Existence and stability analysis of finite 0-$π$-0 Josephson junctions
我们分析和数值研究了有限域上具有两个$π$不连续点的约瑟夫森结，其特征在于结的相位差中$π$的跳跃，即0- $π$-0约瑟夫森结。该系统是由一个修改的sine-Gordon方程。我们证明了存在一个不稳定区域，在该区域中半流激子将自发产生。使用的哈密顿能量表征，它示出了如何存在的静态semifluxons取决于结的长度，面的长度，和所施加的偏置电流。讨论了半流子的临界本征值。数值模拟，伴随着我们的分析结果。
2009-03-09 cond-mat.supr-con
Semifluxons in Superconductivity and Cold Atomic Gases
约瑟夫森结和结阵列是研究得很好的超导器件。利用外部磁场，人们可以调制长结中的相位，并产生磁通量的行进孤波，称为磁通子。如今，也可以制造两种不同类型的结：根据临界电流密度的符号，它们被称为0结或π结。反过来，通过连接两个这样的结来形成0 π结。结果，在0 π边界处，获得了分数磁通量的钉扎约瑟夫森涡旋。在这里，我们分析这种安排的超导结的上下文中的原子玻色子量子气体，在双阱阱中的两个状态的原子以类似的方式耦合。在那里，一个全光学0 π约瑟夫森结是由一个复值拉比频率的相位创建的，我们推导出一个离散的四模式模型，这种情况下，它定性地类似于一个半流激子。
2008-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional vortex in asymmetric 0-$π$ long Josephson junctions
我们考虑一个无限长的0- $π$约瑟夫森结，它由具有不同临界电流密度$j_{c,0}$和$j_{c,π}$的0和$π$区组成。这种结的基态对应于自发形成的非对称半流激子，其尾部在不同的长度尺度上衰减。我们计算了这种分数涡旋的脱钉电流，并表明它是不同的正，负偏置极性。我们还表明，在应用程序的偏置电流，分数通量（拓扑电荷）与涡旋的变化。我们计算了当偏置从负临界值变为正临界值（去钉扎）时与涡旋相关的分数通量的范围。
2013-03-25 cond-mat.supr-con
Fluctuation Dominated Josephson Tunneling with a Scanning Tunneling Microscope
我们证明约瑟夫森隧道在真空隧道结之间形成的超导扫描隧道显微镜尖和铅膜，结电阻在50-300 k $Ω$。我们表明，超导相动力学是由热涨落，约瑟夫森电流出现在小的有限电压为中心的峰值。在微波场（f=15.0 GHz）的存在下，峰值的幅度减小，并随着射频功率的增加而向更高的电压移动，这与理论一致。
2001-03-10 cond-mat.supr-con
Josephson tunneling and nanosystems
分析了纳米团簇之间的约瑟夫森隧穿。电子能谱的离散性质，包括它们的壳层排序，被明确地考虑在内。处理考虑了两种不同的情况下，共振和非共振隧穿。结果表明，电流密度大大超过了传统理论所讨论的值。纳米粒子被证明是有前途的构建块纳米材料为基础的隧道网络。
2010-06-10 cond-mat.supr-con
Phonon assisted tunneling in Josephson junctions
导出了存在电子-声子相互作用时的附加亚带隙电流的表达式。我们发现，声子辅助隧穿导致出现峰值的电流-电压特性对应的拉曼激活声子的约瑟夫森频率。所获得的结果与实验观测的关系进行了讨论。
1998-12-30 cond-mat.supr-con
Theory of macroscopic quantum tunneling with Josephson-Leggett collective excitations in multi-band superconducting Josephson junctions
集体激发揭示了超导态的基本性质和潜在应用。本文从理论上研究了多带超导体组成的约瑟夫森结中的宏观量子隧穿（MQT），重点研究了由带间涨落引起的相位模：约瑟夫森-莱格特（JL）集体激发模。利用时间路径积分方法，我们推导出低温开关事件的MQT逃逸率公式。我们阐明了JL模对MQT有两个主要的影响：（i）零点涨落增强了逃逸率，（ii）由与规范不变相位差耦合引起的量子耗散抑制了量子隧穿。我们发现，增强超过了抑制的结参数范围很广。这种增强源于隧道变量和带间涨落之间的单模相互作用。
2014-05-23 cond-mat.supr-con
Imaging the Spatial Form of a Superconducting Order Parameter via Josephson Scanning Tunneling Spectroscopy
受最近实验的启发，我们研究了s波超导体中的约瑟夫森扫描隧道光谱。我们表明，空间振荡的超导序参量引起的缺陷，可以通过空间成像的临界约瑟夫森电流的本地测量，提供了前所未有的洞察超导的性质。约瑟夫森电流的空间形式反映了缺陷的性质，并可用于探测从$S=0$到$S=1/2$基态的缺陷诱导相变。
2017-01-03 cond-mat.supr-con
