A new family of field-stable and highly sensitive SQUID current sensors based on sub-micrometer cross-type Josephson junctions
我们报道了一种基于亚微米交叉型约瑟夫森隧道结的新型SQUID电流传感器的发展。它们的低总结电容允许超过100 μV的高可用电压摆幅和4.2 K下SQUID的极低噪声。集成的射频滤波器以及在冷却期间高达9.6 mT的高容忍背景场使其高度可靠且易于使用。其输入线圈电感范围为10 nH至2.8 μH，电流灵敏度和耦合能量分辨率分别低至65 fA/Hz^{1/2}和10 h以下，是众多应用的通用工具。
2017-06-16 cond-mat.supr-con
Direct Observation of a Temperature Dependent 0-pi Junction Transition in a Mesoscopic High Critical Temperature Grain Boundary Junction
我们首次在45对称[001]倾斜晶界结中观察到了温度依赖的0-π结交叉。通过基于低电感DC SQUID的双相敏测试获得的实验数据显示约瑟夫森电流的异常非单调温度依赖性，在温度T* 下临界电流符号变化的明确证据。在相同的温度下，SQUID经历从0-SQUID到pi-SQUID的转变。结果是在良好的协议与理论模型，考虑到中间的间隙状态在低透明度的结。
2003-11-12 cond-mat.supr-con
Multi-terminal multi-junction dc SQUID for nanoscale magnetometry
超导量子干涉器件的小型化对于发展灵敏的扫描纳米磁测量工具具有重要意义。然而，nanoSQUID的高灵敏度仅限于所施加的磁场的特定周期值，使得不可能在磁场的中间值处进行精确测量。我们提出了一个多终端，多结SQUID（mSQUID），解除这种限制，通过提供电子手段的量子干涉图案相对于所施加的电场的连续移位的理论研究。对4端子、4结和3端子、3结mSQUID的分析表明，通过向额外端子施加控制电流，可以在任何磁场值下获得最大灵敏度的操作。该模型描述了控制电流，结的不对称性，和mSQUID电感的函数的干涉图案的变化和移位。的mSQUID还示出提供超导结的电流-相位关系的直接测量。衍生的模型提供了一个定量的描述最近开发的多终端nanoSQUID的尖端。
2016-06-17 cond-mat.supr-con
Analytical derivation of DC SQUID response
本文在反向分流结（RSJ）模型的框架下，研究了过阻尼约瑟夫森结直流SQUID在电阻态和超导态下的电压和电流响应。为了简单起见，我们忽略结电容和噪声效应。对于相对于偏置电流注入点对称的SQUID，得到了电阻态响应的显式表达式。标准化SQUID电感$l = 2 e I_c L/\hbar$（其中$I_c$是约瑟夫森结的临界电流，$L$是SQUID电感，$e$是电子电荷，$\hbar$是普朗克常数）被假定为在$l \leq 1$范围内，随后使用两个拟合参数扩展到$l \approx 7$。在超导状态下，考虑了任意电感值的SQUID电流响应。研究了低温超导体（LTS）技术相关参数的小技术扩散的影响，推广了约瑟夫森结的临界电流和分流电阻相差很小以及电阻态和超导态的SQUID电感肩不等的分析方法。与数值计算结果的比较表明，所开发的解析表达式可以用于实际的LTS SQUID和基于SQUID的电路设计，例如大型串行SQIF，大大减少了仿真时间。
2016-08-08 cond-mat.supr-con
Investigation of all niobium Nano-SQUIDs based on sub-micrometer cross-type Josephson junctions
我们报告具有亚微米环尺寸的高灵敏度SQUID的发展。高质量和低电容SIS Nb/AlOx/Nb交叉型约瑟夫森隧道结的集成导致低至66 $Φ_0$ /Hz $^{ 1/2} $的白通量噪声水平，远低于基于收缩型结的Nb基对应物的最新值。对最佳SQUID自旋灵敏度的估计在白噪声区产生$S_μ^{ 1/2} < 7 μ_B$ /Hz $^{ 1/2} $，适合于小自旋系统的研究。我们讨论了制造的挑战，显示结果的电气特性的设备与各种皮卡循环，并描述了进一步改进的选项，这可能会推动这种设备的灵敏度，甚至单自旋分辨率。
2015-01-05 cond-mat.supr-con
A three-junction SQUID-on-tip with tunable in-plane and out-of-plane magnetic field sensitivity
