Signatures of Jackiw-Rebbi resonance in the thermal conductance of topological Josephson junctions with magnetic islands
具有嵌入磁畴的二维拓扑绝缘体中的约瑟夫森结可以具有许多拓扑相，特别是Jackiw-Rebbi孤子和Majorana零模。这些不同的非平凡的阶段出现在这样的结多畴磁岛，显示出丰富的多间隙结构。在这些系统中，与超导性和磁性之间的相互作用有关的特征不能很容易地通过安德烈耶夫谱和伴随的直流约瑟夫森效应的行为来辨别。相反，热导率对结的性质和磁岛的畴结构非常敏感。我们提出了一个详细的分析，这些属性的情况下，拓扑约瑟夫森结的单畴和双畴磁岛。在超导临界温度以上，超导孤子的磁模导致热导率相对于热量子的一种特殊行为，其特征是热导率随温度的变化呈负斜率.在低温下，这些结也显示出特性的相干图案的行为的热导作为约瑟夫森相位偏置和磁化域之间的角度的函数。
2021-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Phase-dependent quasiparticle tunneling in Josephson junctions: Measuring the cos-phi term with a superconducting charge qubit
我们研究准粒子隧穿的库珀对盒，这是嵌入在超导环，以允许控制的总相位差的岛屿。相位影响岛的不同电子数宇称态之间的跃迁速率，这可以通过既定的手段在实验中观察到。相位依赖性还导致了经典约瑟夫森结的隧穿特性中的所谓cos-phi项。几十年来，这种效应一直存在争议;拟议中的方案开辟了一种独立的方式来探索它。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall
Universal power-law decay of electron-electron interactions due to nonlinear screening in a Josephson junction array
约瑟夫森结是超导电路中最重要的非耗散同时又是非线性的元件，它允许库珀对在被隧穿势垒隔开的两个超导体之间相干隧穿。因此，涉及约瑟夫森结的物理系统表现出高度复杂的行为和有趣的新现象。在这里，我们考虑一个无限的一维链超导岛相邻的岛屿耦合电容。我们研究了约瑟夫森结将每个岛分流到共地超导体的效应。我们对待的制度，其中约瑟夫森能量超过岛之间的电容耦合的系统。对于两个不同的岛上的两个偏移电荷的情况下，我们计算这些电荷介导的量子相位滑移由于约瑟夫森非线性的相互作用能。我们在瞬子近似下处理相位滑移，并将问题映射到相互作用粒子的经典配分函数上。利用Mayer团簇展开，我们发现偏置电荷的相互作用势以普遍的平方反比幂律衰减。
2016-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Two-Channel Kondo Physics in a Majorana Island Coupled to a Josephson Junction
我们研究了通过约瑟夫森结耦合到大块超导体和多个外部正常引线的马约拉纳岛。在没有Josephson耦合的情况下，该系统显示出拓扑Kondo态，这是最近被大量研究的。然而，我们发现，这种状态是不稳定的，甚至小约瑟夫森耦合，而不是导致在低温下$T$到一个新的固定点。最有趣的是三个外部引线的情况，形成了长期寻求的双通道近藤效应的最小电子实现。虽然$T=0$电导对应于简单的共振Andreev反射，但主要的$T$依赖性形成了非费米液体性质的实验指纹。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductor to metal quantum phase transition with magnetic field in Josephson coupled lead islands on Graphene
本文研究了石墨烯上铅岛约瑟夫森结阵列中磁场与栅压诱导的超导体-金属相变，通过理论与标度分析揭示了其热激活磁通流动机制及属于无序(2+1)D-XY普适类的量子相变特征。
2024-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable crossover between vortex-interaction and pinning dominated regimes in Josephson-coupled Lead-islands on graphene
本文研究了石墨烯上铅岛约瑟夫森结阵列的超导转变，发现其随栅压演化表现出涡旋相互作用与钉扎主导区间的可调转变，分别由BKT模型和Ambegaokar-Halperin模型描述。
2024-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb stability of the 4π-periodic Josephson effect of Majorana fermions
