сверхпроводящей плёнки S1 и "первой" диэлектрической I1 при температуре 60 мК. Верхняя врезка: R(B) при T=650 мК для S1 и T=700 мК для I1. Данные показывают, что по поведению при относительно высоких температурах невозможно предсказать будет ли плёнка сверхпроводящей или диэлектрической при более низких температурах. Нижняя врезка: зависимость магнитосопротивления "первой" диэлектрической плёнки I1 при температуре 60 мК. При R_sat ~ h/e² зависимость ln(1/R_sat - 1/R_sq) является линейной по магнитному полю. Зависимости дифференциальной проводимости (b) и тока (c) от напряжения смещения для образца I2 при различных температурах. При температуре ниже 40 мК происходит переход от "обычного" диэлектрического поведения к пороговому, характеризующемуся абсолютным нулём проводимости при напряжениях меньших критического.

Для плёнок на обеих сторонах перехода наблюдается положительное магнитосопротивление в слабых полях, что указывает на выживание сверхпроводящих корреляций на диэлектрической стороне квантового фазового перехода сверхпроводник-изолятор. Установлено, что в сильных магнитных полях для всех плёнок (и диэлектрических, и сверхпроводящих в нулевом магнитном поле) происходит переход в состояние квантовой металличности, то есть сопротивление насыщается на величине близкой к кванту сопротивления h/e². Впервые обнаружено, что при ультранизких температурах (20 мК и ниже) в диэлектрических плёнках устанавливается коллективное состояние - сверхизолятор - дуальное к сверхпроводящему, возникающее благодаря выживанию сверхпроводящих корреляций и характеризующееся абсолютным нулём проводимости при конечной температуре. Пороговое напряжение для данного состояния является аналогом критического тока для сверхпроводника. Как и сверхпроводящее, это коллективное состояние разрушается при приложении магнитного поля и повышении температуры. Таким образом, впервые показано, что куперовское спаривание ответственно не только за состояние с бесконечной проводимостью, но и за его полную противоположность - состояние с абсолютным нулём проводимости.