Persistent current in small superconducting rings
本文从理论上研究了涨落库珀对对穿过磁通量的超导环中持续电流的贡献。对于足够小的环,其中的相干长度$ξ$超过半径$R$,平均场论预测的转变温度完全减少到零附近的半整数通量。我们发现,尽管如此,一个非常大的电流预计将持续在环作为一个后果的库珀对波动不凝聚。对于含$R\gg ξ$的较大环,我们解析地计算了强涨落临界区的磁化率,并表明它反映了两个相互作用的复序参量的竞争.
2008-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling spectroscopy of persistent currents in superconducting microrings
结果表明,在一个结构组成的超导环形电极重叠的正常金属接触通过薄的氧化物屏障,隧道电流在磁场的测量可以探测持续电流的环。该效应表现为在固定偏置电压下作为垂直磁场的函数的通过结的隧道电流的周期性振荡。振荡的幅度取决于偏置点。它在接近超导能隙的能量eV处达到最大值,并随温度的升高而减小。以磁通量为单位的振荡周期dF既不等于h/e也不等于h/2 e,但对于较大的回路周长,明显超过这些值。这一现象可以用大涡度亚稳态的形成来解释。对势和超导态密度被亚临界持续电流周期性地调制,导致测量的隧道电流的相应变化。
2007-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of pair-breaking on mesoscopic persistent currents well above the superconducting transition temperature
本文研究了裸转变温度$T_c^0$远小于无介观能量$E_c$的超低温超导体中的介观正常持续电流(PC)。我们表明,在一个相当广泛的范围内的成对断裂强度,$T_c^0 \lesssim \hbar/τ_s \lesssim E_c$,转变温度重整化为零,但PC几乎不受影响。这可以解释贵金属中平均PC的大小,以及确定其$T_c^0$的方法。
2008-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Preliminary demonstration of a persistent Josephson phase-slip memory cell with topological protection
超导计算有望增强经典和量子方法的计算能力。然而,可扩展的和快速的超导存储器还没有实现。在这里,我们提出了一种基于长铝纳米线约瑟夫森结中存在的滞后相位滑移转变的完全超导存储单元。由超导环包围,存储器单元在循环持续电流的方向上编码逻辑状态,如通常在基于通量的超导存储器中定义的。但是,与后者不同的是,这里的滞后是在长弱连接中发生的相位滑移的结果,并且与其超导能隙的拓扑转变有关。这使我们的存储器方案摆脱了大电感的限制,从而使其小型化。此外,强激活能的相位滑移成核提供了一个强大的拓扑保护随机相位滑移和磁通噪声。这些特性使得约瑟夫森相位滑移存储器成为先进超导经典逻辑架构或通量量子位的有前途的解决方案。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent single-photon production by tunable on-chip micromaser with a superconducting quantum circuit
提出了一种基于超导量子线路的可调谐片上微激射器。通过利用外部可控制的状态跃迁,可以实现状态布居反转,并且对于SQC的两个工作能级保持状态布居反转,并且当需要时,SQC可以生成单个光子。当先前在腔中产生的光子衰减时,我们可以在每个周期中定期重复这些过程,从而可以持续产生周期性的单光子序列。这为在微电子芯片上实现持久性单光子源提供了一种可控的方式。
2007-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Normal persistent currents in proximity-effect bilayers
我们计算的贡献超导波动的介观持续电流的环系综,每个由超导层与正常的接触,在库珀极限。双层膜的超导转变温度随正常层相对宽度的增加而迅速衰减。相反,当无功能量大于温度时,随着相对宽度的增加,持续电流的抑制比转变温度的抑制慢得多。这种效应与磁性杂质的预测相似,尽管这里考虑的邻近效应导致对弱化而不是对断裂。
2011-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent current in one-dimensional non-superconducting mesoscopic rings: effects of single hopping impurity, in-plane electric field and foreign atoms
基于紧束缚模型研究了缓变磁通量$ϕ$穿过的一维非超导介观环中的持续电流。从三个方面讨论了持续电流的行为:(a)单跳杂质,(b)面内电场和(c)存在一些杂质原子。
2009-01-08 cond-mat.mes-hall
Magnetic dependence of the critical and persistent current of asymmetric superconducting rings
