DC SQUID based on the mesoscopic multiterminal Josephson junction
为一种新型的介观四端SQUID器件提供了理论依据。所研究的系统由一个介观四端结，其中一对终端被纳入超导环和另一个是与运输电路连接。终端之间的非局域弱耦合导致相位拖曳效应和磁通量传输。本文研究了四端SQUID在外部参量、外加磁通量和输运电流控制下的行为。计算了临界电流和电流-电压特性随磁通量的变化关系。在非局域介观的情况下，它们不仅取决于所施加的磁通量的大小，而且还取决于其符号，从而可以测量外部磁场的方向。
2001-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Towards 4 formalisms description of properties of the unconventional Josephson junction and unconventional SQUIDs made by putting non-superconducting strip on the top of superconducting strip
本文提出了在超导带材上放置非超导带材的非常规约瑟夫森结（uJJ）的理论研究方法。我们工作的框架内的Ginzburg-Landau，Bogoliubov德Gennes和Usadel形式主义。对几种简单的情况，用数值方法求解了非线性偏微分方程。我们用GL和BdGe相结合的方法得到了uJJ的本征能。例我们预言了这种物理效应的发生，我们称之为拓扑迈斯纳效应。在此基础上，结合约瑟夫森结的研究现状，展望了uJJ的未来研究方向。
2010-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposal for a flux qubit in a dc SQUID with the $4π$ period Josephson effect
构建适合量子计算的量子比特仍然是一个值得注意的挑战。在这里，我们提出了一个超导磁通量子比特的直流SQUID结构，形成一个传统的绝缘体约瑟夫森结和拓扑纳米线约瑟夫森结与马约拉纳束缚态。零能马约拉纳束缚态在纳米线结中传输$4π$周期约瑟夫森电流。绝缘体结中的这种$4π$周期约瑟夫森效应和对流$2π$周期约瑟夫森效应之间的相互作用在SQUID中诱导双阱势能景观。结果，SQUID的两个最低能级与其它能级隔离。这两个能级显示了相互矛盾的循环超电流，因此可以用作通量量子比特。我们发现这种磁通量子比特具有对外部噪声稳定、对系统参数偏差的容忍度以及对大量数据的可扩展性等优点。此外，我们还演示了如何通过调整结参数来耦合这个通量量子比特与Majorana量子比特，以及如何使用这种耦合来操纵Majorana量子比特。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological rf-SQUID with a frustrating pi-junction for probing the Majorana Bound State
Majorana束缚态被预测为Kitaev模型的边界态。在这里，我们表明，一个π-约瑟夫森结，插入在一个拓扑非平凡的模型环，维持马约拉纳束缚态，这是强大的本地和非本地扰动。实际的结构可以基于高Tc超导体三晶体结构，类似于用于发现d波序参量的结构。马约拉纳束缚态的存在改变了基态的拓扑非平凡环在一个可测量的方式，相对于一个传统的。
2013-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Highly-Linear Proximity-Based Bi-SQUID Operating above 4 K
NEST, Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（意大利国家纳米科学研究所与比萨高等师范学院）；INFN Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；Quantum and Nano Technology Group, School of Chemical Engineering, The University of Adelaide（阿德莱德大学化学工程学院量子与纳米技术小组）
本文展示了一种基于双环Bi-SQUID架构、采用三个超导-正常金属-超导（S-N-S）结的高度线性超导量子干涉器件放大器，在液氦温度下表现出尖锐、对称且高度线性的磁通-电压传递函数，单元件无杂散动态范围超过60 dB。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High Temperature PI/2-SQUID
本文提出了一种利用高温超导体晶界结特性的新型DC-SQUID。以这样的方式选择晶界的取向，以在SQUID环中的两个约瑟夫森结的平衡相之间建立π/2（而不是0或π）相位差。利用该性质来增加SQUID的灵敏度和方向依赖性，以用于在没有附加通量产生线圈的情况下测量磁通量。
2001-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppression of the critical current of a balanced SQUID
本文对三个约瑟夫森结并联的平衡SQUID的临界电流与磁通量的关系进行了实验研究。与普通直流SQUID不同，临界电流的抑制不依赖于约瑟夫森结的确切参数。抑制基本上仅受SQUID回路的电感限制。我们证明了一个临界电流抑制比高于300的平衡SQUID的最大临界电流30 nA。