纳米级超导量子干涉装置（SQUID）表现出对小磁矩的记录灵敏度，但通常仅对垂直于SQUID平面且相对于扫描表面在平面外的场分量敏感。我们报道了一种制作在尖端上的纳米级三结Pb SQUID。由于其三维结构，它表现出独特的可调灵敏度，无论是在平面和平面外的领域。我们从数值和实验两个角度分析了二维干涉图样。该设备被集成到一个扫描显微镜和它的能力，独立测量的磁场的不同组成部分具有出色的自旋灵敏度优于$5\ \frac{μ_B}{\mathrm{Hz}^{1/2}}$证明。这凸显了它作为纳米级磁结构局部探针的潜力。
2014-10-07 cond-mat.supr-con
Charge-SQUID and Tunable Phase-slip Flux Qubit
一个相位滑移通量量子比特，正好是一个电荷量子比特的对偶，由一个被相位滑移结中断的超导回路组成。在这里，我们提出了一个可调谐的相位滑移磁通量子比特取代的相位滑移结与电荷相关的超导量子干涉器件（SQUID）组成的两个相位滑移结串联一个超导岛。该电荷SQUID充当由所施加的栅极电压控制的有效的相位滑移结，并且可以用于调谐量子位的能级分裂。此外，我们还发现在环路中插入大电感可以降低电感能量，从而抑制相位滑移磁通量子比特的主导磁通噪声。这种增强的相位滑移通量量子位与transmon量子位完全是双的。
2013-03-22 cond-mat.supr-con
Microstrip superconducting quantum interference device amplifiers with submicron Josephson junctions: enhanced gain at gigahertz frequencies
本文介绍了基于亚微米Al-AlOx-Al约瑟夫森结的直流超导量子干涉器件（SQUID）的放大器的测量。小的结尺寸降低了它们的自电容，并允许使用相对较大的电阻分流器，同时保持非滞后操作。这导致SQUID传递函数的增强相比，SQUID与微米级结。器件布局从常规SQUID的布局修改，以允许将信号耦合到放大器中，对于相对短的微带线圈具有显著的互感。在310 mK下的测量在1.55 GHz下表现出32 dB的增益。
2010-08-05 cond-mat.supr-con
Signatures of pair-density wave order in phase-sensitive measurements of La$_{2-x}$Ba$_x$CuO$_4$-Nb Josephson junctions and SQUIDs
在La $_{2-x}$ Ba $_x$ CuO $_4$中，电荷有序、自旋有序和超导性的相互作用产生了一个复杂的物理系统，其中包含几个有趣的相，例如CuO $_2$平面内的二维超导性和电荷有序与超导性交织在一起的有序对密度波态。使用约瑟夫森干涉测量技术，我们测量的结和SQUID的电流相位关系，将这种材料，并观察到一个显着的sin（$2ϕ$）的组件指示紧密间隔交替的约瑟夫森耦合的符号预测的对密度波模型。我们发现，sin（2 $ϕ$）-组件的传统sin（$ϕ$）-组件的比例是最大的x=1/8掺杂附近，其中对密度波状态被认为是最强的，并且它随着温度的升高而增加，因为结中的约瑟夫森耦合减弱。
2018-11-05 cond-mat.supr-con
The dynamically asymmetric SQUID: Münchhausen effect
我们报道了一个复杂的零温衰变通道的经典对象在亚稳态耦合到量子自由度。这种设置可以在dc-SQUID中实现，其中两个约瑟夫森结具有相同的临界电流I_c，但具有强烈不对称的动力学参数;更准确地说，选择参数C和1/R对于一个结足够大而对于另一个结足够小，使得第一个结表现为基本经典，但对于第二个结存在量子效应。衰变过程是由量子结的隧穿引发的，这扭曲了经典结的俘获势;如果扭曲足够大，后者的亚稳态就会变得不稳定。我们提出了这个系统的动态相图提供依赖于外部偏置电流I和两个结之间的耦合强度，由环路电感L确定的衰减通道。
2008-01-31 cond-mat.supr-con
Experimental realization of SQUIDs with topological insulator junctions
我们展示了拓扑绝缘体（Bi $_2$ Te $_3$）直流SQUID，基于超导Nb引线耦合到纳米制造的Nb-Bi $_2$ Te $_3$ -Nb约瑟夫森结。制造过程的高再现性和可控性允许创建具有与设计值一致的参数的DC SQUID。在外加磁场作用下，结和SQUID的临界电流都有明显的调制。我们表明，SQUID具有周期性的$Φ_0$的电压通量特性，相关的实现干涉仪的超导体-拓扑绝缘体结构中的马约拉纳费米子的检测正在进行的追求。
2011-12-26 cond-mat.str-el 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
Electrically tunable multi-terminal SQUID-on-tip