Excitonic Josephson effect induced by interlayer tunneling current: robust evidence for exciton condensation
约瑟夫森效应可以被认为是激子凝聚的一个显著表现。有人建议通过施加层间隧穿电流来调节双层激子的凝聚相。Huang { \it et al} [Phys. Rev. Lett. $\bf 109$，156802（2012）]证明了在任一边缘处的层间隧穿电流的临界值可以通过在另一边缘处传递第二层间隧穿电流来控制。我们成功地将这种新颖的耦合归因于由隧道电流产生的相对相位引起的激子约瑟夫森效应，并表明黄的实验是激子凝聚的非常有力的证据。我们进一步提出了一个新的建议：存在一个临界约瑟夫森电流，超过这个临界电流，约瑟夫森耦合崩溃，外部电流倾向于转换成边缘态电流，以满足黄在$\pm$ 16 nA以上的第二隧道电流的观察--两个边缘的突然去耦伴随着一个大的边缘间电压。此外，我们还提出了一种通过测量环形激子约瑟夫森结的感应磁场来检测约瑟夫森电流的可行性建议。这一工作不仅解决了激子凝聚识别的长期不确定性，而且为激子凝聚的研究开辟了一个新的方向。
2022-02-05 cond-mat.supr-con
Theory of vortex structure in Josephson junctions with multiple tunneling channels: Vortex enlargement as a probe of $\pm s$-wave superconductivity
本文从理论上研究了由多个超导能隙引起的多隧道约瑟夫森结中的约瑟夫森涡旋结构。从考虑多个隧穿通道的自由能导出“耦合sine-Gordon方程”，我们研究了两种典型的情况，一种是由多能隙超导体、绝缘体和单能隙超导体组成的异质结，另一种是由两个相同的多能隙超导体形成的晶界结。然后，我们揭示了在两种情况下，$\pm s$波超导的Josephson涡旋磁场分布比s波超导的Josephson涡旋磁场分布更大，而序参量之间没有符号变化。其机制归因于多个约瑟夫森电流的抵消。我们显示这样一个异常的约瑟夫森涡，并建议如何评估扩大。
2010-01-05 cond-mat.supr-con
MiTMoJCo: Microscopic Tunneling Model for Josephson Contacts
MiTMoJCo（Microscopic Tunneling Model for Josephson Contacts）是一个基于微观隧穿理论的超导约瑟夫森接触模型的C语言程序。该代码提供了一个计算要求高的部分，这一计算，即评估超导对和准粒子隧道电流从给定的隧道电流幅度（TCAs）的结材料的特征。MiTMoJCo提供了一个用于常用Nb-AlOx-Nb和Nb-AlN-NbN结的预先计算的TCA库，一个用于开发定制TCA的Python模块，用于提取正弦信号恒定分量的补充最佳滤波模块以及超导约瑟夫森接触的几种常见情况的建模示例。
2018-09-12 cond-mat.supr-con
Integrable coupling in a model for Josephson tunneling between non-identical BCS systems
我们扩展了最近建设的可积模型描述相同BCS系统之间的约瑟夫森隧道BCS系统具有不同的单粒子能级的情况下。通过Bethe变换得到了广义模型的精确解。
2002-06-18 cond-mat.supr-con
Josephson super-current in graphene-superconductor junction
在八分量旋量的隧穿哈密顿公式中，计算了平面超导体-正常石墨烯-超导体结中的约瑟夫森临界超电流。超导体区域和石墨烯之间的耦合被考虑的隧穿哈密顿量，其中包含两种类型的隧穿，谷内和谷间隧穿。在目前的隧穿方法中，我们发现两种隧穿对临界超电流的贡献是完全可分离的。因此，在临界超电流中考虑谷间隧穿效应是可能的。将这些类型的过程并入隧穿哈密顿量中，暴露了石墨烯约瑟夫森结的特殊特征。谷间隧穿效应以振荡的形式出现在临界电流的长度依赖图中。我们也给出了临界超电流的温度依赖性的结果，并与实验结果和其他理论计算进行了比较。
2011-07-28 cond-mat.supr-con
Josephson scanning tunneling microscopy
我们提出了一套超导针尖扫描超导体表面的扫描隧道显微镜实验。这种实验装置的潜在能力进行了讨论。这种实验最重要的预期结果包括超导序参量的位置分辨测量和确定表面处的序参量的次级分量的性质的可能性。给出了基于隧穿哈密顿形式的理论描述。
2000-09-20 cond-mat.supr-con
Josephson Effect in Pb/I/NbSe2 Scanning Tunneling Microscope Junctions
我们开发了一种可重复制造超导扫描隧道显微镜（STM）针尖的方法。我们使用这些尖端形成超导体/绝缘体/超导体隧道结的STM尖端作为电极之一。我们表明，这样的结表现出波动为主的约瑟夫森效应，并描述如何约瑟夫森产品IcRn可以推断出在这个制度的结的隧穿特性。这是第一次证明为铅膜隧穿，然后应用于研究的NbSe 2单晶。我们发现，在NbSe 2，IcRn低于预期，这可能是由于超导性和共存的电荷密度波在这种材料之间的相互作用。
