Quantum instability in a dc-SQUID with strongly asymmetric dynamical parameters
一个经典系统在零温度下不能脱离亚稳态。然而，由经典自由度和量子自由度组成的复合系统可以通过一个连续的过程将自己拖出亚稳态。该序列开始于量子分量的隧穿，然后触发保持经典部分的捕获势的扭曲。只要这种畸变足够大，使亚稳态变成不稳定态，经典分量就可以逃逸。这一过程使人想起著名的穆恩希豪森，他讲述了一个故事，说他抓住自己的头发把自己从沼泽地里拉出来，从而使自己免于沉没-因此我们把这种衰变称为“穆恩希豪森效应”。我们表明，这样一个复合系统可以方便地研究和实施的dc-SQUID具有不对称的动力学参数。我们确定该系统的动态相图的各种选择的结参数和系统的准备工作。
2008-12-21 cond-mat.supr-con
Fluxon mobility in an asymmetric SQUID array
研究了直流偏置非对称三结超导量子干涉器件（SQUID）阵列中的磁通子动力学。SQUID阵列由离散双sine-Gordon方程描述。这个方程似乎具有一组有限的速度，在该速度下通量子以恒定的形状传播而没有辐射。这些速度的签名出现在阵列的相应电流-电压特性上，作为不可访问的电压间隔（间隙）。临界脱钉电流具有作为不对称参数（SQUID的左和右结的临界电流的比率）的函数的明确的最小值，这与Peierls-Nabarro势的最小值一致。
2014-11-21 cond-mat.supr-con nlin.PS
Limitations of the current-phase relation measurements by an asymmetric dc-SQUID
本文通过基于3D拓扑绝缘体Bi₂Te₂Se的混合约瑟夫森结实验，揭示了非对称直流SQUID测量电流-相位关系的局限性，指出测量准确性取决于CPR导数的不对称性而非临界电流，并为准确测量提供了新思路。
2023-02-06 cond-mat.supr-con
Traveling Wave Parametric Amplifier based on a chain of Coupled Asymmetric SQUIDs
提出了一种由耦合的非对称超导量子干涉器件链构成的传输线构成的行波参量放大器。这种传输线的独特性质是其非线性可以用外部磁通量来调谐，甚至可以改变符号。传输线的这一特征可用于在简并四波混频过程中执行相位匹配，该过程可用于在存在强泵浦的情况下对弱信号进行参量放大。TWPA设计的数值模拟已经表明，通过调谐，可以实现相位匹配，并且可以实现作为传输线长度的函数的指数增益。所提出的设计的灵活性可以实现：紧凑的TWPA小于211个单元，信号增益大于20 dB，3 dB带宽大于5.4 GHz，饱和功率高达-98 dBm。这种放大器设计非常适合于量子线路或天文探测器的多路复用读出，其紧凑的配置可以促进片上实现。
2015-09-15 cond-mat.supr-con
Microwave-Tunable Diode Effect in Asymmetric SQUIDs with Topological Josephson Junctions
本文研究由拓扑约瑟夫森结与平庸约瑟夫森结构成的非对称SQUID中的约瑟夫森二极管效应，揭示分数约瑟夫森效应在磁场下的表现、极性翻转机制及微波功率对二极管极性的可调性。
2024-09-04 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
Superconducting quantum interference device without Josephson junctions
本文提出了一种新型的超导量子干涉器件（SQUID），它是基于一个无约瑟夫森结的超导单回路，电流引线采用非对称连接。这种SQUID具有制作简单、磁通量灵敏度高等优点。为了证实制作这种SQUID的可能性，测量了电流引线不对称连接的铝环中临界电流与磁场的关系。
2014-03-27 cond-mat.supr-con
Time reversal symmetry breaking and zero magnetic field Josephson diode effect in Dirac semimetal Cd3As2-mediated asymmetric SQUIDs
本文在Cd3As2介导的非对称SQUID中观测到零磁场Josephson二极管效应，指出表面与体超导通道间的相位耦合打破时间反演对称性是其成因，对超导电子电路应用具重要意义。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
Kinetic inductance and voltage response dependence on temperature: Asymmetric dc SQUID case study