两个含有Majorana费米子的超导岛的Josephson能量是超导相位差的4π周期函数。如果岛具有小电容，则它们的基态能量由约瑟夫森能量和充电能量的竞争决定。我们计算了环几何中的基态能量，作为环所包围的通量-Φ-的函数，并表明对Aharonov-Bohm相位2 e Φ/ \hbar的依赖性保持4π周期性，而不管充电和约瑟夫森能量的比率如何-只要整个环处于拓扑非平凡状态。如果环的一部分在拓扑上是平凡的，那么充电能量会引起量子相位滑移，恢复通常的2π周期性。
2011-08-17 cond-mat.mes-hall
The self-actuating InAs nanowire-based nanoelectromechanical Josephson junction
半个世纪前，布赖恩·约瑟夫森（Brian Josephson）做出了一系列惊人的预测，这些预测与夹在两个超导体之间的隧道势垒有关。一个特别的预测，后来被称为交流-约瑟夫森效应，说在有限的直流偏压下，隧道电流包含一个交流。超导元件，在微波频率下振荡。通过观察与电磁辐射的相互作用修改的结的电流-电压特性，并直接检测从结本身发射的微波辐射，实验验证了这一预测。直流电流-电压特性的行为也被证实是由约瑟夫森结的高频动力学决定的，并可用于研究各种系统，如电子自旋共振中的原子、高温超导体中的光学声子和振动的Nb分子。在这里，我们提出了一个InAs纳米线约瑟夫森结设备，其中振动的纳米线弱连接起着纳米机电谐振器的作用。交流电的流动-通过结的约瑟夫森电流使得能够通过简单的直流传输测量来驱动和检测谐振器的振动模式。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Experimental demonstration of Aharonov-Casher interference in a Josephson junction circuit
一个具有磁矩的中性量子粒子环绕一个静态电荷，获得一个量子力学相位（阿哈罗诺夫-卡希尔效应）。在超导电子学中，中性粒子变成磁通子，围绕由约瑟夫森结连接的超导岛运动。充分理解多结系统中的这种效应对于设计新颖的量子线路是至关重要的。本文对六约瑟夫森结链中的磁通干涉图样进行了测量和定量分析。在这个多结电路中，磁通子可以环绕五个超导岛上的任何电荷组合，从而形成复杂的图案。我们比较实验结果与预测的一个简化的模型，把磁通子作为独立的激发和量子问题的完全对角化的结果。我们的结果表明通量干涉描述的准确性和这些阵列的量子相干性。
2011-04-20 cond-mat.mes-hall
Superconducting islands with semiconductor-nanowire-based topological Josephson junctions
我们从理论上研究了基于超导体-纳米线约瑟夫森结的超导岛，并考虑了在结的光谱中存在亚能隙准粒子激发。我们的方法扩展了超导电荷量子比特的标准模型哈密顿量，并用纳米线结的Bogoliubov-de Gennes哈密顿量代替Josephson势，投影到相关的低能子能隙子空间上。这使得充分纳入子间隙水平的连贯动力学在交界处。形成结的纳米线中的自旋-轨道耦合和塞曼能量的组合效应触发拓扑转变，其中子带隙能级从有限能量Andreev束缚态演变成近零能量Majorana束缚态。控制纳米线结的微观能量尺度（约瑟夫森能量、马约拉纳耦合和马约拉纳能量分裂）与超导岛的充电能量之间的相互作用产生了各种各样的物理机制。基于这种不同的能量尺度的相互作用，我们充分表征的微波响应的交界处，从库珀对盒的transmon制度，并显示如何存在的Majoranas可以通过不同的光谱特征检测。在分裂结的几何形状，等离子体模式耦合到相位分散subgap水平导致从马约拉纳杂交通过Jaynes-Cummings类相互作用。作为这种相互作用的结果，在结中的高阶等离子体激发继承马约拉纳属性，包括$4π$效应。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Aharonov-Casher Effect for Plasmons in a Ring of Josephson Junctions
在一维闭合的约瑟夫森结阵列中，相位滑移混杂了持续电流态（PCS）和激发的等离子体激元分支。穿过阵列的不同结的相位滑移之间的干涉使得杂化对包括阵列的超导岛的电荷敏感。这又导致了等离子体的Aharonov-Casher效应，在没有相位滑移的情况下，等离子体对岛电荷不敏感。
2013-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity Induced Josephson-Quasiparticle Process in a Single Electron Transistor
我们在超导-正常金属-超导单电子晶体管中进行了第一次实验，其中有一个额外的超导带部分重叠在正常金属岛上，金属与金属接触良好。超导邻近效应在准粒子阈值以下产生电流峰值。我们解释这些峰值的约瑟夫森准粒子过程，并讨论它们与邻近诱导的能隙在正常的金属岛。
1998-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooper pairs localization in tree-like networks of superconducting islands
