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
The Critical Current of Point Symmetric Josephson Tunnel Junctions
约瑟夫森隧道结的物理性质很大程度上取决于它们的几何构型。结的形状决定了其约瑟夫森电流的磁场依赖性的具体形式。在这里，我们解决的特殊形状的平面约瑟夫森隧道结在任意取向的面内磁场的存在下的磁衍射图案。我们专注于一个广泛的合奏结的形状是不变的点反射下。我们分析了这类等距的含义，并导出了形状为两个点对称平面图形的并集或相对补的结的阈值曲线。
2016-06-08 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
Superelliptic Josephson Tunnel Junctions
约瑟夫森结最重要的实用特性是它的临界电流。结的形状决定了其约瑟夫森电流的磁场依赖性的具体形式。在这里，我们解决特殊形状的平面约瑟夫森隧道结的磁衍射图案。我们专注于广泛的广义椭圆，称为超椭圆，它保留了二阶对称性合奏。我们分析了这种等距性的含义，并推导出了超椭圆约瑟夫森结阈值曲线的显式表达式。详细研究了它们的磁场模式，重点是大场强时旁瓣振幅的衰减率。
2016-11-07 cond-mat.supr-con
Oblique surface Josephson plasma waves in layered superconductors
本文从理论上研究了沿层状超导体与电介质界面传播的斜表面波。我们假设该界面垂直于超导层，并且界面处的OSW可以相对于它们以任意角度传播。层状超导体中OSW的电磁场是寻常波（其电场平行于层）和非常波（其磁场平行于层）的叠加。我们推导出了OSW的色散方程，并表明色散曲线有端点，非常模式从倏逝波转变为体波，传播到超导体深处。此外，我们已经解析地解决了问题的谐振激发的OSWs的衰减全反射方法使用一个额外的介质棱镜。由于超导体边界的强电流各向异性，OSW的激发伴随着一个额外的重要现象：从棱镜底部反射的波中出现了具有正交偏振的电磁场分量。我们证明，对于问题参数（波的频率、入射波矢的方向、介质棱镜与超导体之间的间隙厚度等）的确定的最佳组合，完全抑制了反射波，反射波的偏振与入射波的偏振一致。与各向同性情况相反，即使在无耗散极限下也可以观察到这种现象。在这种状态下，可以观察到入射波完全转变为具有正交偏振的反射波。
2013-02-08 cond-mat.supr-con
Static Properties of Small Josephson Tunnel Junctions in a Transverse Magnetic Field
数值模拟了外加磁场垂直于势垒面时，小平面约瑟夫森隧道结势垒内的磁场分布。模拟允许启发式的解析解的约瑟夫森静态相位分布，从所施加的场振幅的最大约瑟夫森电流的依赖关系推导出来。最常见的几何配置被认为是，在可能的情况下，理论研究结果与实验数据进行比较。
2008-04-07 cond-mat.supr-con
Planar Josephson Tunnel Junctions in a Transverse Magnetic Field
传统上，自从1962年约瑟夫森效应被发现以来，平面约瑟夫森隧道结的磁衍射图案一直是用在结平面内施加的场来记录的。在这里，我们讨论了静态结在横向磁场中的性质，其中由结的几何形状和配置的电极施加的退磁效果是重要的。测量了不同几何形状、尺寸和临界电流密度的铌基高质量平面结的临界电流与磁场的关系，结果表明，在实际应用中，采用横向磁场比面内场更有利于抑制约瑟夫森隧道电流和费斯克共振。
2007-11-15 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
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
Superconducting phases and the second Josephson harmonic in tunnel junctions between diffusive superconductors