本文通过非对称直流SQUID研究动态电感与电压调制深度随温度、几何结构和偏置电流的变化规律，揭示了薄膜厚度、轨道宽度及偏置电流对器件温度工作范围和灵敏度的影响。
2023-07-04 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Robust and Symmetric Magnetic Field Dependency of Superconducting Diode Effect in Asymmetric Dirac Semimetal SQUIDs
本文在分子束外延生长的 Dirac 半金属 Cd3As2 薄膜非对称 SQUID 中实现了鲁棒且磁场对称的超导二极管效应，发现开关电流差在 ±10 mT 磁场内与强度和极性无关，推测其源于螺旋自旋织构。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
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
Metastable states and hidden phase slips in nanobridge SQUIDs
我们制作了一个由一个纳米桥弱连接和一个Dayem桥弱连接组成的非对称纳米SQUID。这些特殊的薄弱环节的电流相位关系的特点是多值性和线性。虽然后者是负责一个特定的磁场依赖性的临界电流（所谓的涡菱形），前者使不同的涡状态（相绕组数）存在于一个磁场值的可能性。在实验中，观察到的临界电流值在本质上是随机的，不一定与最低能量状态相关的电流一致，并且严格取决于测量条件。在这项工作中，我们解开了观察到的亚稳态的起源，作为在冻结过程中发生的相动力学的结果，而扫描电流。此外，我们采用特殊的测量协议来准备所需的涡度状态，并确定（隐藏）的相位滑移动力学统治这些纳米器件的检测状态。为了深入了解凝聚态的动力学，更具体地说，隐藏的相位滑移，我们进行了时间相关的金兹伯格-朗道模拟。
2022-04-29 cond-mat.supr-con
Efficiency of the SQUID Ratchet Driven by External Current
本文从理论上研究了由三个电容并联的约瑟夫森结构成的非对称超导量子干涉器件的效率。SQUID由外部磁通量穿过，并由恒定（dc）和时间周期（ac）分量的外部电流驱动。该系统作为一个非平衡棘轮的直流电压与外部电流作为能源的SQUID。我们分析了由外部电流提供的功率，发现它强烈地依赖于热噪声和外部磁通量。我们探索的系统参数的空间，揭示了一组SQUID效率是全球最大的。我们检测到的热噪声增强效率的有趣的功能，并显示如何可以通过调整外部磁通量的设备的效率。
2015-02-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Evidence for the E_2u model of the superconducting order parameter in UPt_3 from Josephson interferometry
本文给出了UPt_3-Cu-Pb约瑟夫森结和SQUID中临界电流随外加磁场调制的数据。结是在UPt_3单晶抛光表面上制备的。所得衍射图案的形状提供了关于超导序参量的相敏信息。我们的角结数据显示相对于磁场的非对称图案，指示复杂的序参量，并且我们的结和SQUID测量都指向Pi的相移，支持序参量的E_2u表示。
2009-07-01 cond-mat.supr-con
Josephson phase diffusion in the SQUID ratchet
本文研究了非对称SQUID在外加磁通量和时间周期电流作用下约瑟夫森相的扩散。我们分析了相位扩散和质量之间的关系，其特征在于跨SQUID的直流电压和设备的效率的运输。在这样做时，我们专注于先前报道的机制[J.Spiechowicz和J.J.Jubuczka，New \textbf{17}，023054（2015）]，SQUID的效率达到全局最大值。对于长时间，相位的均方位移是时间的线性函数，这意味着扩散是正常的。它的系数很小，表明相当规则的相演变。然而，可以通过调整实验上可获得的参数（如交流电流或外部磁通量的幅度）来放大\emph{several times}。最后，我们证明，在确定性的限制，这一制度基本上是\emph{non-chaotic}，并拥有一个意想不到的简单的吸引子。
2015-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Josephson interferometer in a ring topology as a symmetry prove of Sr_2RuO_4