所获得的周期性磁场的临界电流的依赖关系,在相反的方向上测量的非对称超导铝环,允许解释观察到的直流电压作为交流整流的结果的早期量子振荡。据发现,高效率的整流的个别环和环系统连接到一个滞后的电流-电压特性。提供整流效应的电流-电压特性的不对称性是由于在相反方向上测量的临界电流的磁依赖性的相对移位。这种移位意味着临界电流最小值的位置不对应于n + 0.5磁通量量子,这与Little-Parks电阻振荡的测量结果直接矛盾。尽管存在这种矛盾,临界电流各向异性振荡的幅度及其随温度的变化与持续电流振荡的预期幅度及其随温度的变化相对应。
2009-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable superconducting quantum interference devices of PbS nanowires
报道了由半导体PbS纳米线和PbIn超导电极构成的门极可调超导量子干涉器件(SQUID)的制备和电输运性质。在垂直于纳米混合SQUID平面的磁场作用下,在T = 4.0 K的温度范围内,观察到SQUID中磁通量子化引起的临界电流的周期振荡。非正弦电流相位关系作为温度和栅极电压的函数,这是符合短和扩散结模型。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non local Andreev reflection in a carbon nanotube superconducting quantum interference device
我们研究了一种基于叉状碳纳米管的超导量子干涉器件[J. - P. Cleuziou { \it等人},Nature Nanotechnology { \bf 1},53(2006)],涉及消逝准粒子在与超导相干长度相当的距离上隧穿通过超导体,因此"非局部“过程概括了非局部Andreev反射和弹性共隧穿。非局域过程引起临界电流的减小,并改变电流-相位关系。我们讨论任意的接口兼容性。叉状几何形状的这种设备是用于探测交叉Andreev反射的相位相干性的候选者。
2007-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Interference Devices Made of Sb-doped Bi2Se3 Topological Insulator Nanoribbons
报道了用Sb掺杂的Bi_2Se_3拓扑绝缘体(TI)纳米颗粒(NR)与PbIn超导电极接触制成的超导量子干涉器件(SQUID)的制备和表征。当外加磁场沿NR轴方向作用时,由于一维子带的存在,TI NR表现出周期性的磁导振荡,即所谓的Aharonov-Bohm振荡。在PbIn电极的超导转变温度以下,我们观察到超导电流流过TI NR基SQUID。临界电流随垂直于SQUID环的磁场周期性地调制,揭示了周期性对应于超导通量量子。我们的实验观测有助于探索TI NR中的Majorana束缚态,为开发拓扑量子信息器件提供了希望。
2020-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of large $h/2e$ and $h/4e$ oscillations in a proximity dc superconducting quantum interference device
我们测量了一个直流超导量子干涉器件的磁阻,该器件是一个间断的介观正常金属环与两个超导电极接触的形式。在超导电极的转变温度以下,观察到大的$h/2e$周期性磁阻振荡。通过在交流测量电流中加入一个小的直流偏置,可以产生$h/4e$振荡。进一步降低温度会导致更大的振荡,并最终从超导状态急剧切换到正常状态。这种与磁通量有关的电阻可以用来制作高灵敏度的磁通量探测器。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
SQUIPT - Superconducting Quantum Interference Proximity Transistor
我们提出了一个新概念的干涉仪,超导量子干涉邻近晶体管(SQUIPT)的实现和表征。它的工作依赖于嵌入超导环中的近似金属线的态密度随磁场的调制。通量灵敏度低至$\sim 10^{-5} Φ_0$ Hz $^{-1/2}$甚至可以实现非优化设计,其固有耗散($\sim 100$ fW)比传统超导干涉仪小几个数量级。我们的研究结果与理论预测的SQUIPT行为一致,并建议优化的设备参数将导致一个大的增强的灵敏度检测微小磁场。进一步讨论了这种设置的特点及其潜在的应用相关性。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent current noise in normal and superconducting nanorings
我们调查的持续电流(PC)在纳米环的波动和没有耗散和退相干。我们证明,这种PC波动可能会持续到零温度,只要存在与外部环境的相互作用或产生的外部(周期性)电位,例如,通过超导纳米环中的量子相位滑移。如果在系统中保持量子相干性,则PC噪声保持相干,并且可以通过穿透环的外部磁通量$Φ_x$来调谐。如果量子相干性被与耗散浴的相互作用抑制,则PC噪声变得不相干且与$Φ_x$无关。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall
Fabrication and Characterization of Superconducting Quantum Interference Device using (Bi_{1-x}Sb_x)_2Se_3 Topological Insulator Nanoribbons