我们考虑了通过绝缘隧道界面（I）的扩散超导体（S）之间的平面SIS型约瑟夫森结。我们构造了关于界面电导的完全自洽微扰理论。结果，我们找到了对第一次约瑟夫森谐波的修正，并计算了第二次约瑟夫森谐波。在任意温度下，我们修正了以前用解的简化形式得到的约瑟夫森隧道结中非正弦电流-相位关系的结果。我们的微扰理论还描述了序参量和反常格林函数的相位之间的差异。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous Fluxon Formation in Annular Josephson Tunnel Junctions
Zurek和Kibble认为，在连续相变中产生缺陷的可能性以一种特征方式取决于淬火速率。本文讨论了测量环形对称约瑟夫森隧道结中磁通子产生的Zurek-Kibble标度指数σ的实验。预测的指数是sigma = 0.25，我们发现sigma = 0.27 +/- 0.05。此外，有协议与ZK预测的整体归一化。
2002-07-21 cond-mat.supr-con
Properties of tunnel Josephson junctions with a ferromagnetic interlayer
利用准经典理论研究了脏极限下的超导体/绝缘体/铁磁体/超导体（SIFS）隧道约瑟夫森结.我们制定了一个定量模型描述的临界电流的振荡作为铁磁层的厚度的函数，并使用该模型来拟合最近的实验数据。我们还定量计算了这种类型的结的态密度（DOS），并比较DOS振荡与临界电流的振荡。
2008-01-14 cond-mat.supr-con
Probing interfacial pair breaking in tunnel junctions based on the first and the second harmonics of the Josephson current
它将表明，一个明显的界面对断裂可以确定约瑟夫森隧道结提供的第一j_{1c}和第二j_{2c}谐波的超电流，以及在散装j_{dp}的depairing电流，是已知的。也就是说，在金兹伯格-朗道理论中，强界面电子对破缺导致关系式j_{2c} j_{dp} >> j_{1c} ^2，而在标准结中，电子对破缺小到可以忽略不计，则出现相反性质的关系。
2012-05-29 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
Confocal Annular Josephson Tunnel Junctions
约瑟夫森隧道结的物理性质极大地依赖于它们的几何结构，在这里，我们表明，微小的几何细节也起着决定性的作用。更具体地说，我们发展的理论，短和长的共焦环形约瑟夫森隧道结中存在的任意取向的面内磁场。圆环约瑟夫森隧道结的行为，然后被看作是简单的上述结果的一个特殊情况。对于具有归一化周长小于1的结，即使在具有捕获的约瑟夫森涡旋的情况下，也导出和计算阈值曲线。对于较长的结进行数值分析后，推导出适当的运动方程的约瑟夫森相位。我们发现，该系统是由一个修改和扰动的sine-Gordon方程与空间相关的有效约瑟夫森穿透长度成反比的本地结宽度。环隙宽度的非均匀性对通量的静、动力学都有很大的影响。静态零场多通量的解决方案存在，即使在存在一个大的偏置电流。由于耗散损失，行进通量的切向速度不由驱动力和阻力之间的平衡决定。此外，磁通运动的特点是由一个强大的径向向内加速度，导致电磁辐射集中在椭圆赤道点。
2016-02-01 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
Investigation of TiO$_x$ barriers for their use in hybrid Josephson and tunnelling junctions based on Ba-122 thin films
我们测试了氧化钛层作为高$I_cR_n$产品的混合约瑟夫森结的势垒，并用于隧道光谱的结的制备。为此，我们首先分别用传统的超导体电极铅和铌制备结。通过调整势垒厚度，我们能够将结的行为从约瑟夫森结改变为适用于准粒子光谱的隧道样行为。随后，我们将该技术转移到使用通过脉冲激光沉积制备的Co掺杂BaFe $_2$ As $_2$薄膜作为基极和蒸发Pb作为对电极的结。对于厚度为1.5nm的势垒，在4.2K下，用$I_cR_n$、$\approx$、90、$μ$ V观察到明显的约瑟夫森效应。这些结的行为类似于SNS，并由Andreev反射输运机制控制。对于势垒厚度为2.0nm或更高的结，没有观察到Josephson效应，但观察到了类似于SIS '或SIN'的行为，并观察到了类似隧道的电导谱.