本文从理论上研究了由$s$波超导体和Sr $_2$ RuO $_4$组成的两种SQUID中的约瑟夫森效应。结果表明临界约瑟夫森电流对外加磁场的响应随SQUID的类型和对对称性的不同而不同。在$p_x+ip_y$波对称的情况下，角SQUID中的临界电流在临界温度附近成为磁场的非对称函数。我们的结果很好地解释了最近的实验发现[纳尔逊等。等人，Science \textbf{306}，1151（2004）]。我们还讨论了手征畴对临界电流的影响。
2005-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The effect of bias current configuration on the performance of SQUID arrays
超导电子器件的设计涉及到对电路中所有元件的仔细研究，包括超导偏置引线，然而，偏置电流引线对器件性能的影响以前没有得到解决。在这项工作中，我们介绍了一个理论模型的二维超导量子干涉器件（SQUID）阵列能够模拟不同的偏置电流配置的设备的响应。首先，我们比较了均匀偏置和中心偏置SQUID阵列的电压与磁通量的响应，最大传递函数和电压调制深度。然后，我们计算的时间平均磁通分布的一维和二维中心偏置阵列。最后，我们研究了两种偏置电流配置的性能取决于阵列尺寸，屏蔽参数，热噪声强度和动态自感分数。我们的计算显示：（1）中心偏置一维并联SQUID阵列由于磁通量分布不对称而呈现出异常的电压响应，（2）中心偏置阵列的最优传递函数强烈依赖于并联结数，（3）当串联结数超过并联结数时，中心偏置阵列的性能接近均匀偏置阵列;（iv）虽然屏蔽参数和热噪声强度明显地影响器件性能，但动力学自感分数似乎仅起次要作用。
2023-03-09 cond-mat.supr-con physics.app-ph
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
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
High magnetic field stability in a planar graphene-NbSe$_2$ SQUID
本研究构建了原子级厚度的全范德华平面石墨烯-NbSe$_2$ SQUID，该器件在高达4.5 T的面内磁场下稳定，可实现纳米级平面偏差检测，还提出提取非对称电流分布的数值方法及双结新应用，发现了高稳定优选电导通道。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
Paramagnetic effect in YBaCuO grain boundary junctions
用射频测量和扫描SQUID显微镜对YBaCuO晶界约瑟夫森结的磁响应进行了详细的研究。在一个名义上零场冷却制度，我们观察到一个顺磁响应在低外场为45度不对称晶界。我们认为，所观察到的现象的d-波序参量对称性的结果，并依赖于Andreev束缚态。
2003-06-29 cond-mat.supr-con
Bouncing transient currents and SQUID-like voltage in nano devices at half filling
非对称连接的纳米环在突发激发和恒定电流条件下表现出不同的量子干涉现象。在这里，我们对比了由突然偏置引起的瞬态电流与恒定电流下的磁效应。排斥性杂质可以导致其中一个臂中的电荷积聚和反向电流尖峰。此外，它可以引起从层流到旋涡的转变，也改变了旋涡的手征性。这些器件的磁行为也非常奇特。那些由奇数个原子组成的纳米电路与由偶数个原子组成的纳米电路相比，其行为方式完全不同。具有奇数个站点连接到足够长的对称导线的电路是抗磁性的;即使在没有电子-声子和电子-电子相互作用的情况下，它们也显示由多体对称性引起的半通量周期性。原则上，人们可以在没有超导体的情况下操作一种新的量子干涉装置。由于没有间隙，也没有临界温度，因此可以定性地预测在室温和室温以上的相同行为，尽管电流减小。另一方面，具有偶数位点数的电路是顺磁性的。
2009-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable $\pmφ$, $φ_0$ and $φ_0\pmφ$ Josephson junction
本文研究了具有非对称电感和非对称临界电流的0- $π$直流超导量子干涉器件。把这种直流SQUID看作一个两端的黑盒子，计算了它的有效电流-相位关系$I_s(ψ)$和约瑟夫森能量$U(ψ)$，其中$ψ$是两端的约瑟夫森相位.我们发现，有一个域的参数，黑盒子具有退化的基态相位$ψ=\pmφ$的$φ$ JJ的属性。$φ$结构域相当大，因此可以很容易地通过实验构建$φ$ JJ。我们推导出当前的相位关系，并表明，它可以通过施加外部磁通量，导致系统之间的连续过渡与静态解决方案$ψ=\pmφ$，$ψ=φ_0$（$φ_0 \neq 0,π$），甚至$ψ=φ_0\pmφ$调谐\emph{in situ}。$φ_0$对外加磁通量的依赖关系不是$2π$（单磁通量量子）周期性的。