2003-02-04 cond-mat.supr-con
The role of g-wave pairing and Josephson tunneling in high Tc superconductors
考虑了两口袋费米面对宏观量子现象的影响。我们证明了在双口袋费米面的情况下，g波配对是密切相关的d波之一。结果出现了两种宏观凝聚。这种双组分系统的约瑟夫森隧穿具有非常特殊的性质。我们证明了g波的存在并不与现有的隧穿实验数据相矛盾。我们还讨论了实验揭示g波分量的可能途径。
1997-03-26 cond-mat.supr-con
High resolution measurements of the switching current in a Josephson tunnel junction: Thermal activation and macroscopic quantum tunneling
本文提出了一种利用定时技术高分辨率测量电流偏置约瑟夫森隧道结开关电流分布的方法。测量设置被实施为使得数字控制和读出电子器件与附接到样品的模拟偏置电子器件光学解耦。我们已经成功地用这种技术测量了小约瑟夫森隧道结中相的热激活和宏观量子隧穿，具有很高的实验分辨率。这种技术可以用来表征电流偏置约瑟夫森隧道结的应用在量子信息处理。
2002-04-24 cond-mat.supr-con
Theory of c-axis Josephson tunneling in d-wave superconductors
在扩展的Ambegaokar-Baratoff形式框架内，研究了层状d波超导体中c轴约瑟夫森电流和超流密度的温度和角度依赖性.特别地，考虑了角度相关的隧穿矩阵元素和晶界处的Andreev散射的影响。这些导致等离子体频率和约瑟夫森电流的低温行为的强修正。最近对铜氧化物高温超导体HgBa_2 CaCu_{1+δ}和Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}的c轴测量因此可以解释为与d波序参量一致。
2003-01-16 cond-mat.supr-con
Enhanced Macroscopic Quantum Tunneling in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ Intrinsic Josephson Junction Stacks
我们用微波辐射研究了Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$本征约瑟夫森结在毫开尔文温度下的宏观量子隧穿.测量结果表明，均匀切换N结堆的逃逸率是约$N^2$倍高于具有相同的等离子体频率的单个结。我们认为，这种巨大的增强堆栈中的宏观量子隧穿率是由电流的波动，发生在由环境的阻抗加载的结的串联阵列。
2006-03-16 cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum tunneling in "small" Josephson junctions in magnetic field
研究了外加磁场作用下小约瑟夫森结中的宏观量子隧穿现象。后者导致沿势垒的电流密度的夫琅和费型调制的外观。将类点JJ的MQT问题归结为量子粒子在搓衣板势中的运动。在有限大小的JJ的情况下，考虑这个问题对应于MQT的潜力本身，除了相位，取决于空间变量。最后，计算了热激活区与宏观量子隧穿区之间的交叉温度T_0和逃逸时间τ_esc的一般表达式。
2007-01-31 cond-mat.supr-con
Coherent versus Incoherent c-Axis Josephson Tunneling Between Layered Superconductors
本文计算了相干和非相干电子隧穿穿过nu= s，d_x^2-y^2波超导半空间之间的c轴断裂结的Ic（T）和Rn，每个半空间的c轴带宽为2 J。相干准粒子隧穿仅在电压V<2 J/e时发生，导致难以测量欠掺杂样品的Rn。对于J/Delta_nu（0）<<1，Ic（0）的相干部分与Delta_nu（0）无关，并且可以很大。我们的结果进行了讨论，最近的实验。
1998-05-22 cond-mat.supr-con
Microwave photon-assisted phase-incoherent Cooper-pair tunneling in a Josephson STM
在30 mK的扫描隧道显微镜（STM）中，我们观察到了超导Nb针尖与超导Nb样品之间形成的原子级约瑟夫森结中的光子辅助库珀对隧穿。高分辨率的隧道光谱数据显示了零偏置的导电峰和其他尖锐的子带隙峰的STM结的耦合，在电磁环境中的共振。子间隙峰通过分裂成位置和高度取决于微波的频率和振幅的多个峰来响应入射微波辐射。峰间间距表明，载流子是库珀对，而不是准粒子，和功率依赖性表明，电流源于光子辅助相位非相干隧道对，而不是更传统的相位相干隧道对产生夏皮罗步骤。
2015-10-21 cond-mat.supr-con
Probing Pseudogap by Josephson Tunneling