2014-03-12 cond-mat.supr-con
Zurek-Kibble domain structures: The Dynamics of Spontaneous Vortex formation in Annular Josephson Tunnel Junctions
在有限时间内执行的相变显示了具有缺陷的畴结构，Zurek和Kibble认为该畴结构以特征方式依赖于淬火速率。在这封信中，我们提出了一个实验来测量Zurek-Kibble标度指数σ。使用对称和长约瑟夫森隧道结，其预测指数为sigma = 0.25，我们发现sigma = 0.27 +/- 0.05。此外，有协议与ZK预测的整体归一化。
2002-07-23 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium effects in tunnel Josephson junctions
本文研究了在低外加电压、$eV \ll 2Δ$和有限温度下，带长扩散超导引线的偏压隧道结中电流输运的非平衡效应。由于约瑟夫森频率的小值，准粒子谱随超导相位差的时间演化而变化，这导致在隧道结附近形成振荡束缚态（Andreev带）。被Andreev带捕获的准粒子产生更高的偶次谐波的约瑟夫森交流电流，而且，在非弹性散射的存在下，非平衡直流电流，这可能大大超过直流准粒子电流给出的隧道模型。由于谱振荡，行进准粒子的分布也偏离平衡，这导致对直流电流的额外贡献，与$\sqrt{V}$成比例。
2005-04-24 cond-mat.supr-con
Josephson effect and tunneling spectroscopy in Nb/Al2O3/Al/MgB2 thin films junctions
本文报道了Nb/Al_2 O_3/Al/MgB_2薄膜异质结的直流和交流约瑟夫森效应以及隧道谱测量结果。直流约瑟夫森效应的数据表明，存在两个特征的临界电流可能占的存在下，在MgB 2膜的两个差距。隧道光谱测量证实了这两个间隙的情况下，并解释与存在的隧道从肮脏的限制和清洁的限制区域，反映了两个不同的序参量幅度。这两个间隙的行为被发现在很好的协议与最近提出的多间隙理论的预测。
2001-08-13 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Transconductance quantization in a topological Josephson tunnel junction circuit
包含约瑟夫森隧道结的超导电路广泛用于基础研究以及量子信息和磁力测量等领域的应用。约瑟夫森结的量子相干性质使其特别适合于计量应用。约瑟夫森结足以形成量子精密测量三角形的两侧，将频率与电压或电流相关联，但不形成其基极，其直接将电压与电流相关联。我们提出了一个五约瑟夫森隧道结电路，其中同时泵浦磁通和电荷的结果在量子化的单位$4e^2/h = 2e/Φ_0$，库珀对电荷和磁通量子之间的比率。本文用交流约瑟夫森效应驱动的相互缠绕的库珀对泵浦来解释约瑟夫森量子化霍尔电导器件（JHD）。我们讨论的实验实施以及外部参数的最佳配置和可能的误差来源。JHD具有丰富的拓扑结构，并证明约瑟夫森隧道结是通用的，能够通过基本常数将频率，电压和电流相互关联。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall 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
Influence of thermal fluctuations on an underdamped Josephson tunnel junction
受最近实验的启发，我们研究了热涨落对耦合到强阻环境中的约瑟夫森结的$I$ - $V$特性的影响。在约瑟夫森能量大于充电能量且不存在准粒子的情况下，我们得到了解析结果。
2003-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The two Josephson junction flux qubit with large tunneling amplitude
本文讨论了在两个宏观态之间具有大隧穿振幅的约瑟夫森通量量子比特的固态纳米电子实现。后者可以通过势垒的高度和阱的形式来控制，这是由通量量子比特电路的量子态工程决定的。磁通量子比特最简单的电路是由约瑟夫森纳米级隧道结中断的超导回路。如果隧道结被ScS接触代替，则通过量子位电路的工程设计，可以实质上增加两个宏观上不同的状态之间的隧穿幅度。然而，只有约瑟夫森隧道结特别适合于大规模集成电路和具有当今技术的量子探测器。为了克服这个困难，我们考虑在这里的磁通量子比特与高水平的能量分离之间的“接地”和“激发”状态，它包括一个超导回路与两个低电容约瑟夫森隧道结串联。我们证明，对于两个宏观态之间的共振叠加的实参数的隧穿振幅可以达到大于1K的值。在半经典近似下利用瞬子技术得到的隧穿振幅的解析结果与数值解有很好的相关性。
2013-03-30 cond-mat.mes-hall 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