2007-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evidence for an anomalous current phase relation in topological insulator Josephson junctions
具有拓扑绝缘体弱连接的约瑟夫森结可以具有低能Andreev束缚态，从而产生偏离正弦行为的电流相位关系。特别感兴趣的是零能量马约拉纳束缚态，形成在相位差为$π$。在这里，我们报告了约瑟夫森结和包含拓扑绝缘体弱连接的超导量子干涉器件（SQUID）的干涉测量研究。我们发现，单结衍射花样和SQUID振荡的节点被提升，并且与化学势无关。在高温下，SQUID振荡恢复到常规行为，排除了不对称性。SQUID振荡的节点提升与低能量Andreev束缚态表现出非正弦电流相位关系是一致的，与具有常规正弦电流相位关系的状态共存。然而，在单结衍射图案中的有限节点电流表明可能由马约拉纳束缚态携带的超电流的异常贡献，虽然我们也考虑了不均匀性的可能性。
2015-06-01 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
Tapping-mode SQUID-on-tip Microscopy with Proximity Josephson Junctions
本文提出结合 AFM 与邻近结 nanoSQUID 的轻敲模式 SQUID-on-tip，实现无激光、无外部辐射下电流、磁性、耗散和形貌的同步纳米成像。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurements of Phase Dynamics in Planar Josephson Junctions and SQUIDs
该研究实验测量外延 InAs/Al 平面 Josephson 结与 SQUID 的随机相位动力学，揭示栅压和磁通可调的宏观量子隧穿—相位扩散渡越及相位锁定效应。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ratchet potential and rectification effect in Majorana fermion SQUID
受最近在自旋-轨道耦合纳米线和超导体的异质结构中实现马约拉纳费米子（MF）的实验进展的启发（V. Mourik等人，Science.1222360），我们研究了由包含MF的新型超导体-纳米线-超导体约瑟夫森结和常规超导体-绝缘体-超导体结形成的SQUID。结果表明，在两个电流方向上，SQUID的临界电流是不同的。由于非对称Josepshon电流形成了超导相动力学的棘轮势，所以当SQUID由交流电流驱动时，预期会有整流效应。这些新的属性，预计将是有用的探测难以捉摸的MF以及他们的动力学。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
π junction transition in InAs self-assembled quantum dot coupled with SQUID
本文报道了在超导量子干涉仪（SQUID）上测量了具有独特零维结构的InAs自组装量子点（SAQD）的输运性质。由于SQUID的几何结构，我们不仅通过背栅调节SAQD的能级，而且通过侧栅控制SAQD与电极之间的耦合，直接观察到电流相位关系中的π相移和指示π结行为的负超电流。我们的结果启发了新的未来量子信息设备，可以链接光学，自旋和超导状态。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall
The controllable pi - SQUID
我们研制并研究了一种新型的直流SQUID，它的各个约瑟夫森结的临界电流的大小和符号可以通过连接到结上的附加电压探针来控制。我们表明，作为施加的磁场的函数的SQUID的电压振荡的幅度可以被调谐，并且振荡的相位可以在0和$π$之间切换，在0.1 - 4.2 K的温度范围内，使用合适的控制电压。这相当于外加（n+1/2）个通量量子。
2001-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultra-Highly Linear Magnetic Flux-to-Voltage response in Proximity-based Mesoscopic bi-SQUIDs
超导双环干涉仪（bi-SQUID）已经被引入以产生专门设计为呈现作为磁通量的函数的超高线性电压响应的磁通量传感器。这些器件对于量子传感和对于在电磁波谱的射频范围内振荡的信号的信号处理是非常重要的。本文报道了一种基于近似介观Cu约瑟夫森结的Al双环双SQUID。这种方案提供了一种替代传统的基于隧道结的干涉仪的制造方法，其中结特性以及因此的磁通量-电压和磁通量-临界电流器件响应可以很大程度上且容易地通过金属弱连接的几何形状来定制。我们讨论了这样的传感器的性能，通过显示一个完整的表征的设备开关电流和电压降\textit{vs.}磁通量的操作温度范围从30 mK到$\sim 1$ K。文中还讨论了传递函数和总谐波失真的品质因数。后者提供了通量-电压器件响应的线性度的估计，其获得的值高达45 dB。这样的结果让我们预见到的性能已经对与传统的隧道结为基础的双SQUID阵列组成的数百个干涉仪实现。