提出了一种新的纳米超导量子干涉器件（SQUID），其干涉图样可以原位电位移。该器件由一个纳米级的四端/四结SQUID的尖端处的尖锐的移液管使用自对准的三步沉积的铅制造。与当通量偏置到通量量子的大约四分之一时显示最佳灵敏度的常规双端子/双结SQUID相比，附加端子和结允许在任意施加通量下的最佳灵敏度，从而消除了磁场“盲点”。我们证明了自旋灵敏度为5至8 $μ_B/\text{Hz}^{1/2}$在0至0.5 T的连续场范围内，具有很好的应用前景的纳米级扫描磁成像。
2016-09-26 cond-mat.supr-con
Josephson junctions and SQUIDs created by focused helium ion beam irradiation of YBa$_2$Cu$_3$O$_7$
通过用$30\, \mathrm{keV}$聚焦He离子束（He-FIB）扫描YBaPDMATHABMN CuPDMATHABMO OPDMATHABMP（YBCO）薄膜微桥，我们建立了临界电流密度$j_\mathrm{c}$随辐照剂量$D$可调的约瑟夫森势垒。$j_\mathrm{c} (D)$的依赖性产生指数衰减。在$4.2\, \mathrm{K}$，当$j_\mathrm{c}$降低到低于$\approx 2\, \mathrm{MA/cm^2}$时，发生从磁通流到约瑟夫森行为的转变。该约瑟夫森结表现出电流-电压特性（IVC），很好地描述了电容和电容分流结模型，没有多余的电流的特征电压$V_\mathrm{c} \lesssim 1\, \mathrm{mV}$。MgO和LSAT衬底上的器件显示非滞后IVC，而SrTiO $_3$上的器件显示小的滞后。对于所有的结，发现一个近似的缩放$V_\mathrm{c} \propto j_\mathrm{c}^{1/2}$。He-FIB照射高剂量产生的$j_\mathrm{c}=0$的障碍和高电阻的$10\, \mathrm{kΩ} \ldots 1\, \mathrm{GΩ}$。这提供了使用He-FIB将高电阻壁或区域写入YBCO的可能性。透射电子显微镜揭示了壁内的非晶相，而对于较低剂量的YBCO保持结晶。我们还用He-FIB定义…
2019-04-29 cond-mat.supr-con
Measuring the quantum states of a mesoscopic SQUID using a small Josephson junction
我们利用非弹性库珀对隧穿对介观SQUID的能级进行了实验研究。小约瑟夫森结中的隧穿强烈地依赖于其电磁环境。我们利用这一事实做能级光谱的SQUID环耦合到一个小的结。我们的样品具有强准粒子耗散很好地描述了一个模型的粒子定位在一个倾角的余弦势，而在弱耗散的样品中，我们可以看到形成的能带。
2003-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coexistence of 0 and $π$ states in Josephson junctions
从理论上预测了具有铁磁结的SQUID中新的磁通量穿透模式。特征的多节点非谐性的电流相位关系意味着稳定和亚稳0和$π$状态的铁磁势垒的影响在低温下的强度的大的间隔共存。因此，整数和半整数磁通量配置的共存出现在射频和直流SQUID，并产生两个通量跳跃每一个外部通量量子。在直流SQUID，新的磁通跳跃表现为两个下降的临界电流依赖于外部磁通量。
2000-11-22 cond-mat.supr-con
Nearly quantum limited nanoSQUIDs based on cross-type Nb/AlOx/Nb junctions
我们报告的发展，近量子限制的SQUID与微型拾音环尺寸。实施的高质量和低电容交叉型Nb/AlOx/Nb约瑟夫森结提供大的$I_CR_N$ -产物，因此实现了SQUID的异常低噪声水平。环尺寸为1 μm的器件表现出低至$45 nΦ_0/Hz^{1/2}$的白通量噪声水平，对应于4.2 K下约1 h的能量分辨率ε，h为普朗克常数。此外，器件的约300 μV的大可用电压摆幅允许高灵敏度和简单的单级操作，同时几乎探索SQUID的固有噪声，例如对于SQUID显微镜中的传感器阵列是有益的。
2017-05-17 cond-mat.supr-con
Dynamic electromagnetic response of three-dimensional Josephson junction arrays
本文对三维约瑟夫森结阵列的动力学性质进行了理论研究。我们的研究结果表明，这样的超导网络代表高灵敏度的3D-SQUID与传统的平面SQUID相比，具有一些主要的优势。3D-SQUID的电压响应函数与外部电磁场的矢量特性直接相关。这里开发的理论允许三维重建的检测到的外部场，包括有关的字段变量的相位信息。应用包括设计新型磁力计、梯度计和粒子探测器。
1999-07-07 cond-mat.supr-con
Observation of enhanced coherence in Josephson SQUID cavities using a hybrid fabrication approach