研究了超导岛通过约瑟夫森弱连接耦合的树状网络中的非均匀库珀对分布和局域化效应。使用广义的费曼的方法，让人想起玻色-哈伯德模型，我们证明了本地化的库珀对分数在一个特定的网络的岛屿是有限的网络拓扑结构，如果存在的话，由排斥相互作用。这些研究结果有助于澄清网络的拓扑结构和相互作用引起的约束效应之间的相互作用，并揭示了一些光最近的实验处理网络的约瑟夫森结。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single-shot measurement of the Josephson charge qubit
我们演示了约瑟夫森电荷量子比特的量子态的单次读出。量子比特被转换为经典比特（电荷量子）并存储在动态存储单元中-超导岛。国家转型|1>（不同形式状态|0>由一个额外的库珀对）是一个可控的准粒子隧穿到岛的结果。然后，电荷由传统的单电子晶体管检测，与量子位静电解耦。我们研究了系统的弛豫动力学，并获得了87%和93%的读出效率，|1>和|0”，分别。
2004-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of Majorana bound states and parity effects in two-dimensional chiral p-wave Josephson junctions
本文研究了介观手征$p$波超导岛耦合形成的约瑟夫森结的拓扑结构。通过分析和数值计算研究了在垂直磁场作用下，约瑟夫森涡旋中的BdG（Bogoliubov-de Gennes）能谱，发现了局域的MBS（Majorana束缚态）。此外，我们证明了一个扩展的MBS的存在，是离域周围的耦合岛，这对约瑟夫森超导和相位动力学的结的外周界有可测量的后果。特别是，我们预测的变化，在临界电流衍射图案中，奇数整数通量节点被解除费米子宇称依赖的方式。我们的竞争随机效应的热噪声和宏观量子隧穿RCSJ框架内的模型，并显示了双峰临界电流分布的出现。我们表明，增加宇称跃迁率抑制双峰性质的分布，从而强烈强调了非平凡的宇称依赖性质的多体基态。最后，我们考虑了三个岛屿的三结几何形状，并讨论了可能的方案编织马约拉纳束缚态移动的约瑟夫森涡，他们绑定。
2022-02-21 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
Josephson-Majorana cycle in topological single-electron hybrid transistors
通过与正常电极和超导电极接触的小拓扑超导岛的电荷传输通过一个循环发生，该循环涉及库珀对的相干振荡和通过马约拉纳束缚态隧穿进入/离开正常电极，即约瑟夫森-马约拉纳循环。我们通过研究超导体-拓扑超导体-正常金属单电子晶体管的电流-电压特性来说明这一机制。在低偏压和温度下，约瑟夫森-马约拉纳循环是主要的传输机制。我们讨论了一个三端的配置，其中的马约拉纳束缚态的非局部字符是紧急的。
2013-07-24 cond-mat.mes-hall
Emergence of a negative charging energy in a metallic dot capacitively coupled to a superconducting island
我们考虑由金属点形成的混合装置，电容耦合到超导岛S，超导岛S通过约瑟夫森结连接到大块超导体。S中的电荷涨落充当了一个动态门，掩盖了金属点中的电子排斥，在两个额外的电子之间产生了吸引力。当金属点的偏移电荷增加时，点充电曲线示出正阶跃（$+2e$），随后是负阶跃（$-e$），表示出现负差分电容。给出了实验检测的建议，并提到了在纳米电子学中的潜在应用。
2007-08-17 cond-mat.mes-hall
Bloch Oscillations in a Josephson Circuit
布洛赫振荡预测发生在电流偏置的单约瑟夫森结已经逃避了直接观察到现在。在这里，我们展示了类似的布洛赫振荡在一个稍微丰富的约瑟夫森电路，量子。量子鎓是一个布洛赫晶体管，有两个串联的小结，定义了一个岛，与一个较大的结并联。在基态，器件的微波阻抗用耦合到晶体管岛的栅极电容器上的电荷周期性地调制。当电流流过该电容器时，阻抗调制在布洛赫频率处发生，这在反射的连续微波信号的频谱中产生布洛赫边带。我们测量了这个频谱，并将其与基于电路简单模型的预测进行了比较。我们讨论了这个实验的计量学和介观物理学的兴趣。
2006-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strongly interacting Majorana modes in an array of Josephson junctions
一系列超导岛与半导体纳米线在正确的制度提供了一个宏观实现Kitaev的玩具模型马约拉纳线。我们发现，相邻岛屿之间的电容耦合导致马约拉纳模式之间的有效相互作用。我们证明了即使强排斥相互作用最终使系统进入Mott绝缘态，对于任意的强相互作用，（平凡的）带绝缘体和（平凡的）莫特绝缘体之间的竞争也会导致相互排斥的拓扑绝缘态.