报道了由(Bi_{1-x} Sb_x)_2Se_3拓扑绝缘体(TI)纳米颗粒(NR)与Pb_(0.5)In_(0.5)超导电极连接制成的超导量子干涉器件(SQUID)的制备和电输运性质。在超导Pb_(0.5)In_(0.5)电极的转变温度以下,由于磁通量子化,在垂直于平面的磁场作用下,在TI NR SQUID中观察到临界电流的周期振荡。输出电压也作为外部磁场的函数进行调制。此外,SQUID显示电压调制包络,其被认为代表每个单个结的Fraunhofer样图案。TI NR SQUID的这些性质将为研究Majorana费米子提供一种有用的方法。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent currents in quantum phase slip rings
研究了相互作用量子相位滑移对超导纳米线和纳米环在外加磁通量作用下持续电流及其涨落的影响。我们推导出这些系统的有效作用,并将原问题映射到一个有效的正弦戈登理论上的环面。我们评估的通量依赖持续电流和临界半径的环超过这个电流得到指数抑制量子涨落。我们还分析了量子相位滑移引起的持续电流的涨落。在低温下,超电流噪声谱具有相干峰的形式,可以通过磁通量进行调谐。这些峰的实验观测可以直接证明超导纳米环中等离子体模的存在。
2013-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum decay of the persistent current in a Josephson junction ring
本文研究了N >> 1个约瑟夫森结组成的环中磁通量穿过的持续电流。当环的动力学由超导岛的电容控制时,系统等价于1+1维中的xy自旋系统,有效温度T*=(2 JU)^(1/2),其中J是结的约瑟夫森能量,U是超导岛的充电能量。数值计算的问题是具有挑战性的,由于缺乏热力学极限和缓慢的动力学的Kosterlitz无相变。它是在包含多达一百万个站点的格上进行研究的。在T << J处,量子相位滑移被冻结。数值计算的持续电流的低T * 依赖性与自旋波近似提供的解析公式在数量上一致。高T* 行为强烈地依赖于磁通量和超导岛的数量N.取决于通量,持续电流被相位滑移和/或增加T* 时的超导体-绝缘体转变破坏。
2015-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Superconducting Quantum Interference Proximity Transistor (SQUIPT)
在这篇文章中,我们回顾了混合超导干涉仪的基本理论特性,该干涉仪利用与超导体良好电接触的金属纳米线的态密度的相位依赖性来实现对磁通量的高灵敏度。基于这一原理的超导量子干涉邻近晶体管(SQUIPT)的原型结构的操作,最近已被报道。有限的功耗加上机会,以访问单自旋检测,使这种干涉仪有吸引力的调查个别磁性纳米粒子的开关动力学。的设备的噪声行为,以及,这种结构作为一个单自旋探测器的可行性也简要地解决。在最后一部分,我们提出了一个真正的SQUIPT设备的响应。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of Thermal Fluctuations on Uniform and Nonuniform Superconducting Rings according to the Ginzburg--Landau and the Kramer--Watts-Tobin Models
我们评估的影响,封闭的磁通量的超导环的热涨落,使用时间相关的金兹伯格-朗道(TDGL)或Kramer-瓦特-托宾(KWT)模型,而热涨落占通过朗之万条款。这种方法适用于以前的方法不适用的情况,如非均匀环,大宽径比的环和大相干长度与周长比的环。我们评估持续电流,位置和统计行为的磁通量诱导的旋涡和寿命的亚稳态磁通量态。非均匀性对持续电流的影响并不强烈地依赖于横截面轮廓的细节;它主要取决于它的第一谐波,但不仅在it. As的结果的非均匀性的持续电流的最大值转移到较小的通量和磁通量状态之间的通道保持非滞后下降到较低的温度比在均匀样品的情况下。我们的结果使用TDGL同意非常好,最近的测量超导环中的持续电流和测量的位置的涡流,介导的磁通量之间的状态,在一个不对称的磁盘与孔,他们也可以提供一个合理的解释,意想不到的短测量寿命的亚稳态。TDGL和KWT的比较表明,它们导致相同的结果的持续电流,而KWT导致更大的寿命比TDGL。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity Effect in a mesoscopic superconducting ring
研究了单粒子能级间距不可忽略时,磁通量穿过的介观超导环。结果表明,对于偶宇称超导环,持续电流的行为与体超导环中预期的行为是等价的。另一方面,我们发现奇宇称环表现出反常行为,如磁通量子化的半整数倍的磁通量子化和低温下的顺磁响应。我们还讨论了持续电流中的宇称效应如何随着温度的升高或环的尺寸的增加而消失。
2000-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions and superconducting quantum interference devices made by local oxidation of niobium ultrathin films
提出了一种制备约瑟夫森结和超导量子干涉器件(SQUID)的方法,该方法基于在原子力显微镜的偏压针尖下对3 ~ 6.5 nm厚的铌带线进行局部阳极氧化。微桥结和SQUID回路通过铌层的部分或全部氧化获得。两种类型的薄弱环节的几何构造:横向收缩(Dayem桥)和可变厚度的桥梁。基于这两种几何结构的SQUID显示了最大约瑟夫森电流的调制与相对于超导通量量子h/2 e的磁通量周期性。他们坚持到4K。基于变厚度桥的SQUID的调制形状和调制深度表明,弱连接尺寸变得与超导膜相干长度相当,其数量级为10 nm。