2021-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Joint measurement of current-phase relations and transport properties of hybrid junctions using a three junctions SQUID
我们提出了一个测量超导结在正常态和超导态下的电流-相位关系和微分电导$dI/dV$的方案。这是使用直流超导量子干涉器件（dc SQUID）与两个约瑟夫森结在平行的设备进行调查和三个接触。作为演示，我们测量了小约瑟夫森结和碳纳米管结的电流-相位关系和$dI/dV$。在后一种情况下，在一个政权的纳米管是良好的传导，我们表明，我们发现的非正弦电流的相位关系是一致的理论的一个薄弱环节，使用传输提取的微分电导在正常状态。这种方法具有很大的希望，为今后的调查更奇异的结的电流-相位关系。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
The Voltage-Current Characteristic of high T_c DC SQUID: theory, simulation, experiment
本文对大电感（L> 100pH）高T_c直流SQUID的伏安特性进行了理论分析，并与计算机模拟和实验结果进行了比较。对称结的理论电压调制与已知计算机模拟的结果非常一致。研究表明，当临界电流超过某个阈值（约8微安）时，结的不对称性会导致电压调制的增加。低于该值，与对称情况相比，不对称导致电压调制的降低。与实验结果的比较表明，对于对称DC SQUID，电压调制的大部分实验值高于理论曲线，可以用非对称性来解释。它还解释了在小临界电流下位于曲线下方的实验点。然而，这些值的一个显着的一部分，位于曲线以下的结不对称性不能解释。
2005-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-loss tunable metamaterials using superconducting circuits with Josephson junctions
我们报告的实验与超导材料含有约瑟夫森结。在这些结构中，传统超材料中使用的开口环谐振器被超导回路取代，超导回路被约瑟夫森结中断，所谓的rf-SQUID。与开口环谐振器一样，这些元件可以被视为耦合到磁场的LC谐振器。超导薄膜超材料的优点在于，由于约瑟夫森结的可调谐的本征电感，可以通过施加外部直流磁场来改变rf-SQUID的谐振频率。我们目前的实验结果表明，这些设备的谐振频率的可调谐性。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the inductance of Josephson junction arrays without SQUIDs
本文提出无 SQUID 的单个 Al/AlOx/Al Josephson 隧道结阵列，利用退磁效应和 Fraunhofer 型干涉实现磁场可调电感，并演示阻抗在 4–8 kΩ 范围可调的传输线。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Optimizing the spin sensitivity of grain boundary junction nanoSQUIDs -- towards detection of small spin systems with single-spin resolution
我们提出了一个优化研究的自旋灵敏度的nanoSQUID的基础上，反向分流晶界约瑟夫森结。此外，dc SQUID包含一个狭窄的收缩，小的磁性粒子可以放置在该收缩上（其磁矩在SQUID环的平面内并垂直于晶界），以有效地将其杂散磁场耦合到SQUID环。最佳耦合位置与结的分离允许耦合因子$ϕ_μ$和结性质的独立优化。我们提出了不同的方法来计算$ϕ_μ$（放置在10 nm以上的收缩的磁性纳米粒子）作为一个功能的设备的几何形状，并表明，这些产生一致的结果。此外，通过数值模拟，我们得到的SQUID电感对我们的设备的几何参数的依赖性的一般表达式，这允许估计它们的影响的磁通噪声$S_Φ$的SQUID在热白噪声制度的频谱密度。我们的分析$S_Φ$和$ϕ_μ$的SQUID布局的几何参数的依赖性产生几个$μ_{\rm{B}}/\rm{Hz^{1/2}}$（$μ_B$是玻尔磁子）优化参数的自旋灵敏度$S_μ^{1/2}=S_Φ^{1/2}/ϕ_μ$，尊重技术约束。然而，通过与实验实现的设备相比，我们发现显着更大的值为测得的白通量噪声相比，我们的理论预测。尽管如此，对于优化的器件，$10\,μ_{\rm B}/\rm{Hz^{1/2}}$量级的自旋灵敏度似乎是现实的。
2014-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
SQUID pattern disruption in transition metal dichalcogenide Josephson junctions due to non-parabolic dispersion of the edge states
本文从理论上研究了以过渡金属二硫族化物之字形带为弱连接的约瑟夫森结。我们证明，边缘模式携带的超电流的空间分布决定了临界电流对垂直磁场的依赖性。我们探讨了这一发现，并分析了塞曼相互作用和轨道效应的磁场上的Andreev束缚态能量的影响。我们发现，自旋相反的边缘模式的费米速度的不相等导致的Andreev束缚态在磁场的存在下的异常移动。这表现在SQUID临界电流振荡的一个明显的修改时，两个相对的边缘的带是导电的，可以利用，以揭示在一个单一的约瑟夫森结设备中的Andreev束缚态的异常相移。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall