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Macroscopic Coulomb blockade in large Josephson junction arrays
从理论上研究了绝缘状态下一维和二维规则约瑟夫森结阵列的输运性质。我们推导出低温下由系统中的库珀对转移介导的电流的电流-电压特性。在屏蔽长度与岛的电容到地面的情况下，我们发现，运输是由宏观库仑阻塞效应的间隙远远超过一个单一的岛充电能量。在屏蔽长度远大于阵列的线性尺寸的极限下，间隙建立了对阵列尺寸的依赖性，即，库仑间隙在一维中随系统尺寸线性增长，在二维阵列中随系统尺寸的对数增长。我们发现两种传输机制：在中等温度下，高于BKT类电荷结合-解结合转变，低偏压输运被热激活，激活能等于库仑阻塞能。在低温下，低于结合-非结合转变，JJA落入超绝缘状态，电阻呈现双指数温度依赖性。
2008-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppressed Josephson phase transition in one parallel double-quantum-dot junction
本文利用数值重整化群方法，对每个臂上嵌入一个量子点的平行结中的Josephson相变进行了理论研究，发现在量子点能级均匀和量子点与超导体耦合的情况下，Josephson相变将被抑制。这表现为随着电子关联的增强，超电流只到达其$π'$相而不能进入其$π$相。此外，当点能级失谐时，相图中出现一个$π'$相岛。这一结果归因于该结构中库珀对的非局域运动。我们相信这一工作有助于理解电子关联和量子干涉对约瑟夫森相变的影响。
2017-11-17 cond-mat.mes-hall
Protected hybrid superconducting qubit in an array of gate-tunable Josephson interferometers
我们提出了一个保护量子位的基础上连接的半导体约瑟夫森干涉仪超导岛的模块化阵列。各个干涉仪实现了有效的$\cos2ϕ$元件，当门调谐到平衡并被半通量量子抑制时，这些元件在超导岛之间交换“库珀对对”。如果一个大的电容器分流阵列的两端，电路形成一个受保护的量子位，因为它的简并基态是强大的抵消电荷和磁场波动为一个相当大的窗口周围的零偏移电荷和半通量量子。如果各个元件是平衡的，则该保护窗口在增加干涉仪的数量时变宽。我们使用一个有效的自旋模型来描述系统，并表明量子相变点设置的临界通量值，在该值处的保护被破坏。
2021-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Local imaging of diamagnetism in proximity coupled niobium nano-island arrays on gold thin films
在这项工作中，我们研究了工程无序对邻近耦合超导岛阵列的局部磁响应的影响，通过比较扫描超导量子干涉仪（SQUID）的磁化率测量，我们将系统视为一维（1D）超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结的网络模型，每个具有由结长度或岛之间的距离确定的约瑟夫森耦合能量$E_J$。我们发现，无序阵列表现出空间非均匀的抗磁响应，低的局部施加磁场，很好地描述了这个结网络模型，我们讨论这些结果，因为它们涉及到非均匀的二维（2D）超导体。我们的模型的阵列的静态磁响应不完全捕获发病的非线性和耗散与增加施加的字段，因为这些影响与涡旋运动由于扫描SQUID磁阻测量的动态性质。本工作演示了一个具有工程无序的二维超导系统模型，并强调了耗散对二维超导体和约瑟夫森结阵列的局部磁性的影响。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiplet Supercurrents in a Josephson Circuit
本文研究由两端约瑟夫森结构成的三电极-公共超导岛电路，展示了高温鲁棒且经夏皮罗台阶验证的多重态共振动态生成，还发现源于相位同步的新型超电流并提出其拓扑贡献问题。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Full electrostatic control of quantum interference in an extended trenched Josephson junction
混合半导体/超导体器件构成了从量子计算到基于拓扑状态的架构的广泛应用的重要平台。在这里，我们展示了充分调制的超导干涉装置中的干涉图案的弹道InAs量子阱的两个平行的岛屿分开的沟槽，通过独立地作用于两个侧门。这种迄今为止尚未探索的几何形状使我们能够简单地通过静电门控以高精度将器件从SQUID状行为调谐到Fraunhofer状行为，而不需要额外的面内磁场。这些测量成功地分析了一个扩展的隧道约瑟夫森结的理论模型内，考虑到设置的聚焦因子。这些结果对新器件的设计的影响进行了讨论。
2019-03-07 cond-mat.mes-hall
Coulomb-blockade-induced bound quasiparticle states in a double-island qubit