New Experiments for Spontaneous Vortex Formation in Josephson Tunnel Junctions
Zurek和Kibble认为，在连续相变中产生缺陷的可能性以一种特征方式取决于淬火速率。本文讨论了测量环形对称约瑟夫森隧道结中磁通子产生的Zurek-Kibble标度指数$σ$的改进实验。我们找到了$σ\simeq 0.5$。此外，我们报告的结隙电压的温度依赖性，允许精确监测淬火过程中的快速温度变化的准确测量。
2006-07-02 cond-mat.supr-con
Planar Josephson Tunnel Junctions in an Asymmetric Magnetic Field
我们分析了由非均匀外部磁场在平面约瑟夫森隧道结的末端施加的非对称边界条件所产生的后果，并预测了一些可测试的签名。当结长$L$小于其约瑟夫森穿透深度$λ_j$时，静态分析计算会导致类似菲涅耳的磁衍射图案，而不是均匀场的典型的夫琅和费图案。数值模拟允许调查中间长度（$L\approx λ_j$）和长（$L>λ_j$）结。我们考虑均匀和$δ$形偏置分布。我们还推测，利用该系统的独特的静态性能的基础实验和设备的可能性。
2010-06-01 cond-mat.supr-con
Spontaneous Fluxon Production in Annular Josephson Tunnel Junctions in the Presence of a Magnetic Field
我们报道了环形约瑟夫森隧道结在热猝灭过程中，在有破磁磁场存在的情况下，磁通子的自发产生。在N-S相变过程中，$\bar{f_1}$捕获单个缺陷的概率对场强$B$的依赖性极大地依赖于样品的周长。我们表明，数据可以理解的框架内的Kibble-Zurek图片的自发缺陷形成的因果界限控制。
2007-11-15 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
Josephson Tunnel Junctions in a Magnetic Field Gradient
测量了高质量铌基平面约瑟夫森隧道结在可控非均匀场分布下的临界电流随磁场的变化关系。我们发现倾斜和缓慢变化的磁衍射图案完全不同于典型的Fraunhofer一样的一个均匀的领域。我们的发现可以很好地解释在最近的理论预测[R。Monaco，J.Appl.Phys.vol.108，033906（2010）]，用于均匀的磁场梯度，导致类菲涅尔磁衍射图案。我们还表明，费斯克共振可以抑制由一个不对称的磁场配置文件。
2011-01-08 cond-mat.supr-con
Observation of a New Fluxon Resonant Mechanism in Annular Josephson Tunnel Structures
在一个受迫sine-Gordon系统的动力学中观察到一种新的动力学状态。这种谐振状态，已被实验观察到作为一个奇异的直流电流电压特性的环形约瑟夫森隧道结，在磁场的存在下激发。在这方面，它可以被同化的自共振称为费斯克步骤。然而，从这些，随后，我们证明，在数值模拟的基础上，其详细的动力学涉及旋转磁通对，一种机制，到目前为止，被称为零场步骤的自共振。
2004-06-04 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
Multi-photon transitions between energy levels in a current-biased Josephson tunnel junction
在低温下，对小电流偏置约瑟夫森隧道结在弱微波辐射下从零电压态的逃逸进行了实验研究。的结开关电流分布的测量表明的宏观量子隧穿的相位以下的交叉温度$T^{\star} \approx 280 \rm{mK}$。在低于$T^{\star}$的温度下，我们观察到单光子和\emph{multi-photon}之间的结能级的过渡，通过施加微波辐射的频率范围之间的$10 \rm{GHz}$和$38 \rm{GHz}$的结。这些观察结果反映了只包含少量能级的结势的非谐性。
2002-06-13 cond-mat.supr-con
On the theory of Josephson effect in a diffusive tunnel junction
本文在一维几何条件下研究了扩散超导体间约瑟夫森隧道结平衡载流态的特性。结果发现，约瑟夫森电流诱导的电子激发在隧道势垒附近，这是一个连续的模拟在弹道结中的Andreev水平的本地化状态。相应的“势阱”的深度远大于Andreev能级和连续能谱边界之间的间隔，对于相同的势垒transmittance。在弹道结中，约瑟夫森电流完全通过局域激发传输，与此相反，扩散结中的电流贡献来自能隙边界附近的整个光谱区域，其中态密度与其未扰动值有很大不同。计算了势垒跃迁的二阶约瑟夫森电流的修正，发现扩散结微扰理论的真正展开参数不是隧穿几率$Γ$本身，而是一个大得多的参数$W = (3ξ_0/4l)Γ$ .