2001-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fluctuations in superconducting rings with two order parameters
本文从Ginzburg-Landau能量泛函出发,讨论了两个序参量的存在以及它们之间的耦合对涨落体系中超导环的影响。我们的方法是精确的,但需要数值实现。我们还研究了近似,可以得到一些解析表达式,并检查其有效性范围。我们提供的温度范围内的波动是重要的估计,计算的持续电流在二硼化镁环作为温度和封闭通量的函数,并指出其额外的依赖环的横截面积。我们发现温度区域中的波动增强持续电流和区域中,他们抑制持续电流。两个可以独立波动的序参量的存在总是导致在Tc处的序参量的较大平均值,但仅对于适当的参数,这产生较大的持续电流。在非常不同的材料参数的情况下,两个耦合的冷凝物,持续电流被抑制。
2011-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Interference Single-Electron Transistor
基于库仑阻塞和磁通量可控的超导邻近效应的相互作用,提出了量子化单电子源的概念。我们表明,磁通量依赖性的诱导能隙的状态密度的纳米尺寸的金属线可以被利用作为一个有效的可调的能量势垒,使电荷泵配置具有增强的功能。该控制参数强烈影响具有不可忽略的库仑能量的正常金属岛的充电景观。在一个适当的演变的时间相关的磁通量的结构行为同样的旋转栅门的单电子在一个完全静电的制度。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interband transitions and interference effects in superconducting qubits
我们研究了在周期性$\sin(2πf_{\rm rf} t)$驱动下,人工两态系统连接到$f_{LC} \simeq 800$ MHz的微波谐振器中的相敏干涉效应。我们观察到两种多光子跃迁:1)在$f_{\rm rf}$处有几个来自驱动的量子; 2)在$f_{\rm rf}$处有一个量子,在$f_{LC}$处有几个。前者描述使用相敏朗道-齐纳跃迁,而后者讨论的双原子分子中的振动跃迁。也被认为是由弗兰克-康登系数的振动跃迁中的干涉效应。
2009-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inductively coupled superconducting half wavelength resonators as persistent current traps for ultracold atoms
在实验实现由超导电路和原子系综组成的混合量子系统中,一个关键点是使两个伙伴足够接近,以便建立强量子相干耦合。在这里,我们提出使用半波长超导共面波导谐振器的金属化结构作为超冷顺磁原子的持续电流陷阱。用电感耦合谐振器代替传统的电路量子电动力学中的电容耦合谐振器,利用谐振器结构本身来捕获原子,分析了短端共面波导谐振器的外品质因数,表明它可以很容易地设计成所需的量子线路.谐振器处的磁场配置通过伦敦方程的数值三维模拟来计算。提出了一种将原子系综输运到腔模磁场最大的共面谐振腔间隙中的方法。该配置允许稳定的捕获持续电流和铺平了道路,原子云和腔模式之间的强耦合,这是合作效应所需的,并给出了原子和电路量子电动力学之间的接口。
2013-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Superconducting Contact and Quantum Interference Between Two-Dimensional van der Waals and Three-Dimensional Conventional Superconductors
二维(2D)过渡金属二硫属化物超导体具有独特的和理想的性能与传统的超导电路集成。然而,必须在2D材料和三维(3D)超导体之间进行完全超导接触,以便在这种电路中采用标准微波驱动和量子位的读出。在这里,我们提出了一种用于在2D NbSe $_2$和3D铝之间创建零电阻接触的方法,该零电阻接触表现为与3D-3D JJ相比具有大有效面积的约瑟夫森结(JJ)。通过数值求解Ginzburg-Landau方程,我们提出了一个二维-三维超导结构中超电流流动的模型,并与实验结果进行了比较。这些结果向新一代混合超导量子线路迈出了关键的一步。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev interference in adiabatic pumping
在散射的方法,我们开发了一个模型的绝热量子泵浦混合正常/超导系统中存在几个超导导线。利用这一点,研究了三臂分束器中超导抽运电荷的Andreev干涉效应,该分束器分别与一个正常引线和两个具有不同相位的序参量的超导引线相连。我们推导出表达式的泵浦电荷通过正常的铅为散射区域的不同参数,并阐明由于Andreev干涉的影响。与电压驱动的传输相反,Andreev干涉一般不会产生泵浦电流,这是超导相位差的对称函数。
2004-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent current and zero-energy Majorana modes in a p-wave disordered superconducting ring
本文讨论了在一个无序的有限长p波一维超导环中零能Majorana模的出现,该超导环被一个在适当值$Φ=Φ_*$上调谐的磁通量$Φ$穿透。在没有费米子宇称守恒的情况下,我们通过观察在$Φ=Φ_*$的持续电流$I[Φ]$的不连续性来证明马约拉纳模式的出现。通过监测$I[Φ]$中的不连续性,我们在参数空间中映射出了无序环中Majorana模出现的区域。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Operation of a superconducting nanowire quantum interference device with mesoscopic leads