Phase-dependent microwave response of a graphene Josephson junction
嵌入微波环境中的门可调谐约瑟夫森结为原位工程和优化新型超导量子线路提供了一个有前途的平台。电路设计的关键量是结的相位相关复导纳，它可以通过用谐振电路感测rf SQUID来探测。在这里，我们研究了石墨烯为基础的约瑟夫森结作为一个原型门可调元件封装在一个SQUID环，电感耦合到一个超导谐振器工作在3 GHz。用一个简洁的电路模型描述了耦合系统的色散和耗散响应，我们提取了SQUID环的自屏蔽校正的相位相关结导纳。我们将导纳分解为电流-相位关系和相位相关损耗，由于这些量是由超导Andreev束缚态的光谱和种群动力学决定的，因此我们可以深入了解结中的微观输运机制。我们从理论上重现实验结果，考虑到一个短的，扩散结模型，考虑到安德烈耶夫光谱和电磁环境之间的相互作用，从中我们推导出的非平衡人口的寿命为~17 ps。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transparency-engineered SQUID cells for Kerr-free three-wave-mixing Josephson metamaterials
Università degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Consiglio Nazionale delle Ricerche, CNR-SPIN（意大利国家研究委员会 SPIN 研究所）；QuantWare（QuantWare 公司）；University of Sannio（桑尼奥大学）
本研究提出一种用于无克尔三次混频约瑟夫森超材料的透明度工程rf-SQUID单元，推导了无克尔条件，确定了工作脊线，为克尔抑制约瑟夫森行波参量放大器提供了设计原理。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage-current and voltage-flux characteristics of asymmetric high TC DC SQUIDs
我们报告的20个芯片上的高T $_C$ DC SQUID的传递函数和通量的变化，其中一半是故意的几何不对称的测量。所有这些SQUID都是使用标准的高T $_C$薄膜技术制造的，并且它们是单层SQUID，具有通过激光烧蚀沉积到MgO双晶衬底上的140 nm厚度的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-x}$膜，具有24 $^0$取向差角。对于每一个SQUID，它的固有不对称性参数，i。例如，直接独立地测量每个结的临界电流密度和电阻率。我们发现SQUID的电压-电流和电压-磁通特性在片上扩散的主要原因是SQUID的固有不对称性。我们发现，对于SQUID与一个相对较大的电感（$L>120 $ pH）的电压调制和传递函数是不是很敏感的结的不对称性，而SQUID与较小的电感（$L\simeq 65-75 $ pH）更敏感。所得结果对高T $_C$ SQUID阵列和光栅敏感器件的实现具有重要意义。
2009-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary Field Theory Approach to the Renormalization of SQUID Devices
我们证明了某些Josephson SQUID器件的量子特性可用边界正弦Gordon模型描述。我们的方法自然地描述了多结SQUID设备，当应用到一个单结SQUID（的rf-SQUID），它再现了已知的结果Glazman和Hekking。我们提供了一个详细的分析制度的rf-SQUID和两个约瑟夫森结SQUID设备（直流SQUID）。然后，我们计算的正常分量的SQUID设备的电流响应的外部施加的电压，并表明，描述的电流-电压特性函数的方程减少到众所周知的结果时，适当地选择红外截止。我们的方法有助于在超导器件、量子布朗运动、费米子量子线和更普遍的量子杂质问题之间建立新的有趣的联系。
2006-12-14 cond-mat.mes-hall hep-th
A Tunable Monolithic SQUID in Twisted Bilayer Graphene
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）拥有许多相关的物质状态，可以通过静电掺杂进行调整。超导电性引起了人们的广泛关注，其背后的机制也是一个积极讨论的话题。MATBG已经通过大量的传输和扫描探针实验进行了实验表征。这种材料也成为超导电子学的通用平台，正如单片约瑟夫森结的实现所证明的那样。然而，即使相位相干现象已被测量，没有控制的超导相已被证明到目前为止。在此，我们提出了一个超导量子干涉装置（SQUID）在MATBG，超导相位差是通过控制的磁场。我们观察到的临界电流的磁振荡，证明了长程相干同意与超导载流子的有效电荷为2 e。我们调整到不对称和对称的SQUID配置通过静电控制的临界电流通过结。利用这种可调谐性，我们研究了器件中的电感，发现值高达2μH。此外，我们还直接观察到器件的一个约瑟夫森结的电流-相位关系。我们的研究结果表明，在MATBG超导装置可以按比例放大，并用于揭示材料的性能。我们希望这能促进这种类型设备的更系统的实现，提高提取材料微观特征的准确性。我们还设想出现更复杂的设备，如相位滑移结或高动态电感检测器。