我们在这里提出了一个实验，旨在确定是否有超导配对的赝能隙制度的高$T_c$材料的波动。在实验装置中，使高于$T_c$的两个样品在单个点接触，并且应测量样品之间存在恒定施加偏压$V$的情况下的差分AC电导率。我们认为，对涨落将产生随机波动的约瑟夫森电流与零均值，但电流-电流相关器将有一个约瑟夫森频率$ω_J = 2 e V /\hbar$给出的特征频率。我们预测微分电导率在约瑟夫森频率处有一个峰，峰宽由相位涨落时间决定。
2000-02-03 cond-mat.supr-con
Theory of Josephson tunneling along the c-axis of YBCO
当电流沿$_2$ O $_{7-δ}$的c轴流动时，在$_2$ O $_{7-δ}$和Pb之间存在约瑟夫森隧穿.这可能是由于$_2$ O $_{7-δ}$中的正交畸变所引起的。这一假设本身似乎是在与孪生样品的隧道电流不遵循随机统计实验相矛盾。我们提出了一个理论，这取决于相互之间的竞争的双d波耦合和相对增强的表面上的s波分量。这一理论似乎至少在定性上解释了迄今为止的所有观测结果。
1998-03-10 cond-mat.supr-con
Magnetic Field Effect in Josephson tunneling between d-Wave Superconductors
研究了d波超导体间约瑟夫森隧穿的磁场效应。当一个（或每个）超导体相对于界面法线的晶体取向使得中间带隙态存在于界面处时，存在由于中间带隙态引起的隧穿电流分量。对于具有平面的连接{001}|{110}或{100}|{110}接口，该组件是对电流的主要贡献。预测的电流场的依赖性完全不同于传统的夫琅和费模式，在协议与已公布的测量。这是因为，除了夫琅和费因子之外，临界电流还取决于通过电流密度的磁场B，对于弱B，电流密度也是B的线性函数。
1999-02-26 cond-mat.supr-con
Effect of Magnetic Impurity Correlations on Josephson Tunneling
磁性杂质在低温下的有序化趋势导致对断裂效应的挫败，并导致超导性能的“恢复”。我们表明，这种效果体现在约瑟夫森电流振幅从Ambegaokar-Baratoff和Abrikosov-Gor'kov模型内获得的值的偏差。我们考虑弱耦合和强耦合的情况。应用该理论描述了低$T_c$超导体SmRh $_4$ B $_4$的实验数据。我们进一步预言了高温超导体中约瑟夫森电流的“恢复”效应。
1998-01-19 cond-mat.supr-con
Tunneling spectroscopy and Josephson current of superconductor-ferromagnet hybrids on the surface of a 3D TI
研究了三维拓扑绝缘体表面上超导体（S）/正常金属（N）/铁磁绝缘体（FI）/（正常金属）N'和S/N/FI/N'/S约瑟夫森结的电荷输运性质。我们发现在S/N/FI/N'结中存在非对称的局域态密度（LDOS），并指出N夹层的有限长度引起微分电导和LDOS的亚带隙共振尖峰。在S/N/FI/N ′/S结中，约瑟夫森电流呈现非正弦电流-相位关系，N（或N ′）夹层使临界电流单调减小。
2015-06-04 cond-mat.supr-con
Vortices and Quantum tunneling in Current-Biased 0-π-0 Josephson Junctions of d-wave Superconductors
从理论上研究了由高温超导体制成的电流偏置0-π-0约瑟夫森结。当π结的长度足够大时，该结在π结的两端包含涡旋-反涡旋对。利用正弦-戈登方程计算了涡旋所携带的磁通量。结果表明，随着涡流间距的减小，涡流的磁通量被抑制到零。通过施加外部电流，涡旋的方向被反转，并且产生电压脉冲。计算这种转变所需的电流和产生的脉冲能量。本文还研究了该跃迁中的宏观量子隧穿效应。隧穿率已被评估的有效哈密顿量与一个自由度。
1997-01-21 cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum tunneling in spin filter ferromagnetic Josephson junctions
具有不同有序相的两种材料（例如超导体（S）和铁磁体（F））的界面耦合正在推动新的基础物理和创新应用。例如，自旋过滤器约瑟夫森结的产生和三重态超电流的演示表明了基于非常规超导性的无耗散自旋电子学的潜力。在这里，我们展示了积极的量子应用的S-F-S结的证据，通过观察宏观量子隧道约瑟夫森结与GdN铁磁绝缘层障碍。我们证明了一个明确的过渡，从热量子制度在交叉温度约100 mK，在零磁场的结，这表明了一个明确的签名，非常规超导。继先前在相位量子比特中展示被动S-F-S移相器之后，我们的结果为自旋滤波约瑟夫森系统在量子混合电路中的主动使用铺平了道路。
2015-06-26 cond-mat.supr-con
Analytical analysis of ground states on 0-$π$ long Josephson junctions