提出了一种描述超导纳米线量子干涉器件(NQUID)工作的理论。该装置由一对拓扑平行的超窄超导导线连接一对薄膜超导引线组成。由于超导序参量的热激活耗散涨落,它表现出固有的电阻。对于导线尺寸,应注意该电阻与垂直于导线的外部施加的磁场强度的相关性,使得磁场基本上完全且均匀地穿透导线。这种状态,其中至少一个引线尺寸位于超导相干和穿透长度之间,被称为介观状态。磁场引起器件电阻的显著振荡,其周期不受通过由导线和膜边缘包围的区域的Aharonov-Bohm效应的支配,而是在引线的几何形状方面,与薄壁超导圆柱体的众所周知的Little-Parks电阻形成对比。一个理论,包括这种现象,是通过扩展,设置平行的超导导线,Ivanchenko-Zil'berman-Ambegaokar-Halperin理论的情况下,短导线和Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin理论的情况下,较长的导线。它表明,NQUID作为一个探头的超导序参量的空间变化。
2005-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decoherence of the Superconducting Persistent Current Qubit
基于固态的量子位的退相干可以通过耦合到固体中的微观自由度来引起。我们提出了一个简单的理论,并用它来估计退相干最近提出的超导持续电流设计。所有考虑的退相干源被发现是相当弱的,导致这个量子位的高品质因数。
2000-04-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Signatures of Majorana fermions in hybrid normal-superconducting rings
本文研究了库仑阻塞拓扑超导段中断的金属环中的持续电流。我们表明,在超导体中的马约拉纳束缚态的存在下,反映在持续电流,其符号是由超导体的费米子宇称的H/E谐波的出现。马约拉纳束缚态进一步使电流在零通量时是有限的,然而由此产生的持续电流的特殊对称性与自由能是相容的,即使在时间反演对称性破缺场中也是如此。持续电流的这些独特的功能是强大的,对无序,并提供明确的签名存在的马约拉纳费米子。
2013-06-26 cond-mat.mes-hall
Inductive Superconducting Quantum Interference Proximity Transistor: the L-SQUIPT
介绍并分析了一种具有增强性能的感应超导量子干涉邻近晶体管L-SQUIPT的设计。干涉仪是基于一个双环结构,其中每个环包括一个超导正常金属超导介观约瑟夫森弱链接和读出电极的超导隧道探头的形式实现。我们的设计既可以提高晶体管的耦合到外部磁场,并增加特性磁通量传递函数,从而导致一个改进的超灵敏度量子限制磁强计。的L-SQUIPT行为进行了分析,在耗散和无耗散的约瑟夫逊类操作模式,在耗散或在无耗散的约瑟夫逊类操作模式,在后一种情况下,通过利用电感和色散读出方案。改进的性能使得L-SQUIPT有望用于磁场检测以及量子技术中的特定应用,其中需要在毫开尔文温度下进行响应色散磁力测定。
2022-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High operating temperature in V-based superconducting quantum interference proximity transistors
在这里,我们报告的制造和表征的全超导量子干涉邻近晶体管(SQUIPTs)的基础上实现钒(V)的超导回路。在低温下,器件显示出高的磁通-电压(高达0.52 $\ \textrm{mV}/Φ_0$)和磁通-电流(高于12 $\ \textrm{nA}/Φ_0$)传递函数,在固定电压偏置下达到最佳估计磁通灵敏度$\sim$ 2.6 $\ μΦ_0/\sqrt{\textrm{Hz}}$,其中$Φ_0$是磁通量子。干涉仪的工作温度高达$T_\textrm{bath}\simeq$ 2 $ \textrm{K}$,与早期SQUIPT设计相比,最高工作温度提高了70 $\%$。基于V的SQUIPT的主要特点描述在一个简化的理论模型。我们的研究结果为实现SQUIPT开辟了道路,SQUIPT利用了在远高于1 K的温度下工作的超灵敏纳米级应用中使用更高能隙超导体的优势。
2017-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Isolated hybrid normal/superconducting ring in a magnetic flux: from persistent current to Josephson current
研究了Aharonov-Bohm磁通量穿过的正常/超导混合环(NS环)的基态电流.我们计算的正常金属和超导体的长度的任何值的环的激发谱。我们描述了带隙边缘以上和以下的能级的非线性通量依赖性。使用谐波展开的电流,我们隔离的贡献,由于这些非线性,我们表明,它消失了大正常段长度。剩余的贡献很容易从线性化的低能谱中评估。这种分解使我们能够以受控的方式恢复SNS结和NS环的电流-通量关系。我们还研究了有限温度下多通道NS环中持续电流到约瑟夫森电流的渡越。
2002-11-21 cond-mat.mes-hall