1999-03-23 cond-mat.supr-con
Effective description of tunneling in a time-dependent potential with applications to voltage switching in Josephson junctions
我们提出用含时虚势来描述量子力学隧穿时变势垒。我们使用伽莫夫解决方案的静态隧穿问题，以证明我们的选择的潜力，我们应用我们的方法来描述隧穿的介观量子变量：相变跨越约瑟夫森结。约瑟夫森结相变量的行为相当于在倾斜搓板势中运动的粒子的位置坐标，我们对这种具有随时间变化的倾斜势中运动的一般解再现了与约瑟夫森结中电压切换相关的许多特征。除了在量子信息研究中作为人工原子的应用外，约瑟夫森结还可以作为电场敏感探测器，我们的研究提供了对电压开关动力学如何与电场幅度耦合的详细理解。
2013-05-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Coherent diffraction of thermal currents in Josephson tunnel junctions
本文从理论上研究了面内磁场作用下温度偏置约瑟夫森隧道结中的热输运。与约瑟夫森临界电流完全类似，通过结的热通量的相位相关分量显示相干衍射。热输运分析在三个典型的结几何形状突出其主要区别。值得注意的是，约瑟夫森耦合能量的最小化需要跨结的量子相位差以适当的磁通量间隔经历π滑移。提出并分析了一种适用于热衍射检测的实验装置。
2013-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junctions with nonlinear damping for RSFQ-qubit circuit applications
我们证明了超导体-绝缘体-正常金属（S-I-N）结构对超导体-绝缘体-超导体约瑟夫森结的分流具有显著的非线性I-V特性，可以显著地改变约瑟夫森动力学。在约瑟夫森产生的制度中，相位表现为过阻尼坐标，而在超导状态下，阻尼和电流噪声非常小，这对于这种结用于读出和控制约瑟夫森量子比特的应用至关重要。制备了由Nb/AlO ${_x}$ /AuPd结分流的S-I-N型超导Nb/AlO ${_x}$ /Nb结，并与我们的模型一致，在温度低至1.4K时表现出非滞后的I-V特性。
2004-11-24 cond-mat.supr-con
Theory for Photon-Assisted Macroscopic Quantum Tunneling in a Stack of Intrinsic Josephson Junctions
本文提出了一种在电容耦合本征约瑟夫森结中的光子辅助宏观量子隧穿（MQT）理论，纵向集体相位振荡模式。阐明了$N$结系统中集体振荡态的能级量子化方案。当多光子过程中由微波激发的单等离子体激元态到均匀电压态发生MQT时，我们的理论预言逃逸率与$N^2$成正比。这一结果与最近在Bi-2212本征约瑟夫森结中观察到的结果一致。
2006-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junctions with ferromagnetic $\Fe_{0.75}\Co_{0.25}$ barriers
研究了以强铁磁合金$\Fe_{0.75}\Co_{0.25}$为势垒材料的约瑟夫森隧道结。制备的结具有高质量的厚度范围内的几个单层的Fe-Co。之间的振荡长度的$ξ_{F2}\approx 0.79\:{\rm {nm}}$ 0和$π$约瑟夫森相位耦合和一个非常短的衰减长度$ξ_{F1}\approx 0.22\:{\rm {nm}}$的超导对波函数的振幅在Fe-Co层。强铁磁交换场和附加磁对破缺散射导致Fe-Co层内磁对波函数的快速衰减。具有Fe-Co势垒的约瑟夫森结显示出对于较大厚度$d_{F}$的剩磁和通量捕获的显著增加的趋势。
2009-05-06 cond-mat.supr-con
$δ$-biased Josephson tunnel junctions
长约瑟夫森隧道结的特性与直流偏置电流的分布密切相关。我们调查的情况下，偏置电流馈入的中心点的一维结。这种结配置最近已被用于检测超导回路中循环的持续电流。分析和数值结果表明，分数涡的存在导致显着的差异，从传统的情况下均匀分布的直流偏置电流。理论研究结果的支持下，详细的测量数的$δ$偏置样品具有不同的电气和几何参数。
2009-12-08 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
Macroscopic quantum tunneling in multigap superconducting Josephson junctions: Escape rate enhancement via quantum fluctuations of Josephson-Leggett mode
本文从理论上研究了单能隙超导体和多能隙超导体（如${MgB}_{2}$和铁基超导体）形成的异质约瑟夫森结中的宏观量子隧穿（MQT）。在这种约瑟夫森结中，限定了多于一个的相位差。我们阐明了相位差的量子动力学，并建立了多能隙约瑟夫森结中MQT的理论。相位差的动力学受到约瑟夫森-莱格特模式的强烈影响，该模式是相位差的异相振荡模式。逃逸率是根据约瑟夫森-莱格特模式重整化的有效作用量计算的。结果表明，当约瑟夫森-莱格特模的频率小于约瑟夫森等离子体频率时，逃逸率大大增强。