我们分析研究了一个长的约瑟夫森0- $π$结与几个0和$π$方面，这是可比的约瑟夫森渗透长度$λ_J$。利用（a）铜氧化物超导体的d波序参量对称性;（b）具有不同铁磁层厚度的超导体-绝缘体-铁磁体-超导体结构中的序参量的空间振荡，以产生0或$π$耦合，或（c）相应的sine-Gordon方程的结构，并将相位$π$ -人工电流注入器的不连续性。我们分析研究了这种系统中可能的基态，并表明存在一个临界面长$a_c$，它将具有半整数磁通量子（半磁通子）的状态与没有磁通量的平凡"平坦相位态“分开。我们分析了分叉图的不同分支，导出了一个可以有效求解的超越方程组，以找到交叉距离$a_c$（分叉点），并给出了不同刻面数和棱面长度的解。我们表明，边缘刻面可能会极大地影响系统的状态。
2003-05-08 cond-mat.supr-con nlin.PS
Highly Tunable Junctions and Nonlocal Josephson Effect in Magic Angle Graphene Tunneling Devices
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）最近出现作为一个高度可调的二维（2D）材料平台，表现出广泛的相，如金属，绝缘体和超导体状态。对这些阶段的局部静电控制可以实现以前在其他单一材料平台中无法实现的通用量子器件的创建。在这里，我们利用MATBG的电可调谐性来设计约瑟夫森结和隧穿晶体管，所有这些都在一种材料中，仅由静电栅极定义。我们的多门控器件几何结构提供了对约瑟夫森结的完全控制，能够独立地调整弱连接、势垒和隧穿电极。我们表明，这些纯二维MATBG约瑟夫森结在磁场中表现出非局域电动力学，与珍珠理论的超导体。利用本征带隙的MATBG，我们还演示了单片边缘隧穿光谱在相同的MATBG设备和测量的能量谱的MATBG在超导相。此外，通过引入双势垒几何形状，器件可以作为单电子晶体管操作，表现出库仑阻塞。这些MATBG隧穿器件具有包含在单一材料中的多功能性，可以在基于石墨烯的可调超导量子比特、片上超导电路和下一代量子纳米电子学中的电磁传感中找到应用。
2020-11-04 cond-mat.supr-con
Josephson scanning tunneling spectroscopy in superconducting phases coexisting with pair-, charge- and spin-density-waves
该研究通过约瑟夫森扫描隧道光谱揭示超导相中配对、电荷和自旋密度波的存在，并分析其空间振荡的相位特性。
2025-12-01 cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum tunneling and phase diffusion in a La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$ intrinsic Josephson junction stack
在宽温度范围内测量了亚微米$_{2-x}$ CuO $_4$（LSCO）本征约瑟夫森结（IJJ）叠层的开关电流分布。逃逸速率在低于约2 μ K时饱和，表明逃逸事件由宏观量子隧穿（MQT）过程主导，其交叉温度为$T^{*}\approx2\,$ K。我们将MQT理论应用于IJJ堆，考虑了LSCO IJJ堆中的耗散和相位再俘获效应。在MQT和热激活区，理论与实验符合得很好。
2013-03-16 cond-mat.supr-con
Josephson tunneling through a Yu-Shiba-Rusinov state: Interplay of $π$-shifts in Josephson current and local superconducting order parameter
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Max-Planck-Institut für Festkörperforschung（马克斯·普朗克固体研究所）
研究揭示了约瑟夫森电流与局部超导序参数的π移位在量子相变中的相互作用，发现两者由YSR态主导但互不直接影响。
2026-02-09 cond-mat.supr-con
Josephson scanning tunneling microscopy: A local and direct probe of the superconducting order parameter
本文报道了真空劈裂Bi_2Sr_2CaCu_2O_8（BSCCO）样品表面超导超流的直接测量结果。这些测量是通过使用配备有超导尖端的扫描隧道显微镜（STM）通过约瑟夫森隧道进入样品来完成的。横向距离小于超导相干长度的STM的空间分辨率允许它揭示BSCCO的对波函数中的局部不均匀性。仪器的性能首先表现出与约瑟夫森测量的铅膜，然后由层状超导体NbSe 2。相关的测量参数，约瑟夫森ICRN产品，BCS超导体和高转变温度超导体的范围内进行了讨论。ICRN产品和准粒子态密度（DOS）间隙的本地关系的范围内的相图BSCCO。这些测量可以产生过大的电流密度，并且已经发现会改变BSCCO中的局部DOS。对这种效应进行了系统的研究，以确定这些实验的实际测量限值。还讨论了制备BSCCO表面的替代方法。
2009-09-16 cond-mat.supr-con