Scanning superconducting quantum interference device on a tip for magnetic imaging of nanoscale phenomena
我们描述了一种新型的扫描探针显微镜的基础上超导量子干涉器件(SQUID),驻留在一个尖锐的尖端的顶点。将SQUID-on-tip粘到石英音叉上,该音叉允许在几nm的尖端-样品分离处进行扫描。SQUID的磁通量灵敏度为1.8 μ 0/Hz^{1/2},空间分辨率约为200 nm,还可以进一步提高。这种高灵敏度、空间分辨率、带宽和与样品非常接近的组合为研究纳米尺度上的动态磁现象提供了强大的工具。SQUID的尖端显微镜的潜力证明了通过成像的涡旋晶格和超导体中的局部AC磁响应。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Little-Parks oscillations near a persistent current loop
本文研究了有限高介观超导薄壁圆柱体上缘持续电流回路引起的Little-Parks振荡。对于一个短圆柱体,Little-Parks振荡与标准效应近似相同,因为只有一个磁通量穿过圆柱体。对于高圆柱体,磁场的不均匀性使不同的磁通量以不同的高度穿透圆柱体,我们在这里表明,根据持续的电流回路,这会产生两种不同的利特尔-帕克斯振荡状态。我们表明,这两个制度,以及它们之间的过渡,是可观察到的超导圆柱体中完成的电流测量。这两种状态源于沿高度的不同行为,如通过有限元方法从Ginzburg-Landau理论数值获得的序参量所示
2012-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum feedback control of a superconducting qubit: Persistent Rabi oscillations
测量行为通过将可能态的叠加投射到一个单一的(尽管是概率性的)结果中,在量子世界和经典世界之间架起了一座桥梁。这个“瞬时”过程的时间尺度可以用弱测量来拉伸,这样它就采取了一种逐渐随机走向最终状态的形式。值得注意的是,临时测量记录足以使用反馈连续跟踪和操纵量子态。我们使用一个近无噪声的参量放大器来监测一个共振驱动的量子二能级系统--超导量子比特的动力学。高保真测量输出用于主动稳定拉比振荡的相位,使其能够无限期地持续下去。这个新功能显示了对抗退相干的希望,并为连续的量子纠错定义了一条道路。
2012-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Normal metal tunnel junction-based superconducting quantum interference proximity transistor: the N-SQUIPT
我们报道了一种基于普通金属(N)探针的超导量子干涉邻近晶体管(SQUIPT)的替代设计的制造和表征。邻近的金属纳米线和N探针之间没有直接的约瑟夫森耦合,这使得我们能够观察到在施加外部磁场时,在零电压和零电流\textit{via}周围的线态密度的完全调制。这导致功率耗散的急剧抑制,其可以低至几个$\sim 10^{-17}$ W。在这种情况下,干涉仪允许改进高达四个数量级的早期SQUIPT设计,并使其成为超低功率低温应用的理想选择。此外,N-SQUIPT最近被预测为实现基于邻近效应的相干热电子器件的候选者。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Highly-sensitive superconducting quantum interference proximity transistor
本文报道了一种基于铝铜(Al-Cu)工艺的高性能超导量子干涉邻近晶体管(SQUIPT)的设计与实现。我们采用一根细而短的铜纳米线,在正常金属态密度下,实现了邻近感生小间隙的全相位驱动调制。在最佳偏压下,我们在亚开尔文温度下记录了前所未有的高通量-电压(高达3 mV/ $Φ_0$)和通量-电流(超过100 nA/ $Φ_0$)传递函数值,其中$Φ_0$是通量量子。最佳的磁通量分辨率(低至500 N $Φ_0/\sqrt{Hz}$在240 mK,由室温预放大阶段的限制)下达到固定的电流偏置。这些数字的优点,结合超低功耗和微米尺寸的尺寸,使这种介观干涉仪有吸引力的低温应用,如小自旋人口的磁化的调查。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent current in a thin superconducting wire
在本文中,我们探讨了薄超导导线中的持续电流,并准确地检查相位滑移对电流的影响。本文的主要结果是由一类(非线性)积分方程的解导出持续电流的计算公式。这个方程允许找到在长(小)长度的导线的电流的渐近,在该文件中,我们感兴趣的区域中,系统成为强相互作用和非常少量的信息可以提取的扰动理论。然而,由于可积性,可以获得电流的精确结果。我们观察到在长导线的极限处,电流指数地变小,我们认为这是相位滑移可能破坏长导线的超导性的信号,低于BKT相变。
2018-07-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Quantum Interference in Superconducting Wire Networks and Josephson Junction Arrays: Analytical Approach based on Multiple-Loop Aharonov-Bohm Feynman Path-Integrals