2015-06-02 cond-mat.supr-con
AC-flux-driven SQUID diode spectroscopy as a probe of current-phase relations
Istituto di Struttura della Materia of the National Research Council（国家研究委员会结构材料研究所）；Ankara University（安卡拉大学）；Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）；Institute of Physics, H. Cavid 33, Baku（巴库H.卡维德33号物理研究所）；Khazar University（哈扎尔大学）；B. Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院B.维尔金低温物理与工程研究所）；Ankara University, Superconductor Technologies Application and Research Center（安卡拉大学超导技术应用研究中心）；FLUXONICS—The European Foundry for Superconducting Electronics e.V.（FLUXONICS欧洲超导电子铸造协会）
提出通过交流磁通驱动的非对称直流SQUID二极管效应探测约瑟夫森结电流-相位关系的高次谐波，利用Kapitza微扰和Jacobi-Anger平均解析了不同谐波的贝塞尔函数特征，并通过数值模拟验证了其在过阻尼和欠阻尼下的鲁棒性。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Non-Hermitian superconducting diode effect
本研究在超导量子干涉器件中引入非厄米性，通过耦合约瑟夫森结至无隙电子库，实现了非厄米超导二极管效应，并分析了其直流与交流偏置下的特征。
2025-08-07 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
Josephson junction ratchet: effects of finite capacitances
本文研究了非对称SQUID中的输运，该SQUID由三个电容并联的约瑟夫森结组成，其中两个串联在一个臂上，另一个串联在另一个臂上，外加磁通量，系统同时受到时间周期和恒定电流的作用。我们制定的确定性，以及，SQUID的随机动力学的Stewart-McCumber模型的条款，并推导出一个方程的相位差在一个手臂，其中有效的周期电位是棘轮型，即其反射对称性被打破。在这样做时，我们扩展和推广Zapata等人的早期研究。77，2292（1996）]，并在宽参数范围内分析定向输运：覆盖过阻尼到中等阻尼范围，直到其完全欠阻尼范围。因此，我们检测到有趣的功能的负（差分）电导，重复的电压反转，噪声引起的电压反转和热噪声引起的棘轮电流。我们确定了一组参数的棘轮效应是最明显的，并显示如何可以通过定制的外部磁通量控制的方向的运输。
2014-08-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Current-phase relation of a short multi-mode Bi2Se3 topological insulator nanoribbon Josephson junction with ballistic transport modes
本研究通过SQUID技术提取Bi2Se3纳米带约瑟夫森结的电流-相位关系，发现其偏离正弦且偏斜度超过扩散极限，证明超电流主要由弹道拓扑表面态携带，为利用三维TI表面态器件设计提供关键依据。
2023-04-24 cond-mat.supr-con
Two-photon coupling via Josephson element II: Interaction dressing, cross-Kerr coupling, and limits of low-energy bosonic model
Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院博戈留博夫理论物理研究所）；Institute of Physics of the National Academy of Sciences（乌克兰国家科学院物理研究所）
研究对称超导量子干涉仪介导的相互作用及其重整化，以及低能玻色子模型在耦合相位量子比特中的适用性。发现交叉凯尔耦合在玻色子双光子极限下不为零，因量子比特势能不对称性和耦合器非线性导致。
2026-05-08 cond-mat.supr-con quant-ph