2022-01-31 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
Zeeman effect induced 0-$π$ transitions in ballistic Dirac semimetal Josephson junctions
在约瑟夫森结的夹层中具有有限动量的库珀对的结果之一是$π$结行为。有限动量可以是由于铁磁约瑟夫森结中的交换场，也可以是由于塞曼效应。本文报道了在$_{1-x}$三维狄拉克半金属基约瑟夫森结中观察到塞曼效应引起的0- $π$跃迁。来自在结的平面中施加的磁场的塞曼效应的大g因子允许将约瑟夫森结从0调节到$π$状态。这一点通过非对称超导量子干涉装置（SQUID）的外加磁场对临界电流调制的符号变化来揭示。此外，我们直接测量非正弦电流相位关系的非对称SQUID，符合弹道约瑟夫森输运模型。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal superconducting quantum interference device
超导量子干涉器件（SQUID）在一个闭环中包含两个超导体/绝缘体/超导体（SIS）约瑟夫森结，形成了目前可用的一些最灵敏的磁场和电场检测器的核心。这些应用中的SQUID通常在有限电压下工作，该电压通过交流约瑟夫森效应产生微波辐射。这种辐射可能会影响被测系统。我们在这里描述一种SQUID，其中约瑟夫森结由与超导体（S）良好电接触的普通金属（N）条形成。这样的SNS SQUID可以在有限的电压偏置下操作，其性能与传统的SIS SQUID相当或可能更好。然而，它们也允许一种新的操作模式，该模式基于约瑟夫森结的正常金属中准粒子电流和超导电流的不寻常相互作用。新方法允许测量SNS SQUID的临界电流的通量依赖性，而无需在SNS结上施加有限的偏压，从而在不产生微波辐射的情况下实现灵敏的通量检测。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
Influence of capacitance and thermal fluctuations on the Josephson diode effect in asymmetric higher-harmonic SQUIDs
本文理论研究了结电容与热涨落对包含高次谐波的非对称SQUIDs中Josephson二极管效应的影响，发现电容削弱二极管效应并引发回滞电流不对称等新特征，而热涨落导致涨落诱导电压及开关电流呈现强烈不对称。
2024-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-tunable thermoelectricity in a Josephson junction
超导隧道结是构成超导量子线路的基本单元，在量子传感和量子计算中有着广泛的应用。在以前的工作中，我们预测了在电子-空穴对称系统中存在非线性热电效应，即在两个不同超导体之间的热偏置隧道结中，约瑟夫森效应被抑制。在本文中，我们研究的相位相干贡献的热电效应的影响，通过调整的约瑟夫森耦合的大小改变磁通的直流超导量子干涉器件（dc-SQUID）。对于抑制约瑟夫森耦合，系统产生有限的平均热电信号，结合到振荡由于标准的交流约瑟夫森现象。在大的约瑟夫森耦合，热电感应振荡行为与零平均值的电流/电压的振幅和频率相关联的约瑟夫森耦合强度，并最终调谐的dc-SQUID的磁通量。总之，我们证明了能够控制的动力学自发破缺的电子空穴对称性。此外，我们计算如何施加到dc-SQUID和电路的集总元件的通量确定整个结构的热电信号的频率，我们设想一个频率调制应用。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
rf-SQUID measurements of anomalous Josephson effect
本文讨论了由嵌入具有不可忽略电感的超导环中的反常约瑟夫森结构成的rf-SQUID的响应。我们证明了一个适当的扫描面内磁场可以导致总通量和电流在设备中流通调制和表现滞后。分析了系统的阻尼响应作为在不同值的屏蔽参数的异常相移的函数，以突出可以观察到滞后行为的参数范围。证明了穿透SQUID环的磁通量进一步调制系统的滞后响应。此外，我们表明，异常相移可以方便地确定通过测量的平面外磁场，在该设备切换到电压状态和捕获的磁通量子的数量的变化。最后，我们比较了两种不同的设备配置，即，SQUID包括只有一个或两个异常结的响应。实验结果表明，该装置可有效地用于探测和测量反常约瑟夫森效应。
2020-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-tunable barrier in proximity Josephson junctions
我们报告的实验微米级正常的金属环连接的超导导线，样品的几何形状，使充分调制的热激活势垒与应用磁通量，类似于一个对称的量子干涉装置。我们发现，除了一个恒定的因素为5，调制的障碍可以很好地拟合的Ambegaokar-Halperin模型的一个constitutively分流结，这里扩展到邻近结通量可调耦合能量估计使用准经典理论。这一观察结果有助于理解邻近结中的热涨落效应，同时也可能导致量子干涉器件中前所未有的控制水平。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical effects of an unconventional current-phase relation in YBCO dc-SQUIDs