本文研究了两种不同工艺制作的磁通可调约瑟夫森结谐振器的相干性。在第一个过程中，使用单个蒸发步骤制造器件，其中谐振器和SQUID的结同时制造。在第二个过程中，设备被制成具有相同的几何形状，但是其中谐振器由MoRe超导电层制成，随后在第二步骤中将结添加到该超导电层。为了表征这两种SQUID腔的相干性，我们观察并分析了它们的谐振腔的品质因数与通量和光子数的关系。尽管在制造过程中应用了详细的清洁工艺，但单步Al器件显示出比混合器件明显更差的品质因数，并得出结论，混合技术为制造高Q通量可调谐谐振器提供了更可靠的方法。
2019-11-17 cond-mat.supr-con
Phase Control in a Spin-Triplet SQUID
现在已经确定，由含有铁磁层的常规自旋单重态超导体制成的约瑟夫森结在一定条件下可以携带自旋三重态超导电流。这一事实的第一个实验特征是这种超电流通过强铁磁材料的长距离传播。令人惊讶的是，该理论最突出的预测之一尚未得到实验验证-即包含三个具有共面磁化的磁性层的约瑟夫森结应该表现出零或π的基态相移，这取决于这些磁化的相对取向。在这里，我们使用包含三种不同类型的磁性层的约瑟夫森结来证明这一特性，所述磁性层的选择使得一层的磁化可以被切换180度而不干扰其他两层。相敏检测是使用超导量子干涉装置（SQUID）完成的。这种相位可控结可以用作全超导计算机中的存储元件。
2018-04-02 cond-mat.supr-con
DC superconducting quantum interference devices fabricated using bicrystal grain boundary junctions in Co-doped BaFe2As2 epitaxial films
在（La，Sr）（Al，Ta）O3双晶衬底上，用Co掺杂BaFe_2As_2外延薄膜制备了直流超导量子干涉器件（dc-SQUID）。18 x 8微米^2 SQUID环的电感估计为13 pH，包含两个3微米宽的晶界结。电压-通量特性明显呈现出周期性调制，在14 K时Δ V = 1.4微伏，而dc-SQUID的本征通量噪声在20 Hz以上为7.8 x 10^-5 fa 10/Hz ^[1/2]。较高的磁通噪声主要归因于双晶晶界的超导-正常金属-超导结性质导致的较小的电压调制深度。
2010-07-05 cond-mat.supr-con
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.supr-con
Direct demonstration of circulating currents in a controllable $π$-SQUID generated by a 0 to $π$ transition of the weak links
可控$π$ -SQUID是具有两个可控$π$ -结作为弱连接的DC SQUID。可控$π$结由超导-正常金属-超导约瑟夫森结和两个与结的正常区域的附加接触组成。通过在这些触点上施加电压$V_c$，可以控制结的状态，即，常规（0）状态或$π$ -状态，这取决于$V_c$的大小。实验证明，通过将一个结置于$π$状态，在整数外磁通下，SQUID回路周围产生屏蔽电流。为了能够做到这一点，我们已经制造了可控的$π$结，基于Cu-Nb或Ag-Nb，在一个新的几何形状。我们发现，在1.4 K时，只有Nb-Ag器件显示出作为$V_c$的函数的$π$ -状态的转变与理论预测一致。在基于Nb-Ag的可控$π$ SQUID中，我们观察到，在整数外磁通的屏蔽电流的一部分，在适当的电流偏置下，$V_{SQUID}-B$振荡的$π$的相移取决于$V_c$的大小。
2002-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Half-integer Shapiro-steps in superconducting qubit with a $π$-Josephson junction
本文用反向分流结模型研究了由0-和$π$ -约瑟夫森结组成的超导量子干涉器件（简称$π$ -SQUID）。$π$在微波辐射下在电压$V$ = $(\hbar/2e)Ω(n/2)$、角频率$Ω$和半整数$n$ /2以及整数$n$下显示半整数Shapiro阶跃（SS）。我们证明了$π$ -SQUID可以是一个具有自发环电流的$π$ -量子比特，通过该电流可以产生半整数SS。使0-和$π$ -JJ等价是半整数SS和实现$π$ -量子位的关键。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multi-level Spectroscopy of Two-Level Systems Coupled to a dc SQUID Phase Qubit
