Glassiness Vs. Order in Densely Frustrated Josephson Arrays
我们进行了广泛的蒙特卡罗模拟的库仑气体对偶的均匀挫折二维XY模型，一系列的挫折f收敛到（3-sqrt 5）/2。我们发现在这些系统中，在T_c仅随f轻微变化时，一级平衡相变为有序涡旋结构。这种有序的涡旋结构在出现随f变化的较低的钉扎跃迁T_p（f）之前，一般保持相位非相干。我们认为，在早期的模拟中，该模型报告的玻璃态行为是动态效应。
1997-09-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum tunneling in globally coupled series arrays of Josephson junctions
本文定量地分析了全局耦合约瑟夫森结串联阵列从超导态到电阻态的逃逸率。全局耦合由外部分流阻抗提供。这样的阻抗可以强烈地抑制从热涨落到量子区的交叉温度，以及短约瑟夫森结串联阵列中的宏观量子隧穿（MQT）。然而，在大的串联阵列中，我们得到了交叉温度的增强，以及MQT逃逸率的巨大增加。这种效应可以用分布在整个结构上的{ \it时空电荷瞬子}的激发来解释。该模型给出了一个可能的解释，最近发表的实验结果上的MQT在单晶高$T_c$超导体的增强。
2006-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Insulating Josephson-junction chains as pinned Luttinger liquids
一维空间的量子物理学非常丰富，但即使有强相互作用和无序，也令人惊讶地易于处理。这是因为几乎所有一维系统的低能物理都可以用Luttinger液体来描述，这是一个与更高维度的费米液体相似的关键概念。虽然已经有许多理论上的建议，使用线性链和约瑟夫森结的梯子，以创建新的量子相位和设备，只有适度的进展，实验。一个主要的障碍是理解无序在这种系统中的作用。我们目前的实验结果，建立绝缘状态的线性链的亚微米约瑟夫森结作为Luttinger液体钉扎的随机偏移电荷，提供了一个一维的实现玻色玻璃，强烈验证量子多体理论的一维无序系统。这种电子玻璃在约瑟夫森结链中的普遍存在对于它们被提议用作基本电流标准具有重要意义，该基本电流标准基于通量量子的相干隧穿的同步（量子相位滑移）。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Korshunov instantons in a superconductor at elevated bias current
即使在零温度下，耗散也会减少量子涨落，并倾向于使粒子局域化。一个值得注意的例外是由于准粒子隧穿在约瑟夫森结的非线性耗散。众所周知，准粒子耗散并不阻止超导结中的相粒子相干隧穿到下一个最近的最小值，即使隧穿到最近的最小值被抑制。原因是耗散作用量存在一个瞬子解，即所谓的Korshunov瞬子。在这里，我们分析这个模型在偏置电流升高$I$。我们发现，除了已知的制度，其中的隧道速率的对数缩放为$I^{2/3}$有一个新的制度与缩放$I^2$。我们认为，新的制度打开了一个机会，实验验证的Korshunov瞬子的偏置电流升高导致更大的隧穿率相比，早期的结果。
2017-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Plasma Resonance in Solid and Glass Phases of Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$
在19 ~ 70 GHz的微波频率范围内，利用约瑟夫森等离子体共振研究了欠掺杂BiPDMATHABMM SrPDMATHABMM CaCu $_2$ O $_{8+δ}$单晶中涡旋物质的相和相变.伴随着涡旋晶格熔化转变，观察到了从等离子体频率的场依赖性中提取的层间相位相干性的跳跃。在固相中，在低于$T_c$的温度区域，层间相干性几乎不依赖于场，而随着场向熔化线增加直到刚好低于$T_c$，层间相干性逐渐减小。结果，跳跃的幅度随着温度的升高而减小，并且在$T_c$附近逐渐消失。这表明在涡旋固相中形成的涡旋线是热弯曲的，并且相变变弱，特别是在$T_c$正下方。
2000-10-17 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