研究了超导双岛量子比特的低温热力学性质。对于器件中的奇数个电子，基态对应于束缚于隧穿接触的本征准粒子。基态与激发态的连续谱之间有一个有限的能隙，能隙的量级为E_J.束缚准粒子态的存在导致了库仑阻塞坪之间的过渡区宽度与温度的非单调关系.最小宽度出现在束缚态的电离温度T_PDMATHABMM E_J/ \ln（\sqrt{ΔE_J} /δ）处，Δ和δ分别为岛中的超导能隙和单粒子平均能级间距。对于偶数个电子的系统中，我们表明，库仑增强的约瑟夫森能量可以显着强于在一个单一的粮食耦合到超导铅的情况下。如果静电能倾向于单个断开的库珀对，则所产生的准粒子以在无量纲电导的倒数中呈指数小的能量束缚于接触。
2004-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cotunneling Transport and Quantum Phase Transitions in Coupled Josephson-Junction Chains with Charge Frustration
本文研究了两个电容耦合超小约瑟夫逊结链中的量子相变，重点研究了外电荷效应。系统的粒子-空穴对称性被施加到每个超导岛上的栅极电压打破，并且由此产生的感应电荷向系统引入挫折。在最大阻挫线附近，系统被转化为自旋1/2海森堡反铁磁链，沿着两条链的粒子的共同隧穿被证明在运输中发挥了重要作用，并驱动量子相变的电荷密度波绝缘体，作为约瑟夫森耦合能量的增加。我们还简要地指出，稍微偏离对称线，跃迁的普适类仍然与对称线上的普适类相同，仍然由粒子-空穴对驱动。
1998-09-26 cond-mat.mes-hall
Voltage-tuned anomalous-metal to metal transition in hybrid Josephson junction arrays
本研究通过双层静电门控的混合半导体-超导体岛阵列，实现电压调控的相变，发现并表征了可连续调谐的反常金属相，其电阻率跨越三个数量级且受磁阻挫抑制。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Order parameter focalization and critical temperature enhancement in synthetic networks of superconducting islands
对de Gennes-Alexander微网络理论进行了推广。在此框架下，超导岛的合成网络的相变描述的Ginzburg-Landau方法适用于颗粒系统的情况下。该理论的一般含义被仔细解释。作为一个具体的例子，我们证明了星型网络支持指数本地化的序参量伴随着增强的系统的临界温度。这些发现有助于阐明约瑟夫森耦合超导岛合成网络中的相变物理。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulation and Generation of Supercurrent in Out-of-Equilibrium Josephson Tunnel Nanojunctions
我们从两个附加的隧道耦合Al超导库中向Ti岛注入准粒子，在实验上实现了对Al-AlO_x-Ti约瑟夫森隧道结中超导电流的操纵。实现了相对于平衡的超电流增强和猝灭。我们证明了冷却的Ti线从正常状态的准粒子注入到超导相深。基于热输运和非单调电流-电压特性的约瑟夫森结的模型满意地解释了我们的研究结果。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of vanishing charge dispersion of a nearly-open superconducting island
与环境的隔离决定了电荷被限制在岛上的程度，这表现为库仑振荡，如电荷分散。研究了纳米线与量子点之间的电荷色散。我们观察到快速抑制的电荷色散增加结的透明度，符合预测的比例定律，其中包括两个分支的约瑟夫森势。我们发现在最高抑制点处的量子比特相干时间得到了改善，这表明了构建电荷不敏感量子比特的新方法。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tuning the Josephson current in carbon nanotubes with the Kondo effect
研究了单壁碳纳米管与超导电极连接时的约瑟夫森电流。我们专注于参数制度，其中运输是占主导地位的近藤物理。当近藤温度Tk与超导能隙相比足够大时，观察到纳米管上奇数个电子的相当大的超电流。另一方面，当在近藤脊的中心处Tk略小于超导能隙时，发现超电流对栅极电压Vbg极其敏感。虽然它在脊的中心处被很大程度上抑制，但在Vbg的有限值处显示出急剧增加。这种增加可以归因于纳米管岛的自旋状态的二重态-单重态转变，导致电流相位关系中的π位移。这种转变是非常敏感的接触的不对称性，是在良好的协议与理论预测。
2009-05-04 cond-mat.mes-hall
Very high frequency spectroscopy and tuning of a single-Cooper-pair-transistor with an on-chip generator