高温超导体中主要的d波配对对称性允许约瑟夫森结中的各种电流-相位关系，这在一定程度上是制造控制的。在这封信中，我们报告的直接实验观察到的非正弦电流相位依赖性的影响，在YBCO直流SQUID，同意系统的理论描述。
2003-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Proximity Effect of Planer Topological Josephson Junctions
脏超导结中的反常邻近效应是揭示拓扑超导体中Majorana束缚态和奇频库珀对的深刻本质的最引人注目的现象之一。受最近实验实现的平面拓扑约瑟夫森结的启发，我们描述了超导体/半导体混合体中的异常邻近效应，其中一个额外的脏正常金属段从拓扑约瑟夫森结延伸。拓扑约瑟夫森结中的拓扑相变伴随着附着的脏正常金属的低能输运性质的急剧变化。零偏置微分电导的量子化仅出现在拓扑非平凡相中，是由马约拉纳束缚态和奇频库珀对渗透到肮脏的正常金属段中引起的。因此，我们提出了一个实际的实验观察异常邻近效应。
2020-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunnel Spectroscopy of a Proximity Josephson Junction
本文介绍了横向超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结中邻近效应的隧道光谱实验。我们的薄弱环节是嵌入到一个超导（S）环，允许相位偏置的约瑟夫森结的外部磁场。我们探讨了温度和相位的依赖性的诱导微隙和修改的状态密度在正常（N）金属。我们的结果与基于准经典理论的扩散极限模型一致。该设备提出了一个先进的版本的超导量子干涉邻近晶体管（SQUIPT），现在达到3 nA的$/Φ_0$通量灵敏度，其中$Φ_0$是通量量子。
2011-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Self-consistent solution for proximity effect and Josephson current in ballistic graphene SNS Josephson junctions
我们使用紧束缚的Bogoliubov-de Gennes（BdG）形式自洽地计算了弹道石墨烯SNS约瑟夫森结中的邻近效应、约瑟夫森电流和局域态密度。短和长的结，相对于超导相干长度，被认为是，以及不同的掺杂水平的石墨烯。我们发现，自洽性并没有显着改变电流相位关系较早得出的短结使用非自洽Dirac-BdG形式主义，但预测一个显着增加的临界电流与更强的结长度依赖。此外，我们表明，在没有费米能级之间的N和S区域的不匹配的结超导性持续存在，即使在最长的路口，我们可以调查，表明在正常区域的发散金斯堡-朗道超导相干长度。
2008-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle entropy in superconductor/normal metal/superconductor proximity junctions in the diffusive limit
讨论了脏超导体-正常金属-超导体结的准粒子熵和热容。在短结的情况下，在超导银行中延伸的逆邻近效应在确定热力学量中起着至关重要的作用。在这种情况下，通常使用的近似可能违反超导和准粒子熵之间的热力学关系。我们提供了不同的几何参数的函数的分析和数值结果。热容量的定量估计可以与热电子器件或辐射传感器应用的设计相关。
2017-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooper pair splitting in diffusive magnetic SQUIDs
我们研究了具有弱连接的约瑟夫森结，弱连接由两个具有磁性的平行无序臂组成-铁磁，半金属或正常的磁性杂质。在长链接的情况下，约瑟夫森效应是由介观波动为主。在这种情况下，系统实现了具有样品依赖性$φ_0$和临界电流的$φ_0$结。两个臂之间的库珀对分裂起主要作用，并导致电流的$2Φ_0$周期性作为臂之间的通量的函数。我们计算的电流和它的磁通量和极化依赖的三种类型的磁性链接。
2018-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Noise of a superconducting magnetic flux sensor based on a proximity Josephson junction
我们演示了基于邻近效应（超导量子干涉邻近晶体管，SQUIPT）的混合超导磁强计的直流输运特性和磁通噪声的同时测量。噪声由工作在几MHz频率范围内的低温放大器探测。在我们的非优化器件中，我们实现了由探针隧道结的散粒噪声设置的最小通量噪声$\sim 4\;μΦ_0/Hz^{1/2}$。通过进一步优化SQUIPT参数，主要是使邻近结长度和截面最小化，可以改善磁通噪声性能。此外，实验表明，该装置可用于研究其他高阻抗非线性器件中的散粒噪声。该技术为测量包括SQUIPT器件在内的灵敏磁力计提供了机会，其功耗非常低。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum interference of edge supercurrents in a two-dimensional topological insulator