本文报道了用面积为16 μ \m 2的Al/AlOx/Al结耦合到dc SQUID相位量子比特的分立二能级系统的光谱测量结果。应用微波在10 GHz至11 GHz的范围内，我们发现8个避免的水平交叉分裂的大小从10 MHz到200 MHz和光谱寿命从4 ns到160 ns。假设跃迁是从复合系统的基态到量子比特的一个激发态或其中一个TLS态的一个激发态，我们拟合了位置和谱宽，得到了相位量子比特和TLS的能级、分裂大小和光谱相干时间。分裂的分布与隧道势垒中的随机位置之间的非相互作用的单个带电离子隧穿一致，并且寿命的分布与具有与频率无关的损耗角正切的结势垒中的AlOx一致。为了检查每个TLS的电荷独立地耦合到结两端的电压，我们还测量了20-22 GHz范围内的频谱，并发现由于结的第二激发态和结和TLS都被激发的状态而避免的倾斜能级交叉。
2010-03-20 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
Advanced microwave SQUID multiplexer model incorporating readout power effects and Josephson junction inhomogeneities
Institute for Data Processing and Electronics, Karlsruhe Institute of Technology（数据处理与电子研究所，卡尔斯鲁厄理工学院）
本文提出一个先进模型，用于描述微波SQUID多路复用器共振特性对读出功率的依赖性，改进了实验数据的一致性，支持非正弦电流-相位关系，实现了对非均匀隧道屏障设备的建模。
2026-03-16 cond-mat.supr-con physics.ins-det
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
A holographic model of SQUID
在爱因斯坦-麦克斯韦复标量理论中，构造了一个负宇宙学常数的超导量子干涉器件（SQUID）的全息模型。SQUID环由两个约瑟夫森结组成，它们位于Schwarzschild-AdS黑膜的紧致空间方向的两侧。这两个结相互干扰，然后产生取决于磁通量的总电流，磁通量可以从两个约瑟夫森结的相位差推导出。通过数值计算得到了总电流与磁通量的关系。
2013-12-16 cond-mat.supr-con hep-th
YBa2Cu3O7 grain boundary junctions and low-noise superconducting quantum interference devices patterned by a focused ion beam down to 80 nm linewidth
采用聚焦离子束刻蚀技术制备了宽度为$80\,{\rm nm} \le w \le 7.8\,μ$ m的YBaPDMATHABMMCuPDMATHABMNOPDMATHABM24PDMATHABMP（30PDMATHABMP）双晶晶界结（GBJ），并与60nm（20nm）厚的Au进行了分流.在4.2K时，我们发现临界电流密度$j_c$在$10^5\,{\rm A/cm^2}$范围内% \dkc{\#1}（对$w$没有明显的依赖性），电阻乘以结面积$ρ$的增加与近似缩放$ρ\propto w^{1/2}$有关。对于最新的GBJs $j_cρ\approx 100\,μ$ V，这是有希望的实现灵敏的nanoSQUID检测小自旋系统。我们表明，我们的制造工艺允许实现敏感的纳米级直流SQUID的SQUID与$w\approx 100$ \，nm宽的GBJ，我们发现一个均方根磁通噪声谱密度的$S_Φ^{1/2}\approx 4\,μΦ_0/{\rm Hz}^{1/2}$的白噪声限制。我们还推导出一个表达式的自旋灵敏度$S_μ^{1/2}$，这取决于$S_Φ^{1/2}$，上的位置和取向的磁性粒子的磁矩被检测的SQUID，和SQUID的几何形状。对于这里给出的未优化的SQUID，我们估计了$S_μ^{1/2}=390\,μ_B/\sqrt{\rm{Hz}}$，它可以进一步提高至少一个数量级。
2010-09-14 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
Proximity DC squids in the long junction limit
我们报告的设计和测量超导/正常/超导（SNS）接近直流鱿鱼在长结的限制，即超导回路中断的两个正常的金属线大约一微米长。由于金属之间的清洁界面，在低温下，大的超电流流过设备。直流鱿鱼状的几何形状导致通过磁通量对通过器件的临界电流进行几乎完全的周期性调制，其中通过SNS回路的通量量子的通量周期性为h/2 e。此外，我们研究了整个场的依赖性，特别是最大开关电流的低场和高场的依赖性。与著名的Fraunhoffer型振荡典型的短宽结相比，我们发现一个单调的高斯消光的临界电流在高场。如[15]所示，这种单调的相关性是长而窄的扩散结的典型特征。我们还发现在某些情况下，一个令人费解的再入低场。相反，临界电流的温度依赖性由邻近效应理论很好地描述，如Dubos { \it et al.} [16]在SNS电线上的长结限制。开关电流分布和滞后IV曲线也表明有趣的动态长SNS结的扩散时间跨结发挥了重要作用。