我们考虑一个单一的库珀对晶体管（SCPT）的电容耦合到一个电压偏置的约瑟夫森结，用作高频发生器。由于由约瑟夫森结产生的光子的高能量，引起了能级之间的跃迁，不限于前两个能级，并且测量了这种照射对SCPT的DC约瑟夫森电流的影响。这允许在高能量下探测SCPT的能级的相位和栅极偏置依赖性。由于光子的能量可以高于超导能隙，我们不仅可以诱导库珀对的转移，而且可以诱导准粒子通过SCPT岛的转移，从而控制SCPT的中毒。我们发现，这可以降低和增加的平均约瑟夫森能量的SCPT：它的超电流，然后控制高频
2007-03-26 cond-mat.mes-hall
Dipolar phase transitions in the cavity with Majorana populated Josephson junctions
我们发现，在微波腔的最低本征态的QED，电容耦合与Majorana填充约瑟夫森结阵列，是一个有效的$ϕ^{4}$模型出现在系统参数的有限域描述。由于单电子零模和超导岛之间的库珀对隧穿促进了电偶极相变，腔模产生了强的非谐性。在有限温度下的电磁场位的瞬时曲折的预测。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time scales for Majorana manipulation using Coulomb blockade in gate-controlled superconducting nanowires
我们数值计算的低能谱的门控超导拓扑纳米线分割成两个岛，每个约瑟夫森耦合到一个大块超导体。该装置可以容纳两对Majorana束缚态，为Majorana融合规则的检验提供了一个平台。我们分析之间的交叉（i）一个电荷占主导地位的制度，可用于初始化和读出的马约拉纳束缚态，（ii）一个单岛制度占主导地位的岛间马约拉纳耦合，（iii）约瑟夫森等离子体激元制度的大耦合到散装超导体，和（iv）一个制度的四个马约拉纳束缚态允许拓扑保护马约拉纳操纵。从能量谱中，我们得到了最近提出的融合规则测试协议的时间尺度的保守估计[arXiv：1511.05153]。我们还分析了分支纳米线结构的基本马约拉纳编织操作所需的步骤。
2016-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
dc Conductivity of an array of Josephson junctions in the insulating state
本文研究了库仑阻塞体系中弱无序排列约瑟夫森结的微观低温输运。我们表明，在足够低的温度下，直流电导率的主要贡献来自运动的单库珀对激发，分散在阵列中的不规则性。电导率与激发态的浓度成正比，在温度范围内呈指数关系，其激活能接近于硅岛上库珀对的充电能。应用图解法处理无序势，我们计算了类德鲁德电导率，得到了弱的局域化修正。在足够低的温度或强无序下，库珀对的安德森局域化是一种非线性的局域化。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sn/InAs Josephson junctions on selective area grown nanowires with in-situ shadowed superconductor evaporation
超导体-半导体纳米线混合结构可用于制造用于量子信息处理的器件。虽然选择性区域生长（SAG）提供了以任意几何形状生长半导体纳米线的灵活性，但是超导体的原位蒸发确保了原始的超导体-半导体界面，从而在半导体纳米线中产生强的诱导超导性。在这项工作中，我们蒸发的超导锡岛上的InAs SAG纳米线，通过使用高纵横比预制的SiOx电介质壁的原位遮蔽。我们的技术允许完全定制这种混合纳米结构的每个物理参数，同时在不破坏真空的情况下进行纳米线和超导体生长。使用这种技术，我们生长了超级（S）-正常（N）-超级（S）（SNS），NS和SNSNS连接。我们进行了低温电子输运测量，揭示了在平面SAG纳米线上制造的阴影结中存在栅极和场可调超电流。我们进一步测量了混合纳米结构中的超导能隙和临界场，以及SNSNS结中从2 e到1 e周期性的交叉，作为这些混合纳米结构的可用性的证明。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall
Superconductor-insulator transition in Josephson junction chains by quantum Monte-Carlo
研究了无耗散无无序约瑟夫森结链的零温相图。也就是说，我们确定的临界约瑟夫森能量低于该链成为绝缘，作为两个电容的比例的函数：每个约瑟夫森结的电容和每个超导岛和地面之间的电容。我们开发了一个在电荷表象下的时间路径积分量子Monte-Carlo算法，它使我们能够有效地处理链哈密顿量的静电部分。我们发现，很大一部分的相图是由非谐修正，这是没有捕获的标准Kosterlitz-无重整化群描述的过渡。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Josephson-Junction Qubits with Controlled Couplings
低电容约瑟夫森结，其中库珀对相干隧穿，而库仑阻塞效应允许控制总电荷，提供量子位（量子位）的物理实现，逻辑状态在岛上相差一个库珀对电荷。量子计算所需的单比特和双比特操作可以通过施加一系列栅极电压来执行。一个基本的设计，如前所述[cond-mat/9706016]，足以证明的原则，但需要一个高精度的时间控制，和残留的两位相互作用引入错误。在这里，我们提出了一种新的纳米电子设计，接近理想的，其中的约瑟夫森结取代可控SQUID。这大大放松了对时间控制和系统参数的要求，并且对于任意对，两位耦合可以在零和非零值之间精确切换。相位相干时间足够长以允许一系列操作。