2011-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Andreev Bound States and Josephson Coupling in YBCO/Pb tunnel junction
我们原位制备了[103]和[110]YBCO/Pb结，它们显示出具有明确的准粒子分支和约瑟夫森电流的滞后行为。在d波超导体表面的Andreev束缚态（ABS）的隧穿电导中观察到零能量电导峰。在低温下观察到的这个峰的分裂可以证实存在打破时间反演对称性的表面态。然而，到目前为止，我们还没有看到任何证据表明约瑟夫森电流和零能ABS之间的耦合，由Y。Tanaka和S.柏屋（PRB 56 p.892）。
1999-09-14 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
Josephson tunnel junction controlled by quasiparticle injection
提出了一种基于准粒子注入的约瑟夫森隧道结晶体管。它的操作依赖于在结电极之一的电子分布的操纵。这是通过两个额外的隧道耦合超导体通过结电极注入准粒子电流来实现的。大的超电流增强和快速淬火可以实现相对于平衡通过改变准粒子注入适当的温度制度和合适的超导体组合。加上大功率增益，这使得该器件在需要降低噪声和低功耗的应用中具有吸引力。
2004-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrically Tunable Macroscopic Quantum Tunneling in a Graphene-based Josephson Junction
石墨烯基约瑟夫森结中的随机开关电流分布呈现出从经典到量子的过渡，揭示了低温下约瑟夫森相粒子的宏观量子隧穿（MQT）现象.微波光谱测量表明，在搓板势阱中，通过离散的能级发生多光子吸收过程。MQT的交叉温度和量子化的能级间距由门电压控制，这意味着它的潜在应用门可调超导量子比特。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
0-pi Josephson tunnel junctions with ferromagnetic barrier
制备了高质量的Nb/Al_2O_3/ Ni_{0.6} Cu_{0.4} /Nb超导体-绝缘体-铁磁体-超导体约瑟夫森隧道结。利用阶梯状厚度的铁磁层，我们得到了0-π结，具有相等的长度和0和π部分的临界电流。我们的330微米（1.3 λ_J）长的结的基态对应于一个自发的涡流超导钉扎在0 π步骤和携带~6.7%的磁通量量子Phi_0。临界电流对外加磁场的依赖性在零磁场附近有一个明显的极小值。
2006-10-05 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
Scaling Laws for Fluxon Formation in Annular Josephson Tunnel Junctions
Zurek和Kibble认为，在连续相变中产生缺陷的可能性以一种特征方式取决于淬火速率。本文讨论了测量环形对称约瑟夫森隧道结中磁通子产生的Zurek-Kibble标度指数$σ$的实验。预测的指数是$% σ=0.25$，我们找到了$σ=0.27\pm 0.05$。此外，有协议与ZK预测的整体归一化。
2003-01-16 cond-mat.supr-con
Dynamics of Josephson junctions beyond the tunneling limit
本文提出了一种超越隧道极限的广义RCSJ模型，用于描述约瑟夫森结中具有非线性电流-电压特性和任意电流-相位关系的超电流动力学。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall 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
Reentrance effect in macroscopic quantum tunneling and non-adiabatic Josephson dynamics in d-wave junctions
本文对含有低能准粒子的超导结中的非绝热约瑟夫森动力学进行了理论描述。在这种方法中，我们研究了非常规d波超导体结中的中间带隙态的影响。我们确定了热激活和宏观量子隧穿之间的过渡中的再入效应，并将这种现象连接到物理评论Lett的实验观察。94，087003（2005）中所述。研究还表明，非线性约瑟夫森动力学可以定义为共振相互作用的中间带隙态联想到非线性光学现象中的二能级原子的介质。
2010-09-01 cond-mat.mes-hall 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
Enhancement of the Josephson current by magnetic field in superconducting tunnel structures with paramagnetic spacer
本文研究了（S/M）IS隧道结构在平行磁场中的直流约瑟夫森临界电流（这里S为超导体，S/M为邻近耦合的S和顺磁M双层，I为绝缘势垒）。我们考虑的情况下，由于洪德的规则，在M金属的有效分子相互作用对齐自旋的导电电子反平行于本地自旋的磁性离子。预测了隧道结构中存在内部磁场和外加磁场对库珀对的破坏作用减弱的条件，以及外加磁场的增加引起隧道临界电流的场致增强的条件。超导性和磁性之间的相互作用，这种有趣的效果的实验实现也进行了讨论。
2004-12-11 cond-mat.supr-con