Josephson Scanning Tunneling Spectroscopy in $d_{x^2-y^2}$-wave superconductors: a probe for the nature of the pseudo-gap in the cuprate superconductors
约瑟夫森扫描隧道谱（JSTS）的发展为非常规超导体的研究开辟了新的途径。我们表明，临界电流，$I_c$，通过JSTS测量，图像的空间形式的超导序参量在$d_{x^2-y^2}$波超导体周围的缺陷和富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫状态。此外，我们表明，$I_c$探测的相位不相干超导关联的存在下的赝能隙区域的铜氧化物超导体，从而提供了前所未有的洞察其难以捉摸的性质。这些结果提供了实验测量的$I_c$和超导序参量的空间结构之间的理论联系。
2018-11-30 cond-mat.supr-con
Induced superconductivity and engineered Josephson tunneling devices in epitaxial (111)-oriented gold/vanadium heterostructures
我们报道了一种独特的实验方法，通过在具有强自旋轨道耦合的外延金属薄膜中诱导超导性来创建拓扑超导体。在超高真空条件下，利用分子束外延技术，在取向良好的钒（V）s波超导薄膜上生长出了（111）取向的单相金（Au）薄膜。我们获得了原子级光滑的金薄膜的厚度甚至下降到纳米以下，表现出接近理想的表面质量。生长态的V/Au双层异质结构在4K左右出现超导转变。在由外延双层膜制成的S-I-S隧道结中观察到了清晰的约瑟夫森隧穿和Andreev反射。势垒厚度相关的隧穿和相关的亚谐波能隙结构（SGS）证实了Au（111）中的感生超导性，为工程化基于薄膜异质结构的p波超导体和Majorana费米子纳米器件铺平了道路。
2016-01-27 cond-mat.supr-con
Josephson Flux Flow Oscillator: the Microscopic Tunneling Approach
基于Werthamer的微观隧穿理论，对大约瑟夫森结进行了详细的理论描述。该模型自然地包含了电磁辐射对隧道电流的耦合，因此特别适合于描述约瑟夫森结中的自耦合效应。在我们的数值计算中，我们处理所产生的积分微分方程，它描述了时间演化的超导相位差耦合到电磁场，由Odintsov-Semenov-Zorin算法。这使我们能够避免在每个时间步计算时间积分，同时考虑所有的记忆效应。为了验证所得到的大约瑟夫森结的微观模型，我们把注意力集中在约瑟夫森磁通流振荡器。所提出的磁通流振荡器的微观模型不涉及唯象阻尼参数，而是在给定温度下计算的隧道电流幅值中自然地考虑阻尼。理论计算的电流-电压特性进行比较，我们的实验结果得到一组制造的磁通流振荡器的不同长度。我们的理论计算与实验结果符合得很好，据我们所知，是第一个约瑟夫森磁通流振荡器的理论描述带来的扰动sine-Gordon方程。
2017-07-12 cond-mat.supr-con
Role of the compensating current in the weak Josphson coupling regime: An extended study on excitonic Josephson junctions
Huang的实验[Phys. Rev. Lett. $\bf 109$，156802（2012）]发现，在Corbino几何结构的量子霍尔双层中，两个边缘处的层间隧穿电流彼此耦合，并且两个隧穿电流中的一个被称为另一个的补偿电流。我们的另一项工作[arXiv：2006.15329]解释了这种奇异的耦合现象是层间隧道电流诱导的激子约瑟夫森效应的结果。在本文中，我们研究了相同的设置-激子约瑟夫森结-但在弱约瑟夫森耦合制度，这发生在大的结长。有趣的是，我们发现补偿电流驱动另一边经历了从超流到电阻态的非平衡相变，这是由临界隧穿电流的突然跳跃发出的信号。我们还确定了临界指数，并进一步提供更多的实验预测。
2020-12-07 cond-mat.supr-con
c-axis Josephson Tunneling in Twinned YBCO Crystals
YBCO和Pb之间的约瑟夫森隧穿以及沿YBCO c轴流动的电流被假定为来自YBCO超导性的s波分量。对多个双生子样本的实验并不完全符合这一假设。穿过N_T孪晶边界的s波序参量的符号变化应该给出抵消，导致小的$(\sqrt{N})$隧穿电流。实际的电流比这个大。我们提出了一个理论，这个出乎意料的大电流的基础上的表面效应：（001）表面的d-波分量的无序引起的抑制导致跨孪晶界的s-波相干性和非随机隧穿电流。我们解决了d+s和d-s双胞胎的有序阵列的情况下，并估计S-波表面相干性发生的双胞胎的大小与实验中观察到的典型尺寸一致。在该图中，在材料的不同表面之间存在$π/2$的相位差。我们提出了一个角落交界处的实验来测试这一图片。
2000-01-13 cond-mat.supr-con
Theory of enhanced interlayer tunneling in optically driven high $T_c$ superconductors