1998-08-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
The parity effect in Josephson junction arrays
研究了由多个超导岛组成的电路中准粒子的宇称效应和输运。我们开发了一个通用的方法，并表明它是等价于以前的方法描述的奇偶校验效果在其更有限的制度的有效性。作为一个例子，我们研究了在可忽略的约瑟夫森能量的限制下，通过线性阵列的约瑟夫森结的输运，并观察到宇称效应的出现与非平衡准粒子的数量减少。由于相关电荷状态的数量随着长度的增加而呈指数增加，在多结阵列中，奇偶效应以与两结情况不同的方式表现出来。电荷无序的作用也被研究，因为这隐藏了许多否则会被观察到的宇称物理。尽管如此，我们看到，在低偏压下通过多结阵列的电流受到亚稳定偶宇称态形成的限制。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent superconducting quantum pump
我们展示了非绝热电荷泵利用超导岛和两个水库之间的相干振荡序列。我们的方法，基于脉冲量子态操纵，允许加速电荷泵的速率是有限的，由约瑟夫森能量给出的岛和水库之间的耦合。我们的实验和理论研究还表明，弛豫可以用来重置泵，并避免由于非理想的控制脉冲的误差积累。
2011-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kerr non-linearity in a superconducting Josephson metamaterial
本文详细地从实验和理论上分析了在弱非线性区中含有500个SQUID的一维约瑟夫森结链中等离子体模的色散和非线性克尔频移。测量的低功率色散曲线完全符合理论模型，如果我们考虑到克尔重整的裸频率和远程的岛电荷屏蔽的性质由一个远程接地平面。我们测量了链中八个最低模式的频率的自克尔位移和交叉克尔位移。我们比较测量的克尔系数与理论，并找到很好的协议。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Thouless pumping in Josephson junction arrays
受半导体-超导体异质结构进展启发，提出在电可调Josephson结阵列中实现Thouless量子泵浦的协议，数值分析了Rice-Mele和Harper-Hofstadter泵浦方案，验证了该系统作为量子模拟平台的灵活性与鲁棒性。
2023-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Broadband microwave spectroscopy of semiconductor nanowire-based Cooper-pair transistors
库珀对晶体管（CPT）是一个封闭在两个约瑟夫森弱连接之间的超导小岛，是各种超导量子线路的原子构件。利用栅极可调半导体沟道作为薄弱环节，与约瑟夫森隧穿相关联的能量尺度可以相对于岛的充电能量而改变，从而调整其电荷波动的程度。在这里，我们直接证明了这种控制映射的能级结构的CPT的砷化铟纳米线（NW）与超导铝壳。我们提取的相位偏置纳米线CPT的量子动力学的详尽建模的基础上的设备参数，并直接测量作为设备温度的函数的奇偶校验占用比，相关的超导和未来的拓扑量子比特。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Reciprocal Supercurrents in a Field-Free Graphene Josephson Triode
本文提出一种基于石墨烯约瑟夫森结网络的约瑟夫森三极管，通过施加控制电流打破时间反演对称性，在零磁场下实现了超过90%效率的非互易超导电流，并成功应用于方波整流，有望用于现代量子电路。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current in strongly correlated double quantum dots
研究了耦合到超导导线上的串联双量子点（DQD）的输运性质，重点研究了DQD中的Josephson电流和0- $π$跃迁，这些跃迁是由超导性、近藤物理和点间超交换相互作用之间的微妙相互作用引起的.通过调节超导能隙$Δ$和近藤温度$T_K$的相对强度$Δ/T_K$，研究了超导性和近藤物理之间的竞争，对于不同的超交换耦合强度，由点间隧穿$t$相对于点能级加宽$Γ$决定.我们发现强重整化的$t$，超交换耦合$J$的重要作用，和丰富的相图0和$π$结制度。特别是当超导性和交换相互作用都与近藤物理（$Δ\sim J\sim T_K$）竞争时，在大的超导相位差处会出现$π'$ -相位岛。
2010-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum circuits with multiterminal Josephson-Andreev junctions
该研究探究含多端Josephson-Andreev结的超导量子电路，通过单通道单能级模型分析不同构型，发现其可构建受噪声保护的量子比特，并指出规范选择对电路动力学描述的重要性。