本文用解析和数值方法研究了横向磁场中二维超导线网络和约瑟夫森结阵列的平均场超导-正常相边界。我们考虑的几何形状包括正方形,蜂窝状,三角形和戈薇格。我们的方法是基于多回路Aharonov-Bohm效应的分析研究:不同电子闭合路径之间的量子干涉,其中每个电子闭合路径都包含一个净磁通量。具体地说,我们精确地计算磁相位因子的总和,即,在不同长度的所有闭合格点路径上的格点路径积分。一个非常大的数字,例如,对于正方形格点,直到$10^{81}$,得到精确的格点路径积分。这些晶格路径积分的分析结果,然后使我们能够获得的电阻转变温度作为一个连续的函数的字段。特别是,我们可以分析超导转变温度,$T_c(B)$,作为磁场$B$的函数,起源于电子轨迹的各种长度的循环的可测量的影响。除了系统地推导出以前观察到的功能,并了解物理起源的下降$T_c(B)$作为多圈量子干涉效应的结果,我们还发现了新的结果。特别是,我们明确地推导出自相似性的相图中的方形网络。我们的方法使我们能够分析复杂的结构中存在的相边界的量子干涉效应的观点,由于电子运动的基础晶格。
2001-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the Kondo effect with back and side gates - Application to carbon nanotube superconducting quantum interference devices and pi-junctions
最近,我们提出了第一个超导量子干涉器件(SQUID)与单壁碳纳米管(CNT)的约瑟夫森结[1:J. P. Cleuziou,W。Wernsdorfer,V. Bouchiat,T. Ondarcuhu和M. Monthioux,Nature Nanotech。1,53,(2006).],http://www.nature.com/nnano/journal/v1/n1/pdf/nnano.2006.54.pdf的网站。我们发现,量子限制在每个结诱导离散量子点(QD)能级结构,这可以控制与两个横向静电门。此外,背栅电极可以改变QD势垒的透明度,从而允许改变QD状态与超导接触的杂化。这种技术进一步说明了在这个额外的支持材料,我们表明,近藤耦合一个给定的谐振可以通过改变背栅电压连续调谐。它使我们能够证明[1] CNT约瑟夫森结可以用作栅控π结,也就是说,可以用栅极电压来调谐CNT结上的电流-相位关系的符号。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Interference in Twisted van der Waals Heterostructures
现代超导量子干涉器件(SQUID)通常由Al或Nb电极制成,并通过原位氧化工艺在它们之间建立弱连接。然而,这种平面纳米和微米SQUID的共同问题是滞后的电流-电压曲线和浅的通量调制深度。在这里,我们证明了约瑟夫森结和SQUID的形成使用干转移技术堆叠和确定性错位片的NbSe $_{2}$,允许一个克服这些问题。结果表明,扭曲NbSe $_{2}$ -NbSe $_{2}$结的Josephson动力学对晶轴失准角敏感.然后实施单个光刻工艺以将约瑟夫森结成形为SQUID几何形状,该SQUID几何形状具有$\simeq$ 25 $μm^{2}$的典型环路面积和600 nm宽的弱连接$\simeq$。这些器件显示出大的稳定电流和电压调制深度,分别高达$ΔI_{c} \simeq$ 75 $\%$和$ΔV \simeq$ 1.4 mV。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle interference and resonant states in normal and superconducting line nodal semimetals
我们研究了线结半金属的正常和d波超导态中的杂质散射,并表明,由于表面上的杂质可获得额外的散射相空间,准粒子干涉图案获得了扩展的字符,而不是离散的δ函数峰的集合。此外,使用的T-矩阵形式主义,我们证明了传统的行为的标量杂质在d波超导体的表面上的线结半金属在准平带极限。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Interference at the Atomic Scale
本文利用扫描隧道显微镜通过YSR态实现约瑟夫森结从0到π的转变,并借助类SQUID的相位敏感探测方法表征了这一原子尺度量子相变。
2022-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybridization and interference effects for localized superconducting states in strong magnetic field
在Ginzburg-Landau模型中,我们研究了在薄膜磁耦合超导-铁磁双层膜中沿样品边缘或畴壁形成的超导通道的临界场和温度增强。相应的库珀对波函数可以看作是两个序参量(OP)模式沿边界和/或畴壁传播的杂交。不同动量的杂化OP模式导致形成涡旋链从这些通道的交叉点。在这个交叉点附近,模式的波函数合并,导致局域超导态的临界温度增加。这种临界温度增强所造成的波函数压缩的起源示出了接近平行边界和/或畴壁的极限情况下。利用变分法和数值模拟研究了临界温度和OP结构与外加磁场和交叉沟道夹角的关系。
2012-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Self-biased current, magnetic interference response, and superconducting vortices in tilted Weyl semimetals with disorder