最近的泵浦探测实验表明，增强相干$c$轴输运在欠掺杂的YBCO的启发，我们研究了约瑟夫森结周期性驱动的光脉冲。我们提出了一个机制，这一观察表明，参数驱动的约瑟夫森结显示出增强的虚部的低频电导率时，驱动频率高于等离子体频率，这意味着有效地增强约瑟夫森耦合。我们将这种分析推广到模拟YBCO的约瑟夫森结双层系统。同样，当泵浦频率蓝失谐到材料的两个等离子体频率中的任一个时，约瑟夫森耦合增强。我们表明，紧急驱动状态是一个真正的，非平衡超导状态，在约瑟夫森耦合，电流波动和临界电流之间的平衡关系不再成立。
2017-05-09 cond-mat.supr-con
Absence of Josephson coupling between certain superconductors
通常认为，超导性可以在材料中发生，而不管材料中的载流子是电子还是空穴。本文指出，在载流子符号相反的超导体之间不会发生约瑟夫森隧穿。因此，观察到两个超导体之间的约瑟夫森隧穿意味着它们的载流子具有相同的符号。我们认为，这对理解超导性有着深远的影响，特别是与空穴超导性理论是一致的。
2015-04-07 cond-mat.supr-con
On Dissipation Mechanism in the Intrinsic Josephson Effect in Layered Superconductors with d-wave Pairing
本文从理论上研究了具有单重态d波对的层状超导体在本征约瑟夫森效应范围内的导电机制。考虑了相干和非相干层间电子隧穿的情况。相干隧穿理论描述了高T $_c$超导体在电压小于超导能隙幅值时观察到的主要定性特征，其电阻率机制与准粒子通过d波能隙的激发有关。在带隙振幅量级或更大的电压下，I-V曲线更好地由非相干隧穿描述。由于充电效应，超导层形成的约瑟夫森结之间的相互作用很小。
1999-12-28 cond-mat.supr-con
Microscopic tunneling model of Nb-AlN-NbN Josephson flux-flow oscillator
自从约瑟夫森磁通流振荡器（FFO）首次在实验上实现以来，其理论描述一直受限于唯象扰动的正弦-戈登方程（PSGE）。虽然PSGE可以定性地描述约瑟夫森结中的正弦戈登孤子或通量子的拓扑激发，但它无法捕捉实际系统中的基本物理现象，例如隧道电流和电磁辐射之间的耦合。此外，PSGE忽略了对超导体能隙的任何依赖，并且没有区分对称和非对称结：由两种相同或两种不同的超导材料制成的结。直到最近才有可能通过考虑超导体能隙的信息来计算FFO的性质[D。R. Gulevich等人，Phys. Rev. B 96，024215（2017）]。这种方法是基于微观隧道理论，并已被证明是描述对称Nb-AlOx-Nb结的基本特征。在这里，我们将这种方法扩展到非对称Nb-AlN-NbN结，并将计算的电流-电压特性与我们的实验结果进行比较。
2018-09-05 cond-mat.supr-con
Transfer-matrix approach to multiband Josephson junctions
我们研究了多能带对约瑟夫森结特性的影响。特别是，我们专注于两个间隙超导体二硼化镁。我们提出了一种形式主义来描述隧道在两个MgB 2电极之间的点接触推广的传输矩阵方法到多个频带。提出了一个简单的模型，以确定作为电极的取向差角的函数的不同的能量带之间的有效跳跃幅度。计算了高、低透明结中不同取向的N-I-S和S-I-S接触的临界电流和电流-电压特性。我们发现，带间隧穿过程变得越来越重要，随着取向差角的增加。这反映在隧道极限以及多个Andreev反射中的差分隧道电导中的某些特征中。
2006-08-31 cond-mat.supr-con
Scattering theory of superconductive tunneling in quantum junctions
我们提出了一个在Bogoliubov-de Gennes量子力学的散射公式内的单模结中隧穿的一致性理论。考虑了直流约瑟夫森效应和直流准粒子输运。弹性准粒子散射结确定平衡约瑟夫森电流。我们讨论了隧道结中Andreev束缚态的起源及其在平衡Josephson输运中的作用。相反，准粒子隧穿电压偏置结是由非弹性散射。导出了非弹性散射振幅的一般表达式，计算了各种电压下的准粒子电流，着重讨论了亚带隙隧道电流的性质和亚谐波带隙结构的本质。
1996-10-11 cond-mat.supr-con
Charge and spin supercurrents in triplet superconductor--ferromagnet--singlet superconductor Josephson junctions
本文研究了三重态超导体-铁磁体-单重态超导体结中的约瑟夫森效应。我们表明，隧道库珀对与界面磁化的相互作用可以允许约瑟夫森电流在隧道哈密顿微扰理论的最低阶。要做到这一点，必须满足两个条件：铁磁体的磁化强度有一个平行于三重态超导体的${\bf d}$矢量的分量，以及超导体的间隙相对于界面动量具有相同的宇称。由此产生的充电电流显示非常规依赖于磁矩和相位差的方向。这伴随着三重态超导体中的相位相关的自旋电流，而相位无关的自旋电流总是存在。隧道微扰理论的预测证实了使用数值格林函数方法。一维结的分析处理表明，我们的结论是强大的远离隧穿制度，并揭示了非常规约瑟夫森效应在临界电流的签名。