2024-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunneling of Cooper pairs across voltage biased asymmetric single-Cooper-pair transistors
我们分析了跨压偏置非对称单库珀对晶体管的库珀对隧穿。当电容耦合和库珀对隧穿由岛之间的小约瑟夫森结提供时，还考虑了跨两个电容耦合的库珀对盒的库珀对隧穿。理论分析是在亚间隙电压，其中的电流-电压特性强烈依赖于宏观本征态的岛（S）和他们的耦合到耗散环境。作为环境，我们使用满足Re[Z]<<R_Q的阻抗和与Z串联的几个LC振荡器。将数值计算的I-V曲线与用非弹性库珀对隧穿探测介观SQUID的量子态的实验结果进行了比较。再现了观测到的I-V数据的主要特征。特别地，我们发现了库珀对盒的高激发态的能带结构的痕迹，以及在大约瑟夫森耦合制度下的两个库珀对盒之间的多光子过程的痕迹。
2006-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junction arrays as a platform for topological phases of matter
本文将超导体-半导体异质结构成的二维 Josephson junction arrays确立为物质拓扑相平台，通过打破时间反演对称性实现手性拓扑超导，并展示了难以被局部非拓扑效应模拟的输运特征。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single-charge devices with ultrasmall Nb/AlOx/Nb trilayer Josephson junctions
采用标准的Nb/AlOx/Nb三层膜制备了约瑟夫森结晶体管和线性结尺寸从200 nm到70 nm的50结阵列。制造工艺包括电子束光刻、干法蚀刻、阳极氧化和通过化学机械抛光的平面化。样品在低至25 mK的温度下进行表征。在一般情况下，所有的结都是高品质的，它们的I-U特性显示出低的漏电流和高的超导能隙值为1.35 meV。晶体管和阵列的特性在子带隙区域中表现出一些特征，这些特征与由于结之间的偏置电压的重新分配而导致的库珀对、准粒子及其组合的隧穿有关。晶体管样品的总岛电容范围为1.5 fF至4 fF，这取决于结的尺寸。由线性尺寸小于100 nm × 100 nm的结制成的器件在超导和正常状态下都表现出显著的单电子行为。我们还研究了晶体管和阵列样本的结电容的面积依赖性。
2004-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced coherence in superconducting circuits via band engineering
在被约瑟夫森结中断的超导电路中，能谱对不同岛上的偏移电荷的依赖性通过阿哈罗诺夫-卡希尔效应是$2e$周期性的，并且类似于反映约瑟夫森势对称性的晶体能带结构。我们表明，高次谐波约瑟夫森元件描述的$\cos(2φ)$能量-相位关系提供了更大的自由度来定制的约瑟夫森势的形状和设计具有多重峰的平带和狄拉克点在电荷布里渊区的频谱。平坦能带提供噪声不敏感的量子态，并且能带工程可以帮助提高系统的相干性。我们讨论了一个修改后的版本的磁通量子比特，实现原则上没有从电荷噪声退相干，并介绍了一个磁通量子，显示自旋一狄拉克频谱，同时引用强大的电荷和磁通噪声。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fully gapped superconductivity in magic-angle graphene Cooper-pair islands
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
在魔角扭转双层石墨烯中实现单片混合量子点器件，结合静电约束和可调超导性，展示超导岛和邻近量子点两种混合系统，用于研究平带超导与强库仑排斥的竞争。
2026-10-19 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field-induced parity effect in insulating Josephson junction chains
本文报道了在毫开尔文温度下外加磁场抑制超导能隙时，绝缘约瑟夫森结链输运特性中奇偶宇称效应的实验结果。主要特征是临界电压$V_c$的非单调依赖性，用于通过链的电荷传输的开始，其中奇偶交叉由奇偶字段$B^*$处的最大值$V_c$指示。我们还观察到一个独特的变化，在整个宇称过渡，库珀对占主导地位的运输低于$B^*$，让位于单电子占主导地位的运输高于$B^*$的传输特性。对于施加在超导铝膜平面上的场，发现在场$B^*_{||}$处发生宇称效应，使得超导能隙等于单电子充电能$Δ(B^*_{||})=E_C$。相反，垂直施加场的宇称效应可以发生在相对较低的场$B^*_\perp\simeq 2Φ_0/A_I$，仅取决于岛面积$A_I$。我们的研究结果提出了一个新的解释绝缘峰观察到的无序超导薄膜和一维带图案从这样的薄膜。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