由二维拓扑绝缘体（TI）构成的约瑟夫森弱连接表现出超导量子干涉器件（SQUID）中的超导磁振荡。我们提出了一个微观理论的这种效果，超越了基于标准SQUID理论的方法。对于长结，我们发现了一个温度驱动的交叉从Phi_0周期SQUID类振荡到2 Phi_0准周期干涉图案与不同的峰值在偶数和奇数值的磁通量量子Phi_0=ch/2 e。这种行为在短结中是不存在的，其中主要干扰信号发生在零磁场。这两种类型的干涉图案揭示了无间隙（保护）Andreev束缚态。然而，我们发现，通常的超导电流通量的关系是深刻修改的多普勒效应的屏蔽电流，这已被忽视以前。我们的研究结果可以解释最近观察到的偶奇干涉图案在InAs/GaSb基TI约瑟夫森结和发现未开发的纳米SQUID的操作制度。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Asymmetric higher-harmonic SQUID as a Josephson diode
本文理论研究含不同电流-相位关系的非对称双结 SQUID，证明二次谐波可产生磁通可调的约瑟夫森二极管效应，并分析交流驱动下 Shapiro 尖峰与台阶的方向非对称性。
2023-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable backaction of a dc SQUID on an integrated micromechanical resonator
我们测量了直流超导量子干涉仪（SQUID）位置探测器在集成的1MHz弯曲谐振器上的反作用。微机械谐振器的频率和品质因数可以通过偏置电流和施加的磁通量来调节。反作用是由谐振器位移时循环电流的变化引起的洛伦兹力引起的。实验特征再现的数值计算使用的电容和电容并联结（RCSJ）模型。
2010-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the proximity effect in a superconductor-graphene-superconductor junction
我们已经在原位调谐的邻近效应在一个单一的石墨烯层耦合到两个Pt/Ta超导电极。通过器件的退火电流改变了电极/石墨烯界面的透射系数，增加了多次Andreev反射的可能性。重复的退火步骤改善了接触，足以在石墨烯中诱导约瑟夫森电流。
2009-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effects and Andreev reflection in mesoscopic SNS junction with perfect NS interfaces
本文报道了用6 nm厚的超导多晶PtSi薄膜制作的超导薄膜-普通金属丝-超导薄膜（SNS）结的低温输运测量结果。研究了两种不同长度L=1.5 $μ$ m和L=6 $μ$ m，宽度W=0.3 $μ$ m的普通金属丝结构。零偏置电阻下降有关的对电流邻近效应，观察到所有的结，而次谐波能隙结构起源于相位相干的多个Andreev反射只发生在SNS结与短线。
1999-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-tunable Josephson Effect in a Four-Terminal Junction
本研究基于InSbAs二维电子气构建相位可调四端约瑟夫森结，观测到非局域约瑟夫森效应，同时发现两端结阵列可复现多端结的多数电流-相位特征，指出该特征不足以作为安德列夫束缚态杂化引发的真多端约瑟夫森效应的证据。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-phase relation of ballistic graphene Josephson junctions
约瑟夫森结（JJ）的电流-相位关系（CPR）决定了超导电流随结内超导相位差的变化规律。了解CPR对于了解JJ对各种外部参数的反应至关重要。尽管对超洁净封装的石墨烯JJ的兴趣越来越大，但这种结的CPR仍然未知。在这里，我们使用完全门可调的石墨烯超导量子干涉器件（SQUID）来确定弹道石墨烯JJ的CPR。SQUID中的两个JJ中的每一个都是由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的。通过独立控制JJ的临界电流，我们可以在对称或非对称配置中操作SQUID。高度不对称的SQUID允许我们对其中一个JJ进行相位偏置，从而直接获得其CPR。CPR被发现是偏斜的，显著偏离正弦形式。偏斜度可以用栅极电压来调谐，并且与弹道石墨烯腔的法布里-珀罗电阻振荡反相振荡。我们比较我们的实验与紧束缚计算，其中包括现实的石墨烯超导体界面，并找到一个很好的定性协议。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Signatures of edge states in antiferromagnetic van der Waals Josephson junctions
本研究报道NbSe2/NiPS3/NbSe2范德华约瑟夫森结呈现SQUID行为，归因于超导与反铁磁自旋纹理的相互作用，边缘局域态主导输运，为高磁场无光刻SQUID提供新途径。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooper pair splitting in ballistic ferromagnetic SQUIDs