2013-08-21 cond-mat.supr-con
0-$π$ transition in magnetic triplet superconductor Josephson junctions
本文研究了由两个任意等自旋配对幺正三重态超导体和一个铁磁隧穿势垒组成的约瑟夫森结。利用微扰理论，我们展示了如何与隧穿三重态库珀对的自旋势垒矩的相互作用可以扭转约瑟夫森电荷电流的符号。这也导致约瑟夫森自旋电流，其中包含由于在势垒处的反射过程而产生的相位无关贡献。我们验证我们的分析预测使用非微扰Bogoliubov-de Gennes方法。
2009-09-22 cond-mat.supr-con
Persistent Josephson tunneling between Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+x}$ flakes twisted by 45$^\circ$ across the superconducting dome
本研究通过制备超洁净45°扭转Bi2212结，在最优掺杂和过掺杂区域均观察到显著约瑟夫森隧穿，反驳了先前抑制报告，证实各向同性配对分量贯穿整个超导穹顶。
2023-01-10 cond-mat.supr-con
Single Junction and Intrinsic Josephson Junction Tunneling Spectroscopies of Bi2Sr2CaCu2O8+d
报道了最佳掺杂和过掺杂的Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$单晶的Tunneling光谱测量结果。采用一种新的点接触方法从纳米晶体中获得了超导体-绝缘体-正常金属（SIN）和SIS断裂结以及本征约瑟夫森结（IJJ）。在同一晶体上获得三种结类型，以比较准粒子峰和更高的偏置凹陷/驼峰结构，这些结构也已在其他表面探针，如扫描隧道光谱和角度分辨光电子能谱中发现。然而，我们的IJJ准粒子谱一致地揭示了非常尖锐的电导峰，没有更高的偏置倾角结构。与单结值相比，IJJ电导峰值电压除以堆叠中的结数始终导致$Δ$的显著低估。这三种方法的比较表明，IJJ的显着不同的特性是非平衡效应的后果，而不是内在的准粒子功能。
2004-10-07 cond-mat.supr-con
Coexisting multiple dynamic states generated by magnetic field in Bi-2212 stacked Josephson junctions
自然堆叠Bi-2212隧道结中的Josephson涡旋显示出丰富的动力学行为，这源于三种基本状态的共存：静态Josephson涡旋晶格，相干运动晶格和非相干准粒子隧道态。在电流-电压特性中观察到的丰富的滞回分支结构可以理解为这三种状态的组合组合，它们在不同的结中实现，并分别随磁场和偏置电流而演变。特别地，在低偏置电流下的多个约瑟夫森涡旋流分支产生于每个结中的约瑟夫森涡旋行的单独脱钉。
2009-10-26 cond-mat.supr-con
Indirect Tunneling Enabled Spontaneous Time-Reversal Symmetry Breaking and Josephson Diode Effect in TiN/Al$_2$O$_3$/Hf$_{0.8}$Zr$_{0.2}$O$_2$/Nb tunnel junctions
利用间接隧穿实现约瑟夫森二极管效应，展示出高效率的非对称性控制及时间反演对称性破缺。
2025-12-12 cond-mat.supr-con
Fractional ac Josephson effect in unconventional superconductors
对于两个p_x波或d波超导体之间的约瑟夫森结的某些取向，亚能隙Andreev束缚态产生约瑟夫森电流I与相位差φ之间的4 π周期关系：I ~ sin（φ/2）。因此，交流约瑟夫森电流具有分数频率eV/h，其中V是直流电压。在隧穿极限中，约瑟夫森电流正比于电子隧穿振幅的一次方（不是平方）。因此，非传统超导体之间的约瑟夫森电流是由单个电子携带的，而不是由库珀对携带的。通过测量结微波辐射的频谱，可以在实验上观察到分数交流约瑟夫森效应。
2004-06-04 cond-mat.supr-con
Tunneling and Josephson effects in odd-frequency superconductor junctions: A study on multi-channel Kondo chain
基于平均场哈密顿理论研究了奇频超导体的结系统。以一维双通道近藤晶格（TCKL）作为OF超导体的一个具体例子。在正常的金属/超导体结的正常和Andreev反射的性质进行了检查。与传统的超导体不同，正常反射总是存在的，这是由于正常的自能必然出现在目前的OF配对状态。电导反映了界面处排斥势和吸引势的差异，这与先前存在的超导结相反。约瑟夫森结也是通过将TCKL与其他类型的超导体连接而构造的。这一结果可以从自旋/轨道对称性破缺时边缘处诱导的库珀对的对称性来理解。它也被证明是有用的对称性参数的库珀对在解释迈斯纳响应的散装。
2016-03-09 cond-mat.supr-con