2007-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The role of coupling radius in 1D and 2D SQUID and SQIF arrays
本文从理论上研究了77 K下不同约瑟夫森结数目的一维和二维SQUID阵列中耦合半径对传递函数的影响。我们的研究结果显示了一个平台的阵列的最大传递函数与并联的结的数量。的平台定义的阵列耦合半径，我们表明，随着SQUID回路电感的归一化阻抗的降低而增加。耦合半径被发现是独立的串联的结的数量。最后，我们研究了一个一维和两个二维SQIF阵列在不同SQUID环面积分布下的电压-磁场响应和最大传递函数。
2021-09-01 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Degenerate ground state and anomalous flux hysteresis in an YBa2Cu3O7 grain boundary r.f. SQUID
我们报告的磁通磁滞曲线和陷阱磁通分布在YBa 2Cu 3 O 7射频测量。SQUID包含两个平行的紧密间隔的晶界约瑟夫森结。从T = 15 K到30 K的通量分布的加宽之后是在T = 35 K处的分叉，其对应于简并基态。在T ~ 40 K以上，分岔消失，磁通分布明显变窄，磁滞曲线出现小的二次回线。这种行为可以定性建模，如果我们假设一个温度依赖的二次谐波项的结的电流相位关系。
2004-03-21 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
Constants of motion in the dynamics of a 2N-junction SQUID
我们证明了由2N个过阻尼、分流的相同结组成的2N结SQUID（超导量子干涉器件）可以描述为一个只有6个自由度的系统，其中任意N > 2。这是通过Watanabe和Strogatz（Physica D，Vol.74，（1994）p.197）为串联偏置阵列引入的简化来实现的。在我们的例子中，由于沿着构成装置的超导回路的相位量化的要求，描述系统需要6个而不是3个自由度。推广到多结并行阵列是简单的。
1995-07-18 chao-dyn cond-mat.supr-con nlin.CD
A Compound Josephson Junction Coupler for Flux Qubits With Minimal Crosstalk
实验证明了一种改进的可调谐耦合元件，用于构建耦合rf-SQUID通量量子比特网络。这种新形式的耦合器基于复合约瑟夫森结rf-SQUID，提供了量子位之间的符号和幅度可调谐互感，具有从耦合器调谐参数到量子位的最小非线性串扰。定量协议之间示出的耦合器的潜在的有效的一维模型和耦合器的持续电流和磁化率的测量。
2009-07-16 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
Magnetic Sensors Based on Long Josephson Tunnel Junctions - An Alternative to SQUIDs
约瑟夫森器件的特性受到几何效应的强烈影响。环形超导电极将长约瑟夫森隧道结与周围的电磁场紧密耦合。由于磁通量守恒，与回路相关的磁通量的任何变化都会导致回路周围循环的屏蔽电流的变化，这反过来又会影响约瑟夫森结的临界电流。这种方法允许实现一个新的家庭的强大的超导设备（不基于量子干涉），可以作为一个通用的磁传感器。最好的性能是在不影响噪声性能的情况下，通过采用比其约瑟夫森穿透长度长几倍的直插式结来实现的。与目前可用的最灵敏的磁探测器，即超导量子干涉器件（SQUID）相比，对大范围内的磁通量变化的线性（而不是周期性）响应只是其几个优点之一。我们还将评论所提出的系统的缺点，并推测其噪声特性。
2012-09-18 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Superconducting quantum interference devices with submicron Nb/HfTi/Nb junctions for investigation of small magnetic particles
在$4.2\,\mathrm{K}$温度下，研究了基于HfTi势垒的亚微米约瑟夫森结的小型化Nb直流超导量子干涉器件（SQUID）的电输运、磁通噪声和自旋灵敏度。SQUID的布局是磁力计型或梯度型。在白噪声区，对于最佳磁强计，我们得到磁通噪声$S_Φ^{1/2}=250\,\mathrm{n}Φ_0/\mathrm{Hz}^{1/2}$，对应于自旋灵敏度$S^{1/2}_μ\,\ge\,29\,μ_B/\mathrm{Hz}^{1/2}$。对于梯度计，我们发现$S_Φ^{1/2}=300\,\mathrm{n}Φ_0/\mathrm{Hz}^{1/2}$和$S^{1/2}_μ\,\ge\,44\,μ_B/\mathrm{Hz}^{1/2}$。这些器件仍然可以在磁通噪声和磁性粒子与SQUID之间的耦合方面进行优化，从而为进一步改进单自旋分辨率留下空间。