我们推广了外磁场作用下具有倾斜带的Weyl半金属的准经典模型。该模型适用于弹道,中度无序,样品中含有高密度的杂质。我们采用这种形式主义,并表明,自偏置的超电流,创建一个100结,可以通过三重态通道外尔半金属。此外,我们的研究结果表明,多个超导逆转是通过不同的结厚度和参数表征外尔半金属。我们讨论了不同的参数对电荷超电流的夫琅和费响应的影响,以及这些参数是如何能够在三重态通道中移动邻近诱导涡旋的位置。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interference between magnetic field and cavity modes in an extended Josephson junction
扩展的约瑟夫森结由两个超导电极组成,它们被绝缘体隔开,因此它也是一个微波腔。超导相位差决定了超导电流的大小及其空间分布。外部磁场和谐振腔内场两者都产生沿结的超导相的空间修改。这两种效应之间的相互作用导致了结的临界电流的干扰,并允许我们连续地将第一腔模和约瑟夫森相位之间的耦合强度从1调谐到-0.5。这使得能够在超强耦合状态下对结进行静态和动态控制。
2012-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Silicon Superconducting Quantum Interference Device
我们研究了一种由单层超导硅薄膜制成的超导量子干涉SQUID器件。超导层通过使用气体浸没激光掺杂(GILD)技术用硼原子重掺杂硅晶片来获得。SQUID器件由两个纳米桥(Dayem桥)组成,在低温和低磁场下显示磁通量调制。的整体行为表现出很好的协议与数值模拟的基础上金-朗道方程。
2015-08-17 cond-mat.mes-hall
Long-Range Propagation and Interference of $d$-wave Superconducting Pairs in Graphene
最近的实验表明,接近高温超导体会在石墨烯中产生非常规的超导关联。在这里,我们证明了这些相关性传播数百纳米,允许在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$ -石墨烯器件中独特地观察$d$波Andreev对干涉,该器件表现为法布里-珀罗腔。干扰表现为一系列明显的电导振荡,类似于de Gennes-Saint-James最初预测的常规金属-超导体结。目前的工作是关键的奇异的方向性效应的研究预期在狄拉克材料中的节点超导性。
2020-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Aharonov-Bohm interference from coherent spin-polarized edge transport in Fe(Te,Se) superconducting rings
本文报道Fe(Te,Se)超导环中Aharonov-Bohm与Little-Parks振荡共存,揭示弹道边缘干涉与库珀对磁通量子化,支持拓扑超导边缘态。
2025-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-photon interference from a quantum dot--microcavity: Persistent pure-dephasing and suppression of time-jitter
我们展示了在腔量子电动力学范围内工作的准共振泵浦耦合量子点微腔系统发射高度不可区分的光子。改变样品温度使我们能够改变量子点-腔失谐,并且在光谱共振上,我们观察到Hong-Ou-Mandel干涉可见度的三倍改善,达到超过80%的值。我们的非共振测量使我们能够研究不同的Purcell增强,并在不同的温度和能量尺度下探测失相环境。通过与我们的微观模型相比,我们能够识别纯失相,而不是时间抖动作为我们系统中不完美的主要来源。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Landau-Zener-Stückelberg Interference of Microwave Dressed States of a Superconducting Phase Qubit
我们首次观测到超导相位量子比特与微波场相互作用产生的修饰态的Landau-Zener-Stückelberg(LZS)干涉。LZS干涉条纹对各种外部参数和量子比特初始状态的依赖性与理论预测在定量上非常一致。这种修饰态之间的LZS干涉使我们能够轻松地控制四体固态系统的量子态,证明了用这种独特方法实现高效的多体量子逻辑门的可行性。
2011-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Spin-resolved interference due to Majorana state on interface between normal and superconducting leads
我们研究了位于超导导线和金属导线界面上的量子点的亚能隙谱和输运性质,量子点还与拓扑超导(TS)链的边缘耦合,承载着Majorana准粒子.由于马约拉纳态的手性性质,量子点电子的仅一个自旋分量(例如$\uparrow$)直接与TS线杂化。我们研究了由Majorana准粒子驱动的自旋选择性干涉图样。邻近诱导的点上配对有效地将干扰传输到两个自旋分量上,但是它们中的每一个的特征在于完全不同(甚至相反)的签名。为了解释它们的起源,我们面对我们的结果与玩具模型,其中TS链被替换为通常的量子和隧道的$\downarrow$电子被禁止。我们还解决了独特的相互作用的马约拉纳和近藤功能,都出现在零能量。
2016-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con