我们考虑半金属铁磁臂内的自旋过滤弹道SQUID。在这种情况下，单线态库珀对不能通过臂，因此约瑟夫森电流完全是由于库珀对分裂，两个电子进入不同的干涉仪臂。为了阐明由于分裂库珀对引起的约瑟夫森输运机制，我们假设臂在短结极限下是单沟道导线。系统的不同几何形状（由臂的长度和在臂之间分裂期间由准粒子获得的相位确定）导致SQUID特性（Andreev能级、电流-相位关系和临界约瑟夫森电流）作为两个控制参数（外部磁通量和两个自旋过滤器的取向差）的函数的定性不同的行为。电流-相位关系可以改变其幅度和形状，特别是，转向π结形式或获得额外的过零点。临界电流可以成为自旋过滤器的取向差和磁通量（在半周期上）的非单调函数。与常规SQUID相比，相对于磁通量的周期性加倍。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal fluctuations and flux-tunable barrier in proximity Josephson junctions
约瑟夫森结中的热涨落效应通常在热激活的背景下使用Ambegaokar-Halperin（AH）理论来分析。“增强”的波动，表现为扩大的电流-电压特性，以前已经发现的接近约瑟夫森结。在这里，我们报告的测量微米级正常的金属环与薄超导电极接触，非常规的环路几何形状，使调谐的结势垒与施加的通量;对于某些几何形状，障碍可以有效地消除。当穿过正常金属环的磁通量接近奇数半整数磁通量量子时，以及对于具有较薄超导电极的设备，观察到更强的波动。这些结果表明，激活势垒，这是约瑟夫森耦合能量的邻近结，是不同于传统的约瑟夫森结。简单的一维准经典理论可以预测由于环结构的干涉效应，但如果不考虑样品尺寸的细节，则无法计算耦合能量的确切大小。这样，该系统的物理性质类似于细超导导线中的相位滑移过程。除了揭示邻近结中的热涨落之外，这里的发现还展示了一种新型的超导干涉装置，其具有在装置两侧共享相同SN界面的两个正常分支，这对于制造对称干涉装置具有技术优势。
2011-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Ferromagnet/Superconductor Junctions and the Proximity Effect
我们测量了亚微米铁磁体（Ni）与介观超导体（Al）接触时的电输运。在测量的几何形状中，界面和铁磁体是分开测量的。铁磁体本身没有表现出明显的超导邻近效应，但铁磁体/超导体界面表现出很强的温度，场和电流偏置依赖性。这些效应取决于铁磁体在界面附近产生的局部磁场分布。我们发现，温度依赖性可能适合于一个修改后的版本的Blonder-Tinkham-Klapwijk理论的正常超导体输运。
2000-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Transport in Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Diffusive Junctions: Interplay between Proximity Effect and Ferromagnetism
发展了扩散超导体/弱铁磁体/超导体（SFS）结的I-V特性理论。我们表明，交换场$h$的铁磁体表现为一个额外的电导峰在$eV \sim Δ+h$在相位相干制度，当无扰能量的超导序参量的顺序。过剩电流表现出对交换场的非单调依赖性和非平凡的温度行为，这强烈地受到交换场的温度依赖性的影响。
2006-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A high performance Nb nano-SQUID with a three-dimensional structure
超导量子干涉仪（SQUID）是一种小型化到纳米尺度的超导量子干涉仪，在单电子自旋的感应探测中具有广阔的应用前景。在单次自旋共振测量中，非常需要具有强自旋耦合系数、低通量噪声和宽工作磁场范围的纳米SQUID。具有Dayem桥结的纳米SQUID在高工作场范围和从自旋到桥的直接耦合中表现出色。然而，纳米SQUID的共同平面结构是已知的问题，如浅的通量调制深度和麻烦的电流-电压曲线中的滞后。在这里，我们开发了一种制造工艺，用于创建三维（3-D）铌（Nb）纳米SQUID与纳米桥结，可以独立调整。器件的表征显示高达45.9%的调制深度，具有可逆的电流-电压曲线。由于调制深度大，测量的磁通噪声低至0.34 μΦ $_0$ /Hz $^{1/2}$。SQUID的工作场范围大于0.5T，平行于SQUID平面。我们相信，3-D Nb纳米SQUID提供了一个有前途的一步，有效的单自旋感应检测。
2016-12-24 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade and Coherent Single-Cooper-Pair Tunneling in Single Josephson Junctions
我们测量了小电容单约瑟夫森结在低温（T < 0.04 K）下的电流-电压特性，其中单结与电磁环境之间的耦合强度由一维直流SQUID阵列控制。当SQUID阵列的零偏电阻远高于量子电阻h/e^2 = 26 kohm时，我们清楚地观察到库珀对隧穿的库仑阻塞，甚至出现了负微分电阻区。负微分电阻是单个约瑟夫森结中相干单库珀对隧穿的证据。
2001-05-28 cond-mat.mes-hall