2011-06-10 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
Thermally activated conductance in arrays of small Josephson junctions
我们提出了测量的温度依赖性电导的小电容SQUID的串联阵列。在低偏置电压下，阵列表现出很强的库仑阻塞，我们详细研究了温度和约瑟夫森能量$E_J$的函数。我们发现，零偏压电导很好地描述了热激活电荷输运的激活能的顺序为$ΛE_C$，其中$Λ$是在阵列中的电荷屏蔽长度和$E_C$是一个单一的SQUID的充电能量。
2013-06-26 cond-mat.supr-con
Diode effect in Shapiro steps in an asymmetric SQUID with a superconducting nanobridge
本研究在含超导纳米桥的不对称SQUID中，发现交流模式下Shapiro台阶存在显著不对称性，源于正弦与多值电流-相位关系的相互作用，尽管临界电流二极管效应微弱。
2025-10-17 cond-mat.supr-con
Voltage-flux-characteristics of asymmetric dc SQUIDs
我们提出了一个详细的分析，电压通量V（Φ）特性的非对称直流SQUID与各种不对称。对于两个约瑟夫森结的临界电流中的有限不对称性α_I，相反极性的偏置电流的V（Phi）特性中的最小值沿着通量轴相对于彼此偏移Δ_Phi =（α_I）*（β_L）; β_L是屏蔽参数。这个简单的关系式使我们在YBa_2Cu_3O_（7-x）dcSQUID的实验中可以测定α_I并与理论进行比较。在广泛的beta_L和噪声参数Gamma范围内的大量数值模拟揭示了传递函数V_Phi对alpha_I和alpha_R（结电阻不对称性）的系统依赖性。对于对称dc SQUID，V_Phi分解为g（Gamma*beta_L）*f（alpha_I，beta_L），其中f也取决于alpha_I。当β_L小于5时，我们发现V_Phi随α_I的增加而减小，但这只能部分解释高T_c直流SQUID中经常观察到的V_Phi与实验值之间的差异。
2000-12-07 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
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
Superconducting quantum interference phenomenon in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ single crystals
研制了基于Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu_2 O $_{8+δ}$高$T_c$超导体本征约瑟夫森结的可操作的dc-SQUID。新颖的平面内回路布局和开发的原位端点检测方法允许精确控制SQUID中的结数。观察到超导电流作为通过SQUID环的磁通量的函数的明显的周期性调制。这是Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu_2 O $_{8+δ}$单晶中量子干涉现象的明确证据。
2005-08-16 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
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
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
YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ nano-constriction Josephson junctions and SQUIDs fabricated by focused helium-ion-beam irradiation
通过聚焦氦离子束辐照制备YBa$_2$Cu$_3$O$_7$纳米缩窄约瑟夫森结及SQUID，实现超导到绝缘态的转换并应用于超导量子干涉仪和THz探测器。
2025-11-24 cond-mat.supr-con quant-ph
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
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