Superconducting $d_{x^2-y^2} \pm id_{xy}$ phase glass
讨论了磁性杂质对d波超导体的影响。我们计算了d波超导体中杂质自旋之间的电子介导的RKKY相互作用，发现它在大距离处衰变为$r^{-3}$。我们认为，这种相互作用导致在低温下形成的自旋玻璃$T \ll T_c$。以前的研究表明，在每个杂质自旋周围诱导出一个局部的复杂的$Δ^1 \sim d_{xy}$序参量。我们考虑了对隧穿导致的诱导$d_{xy}$序参量的不同补丁之间的约瑟夫森相互作用。由于杂质自旋和超导序参量之间的局部耦合，约瑟夫森耦合在低温下有利于铁磁相。约瑟夫森耦合和RKKY相互作用之间的竞争产生了一个有趣的相图。在低杂质浓度下，我们发现了一种不寻常的超导相玻璃，其中杂质自旋$S^z$和$d_{xy}$组分是无序的，但这两者的产物形成了真正的长程序$<S^z Δ^1>$。该相在纯磁性自旋玻璃中没有类似物，并且是杂质自旋与$Δ^1$相直接耦合的结果。在高杂质浓度下，可能会形成铁磁相。
2000-04-25 cond-mat.supr-con
Low frequency resistance and critical current fluctuations in Al-based Josephson junctions
我们提出了低温测量的低频$1/f$噪声所产生的两个层次的波动在Al/AlO $_{x}$ /Al约瑟夫森结的氧化物势垒的合奏。分数噪声功率谱的临界电流和正常状态下的电阻具有类似的幅度和规模与温度呈线性关系，这意味着两者之间的等效性。编译我们的结果和发表的数据，我们推导出的面积和温度缩放的噪声为AlO $_{x}$势垒结。我们发现结势垒中的二能级涨落密度与玻璃态系统中的典型值相似。我们讨论了其含义以及与最近量子位实验的一致性。
2013-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Photon-instanton collider implemented by a superconducting circuit
瞬子是时空局域的量子场隧穿事件，在关联凝聚态和高能系统中普遍存在。然而，通过与常规粒子的碰撞直接观察它们被认为是不可能的。我们展示了电路量子电动力学的最新进展，特别是，实现电流耦合的transmon量子比特的高阻抗传输线，允许观察单微波光子的非弹性碰撞与瞬子（相位滑移）。我们发展了一种计算光子-瞬子截面的形式，这在其他量子场论中应该是有用的。特别是，我们表明，非弹性散射概率可以显着超过传统的约瑟夫森四次非谐性的影响，并达到订单单位值。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
Interplay of classical and "quantum" capacitance in a one dimensional array of Josephson junctions
即使在没有库仑相互作用的情况下，量子尺寸效应引起的相位波动在超导纳米结构中变得越来越重要，因为平均能级间距变得与体超导能隙相当。在这里，我们研究的作用，这些波动，被称为“量子电容”，在一个一维（1D）的超小约瑟夫森结（JJ）在零温度下的相图，通过使用路径积分技术。我们的分析还包括耗散由于准粒子隧穿和库仑相互作用通过一个有限的互电容和自电容。由此产生的相图有几个有趣的特点：一个有限的量子电容可以稳定的超导性，即使在有限的互电容能量的限制，经典的相位相干性的破坏。在消失的充电效应的情况下，相关的冷原子设置库仑相互作用是不存在的，我们分析表明，超流性是强大的小量子有限尺寸的波动，并确定最小晶粒尺寸的相位相干存在于阵列中。我们还发现，在某些情况下，重整化群结果对瞬子逸度的相对较小的变化非常敏感。例如，电容的特定组合可能导致超导体-绝缘体转变对约瑟夫森耦合的非单调依赖性。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex stripe glass with self-generated randomness
通过数值模拟发现，在各向异性约瑟夫森耦合的正方晶格上的阻挫约瑟夫森结阵列（JJA）在不存在淬火无序的情况下存在有限温度玻璃化转变。在低温下，涡旋向耦合较弱的方向发展。整个非晶涡旋固体可以通过非平凡的软模平滑地流向强耦合的方向。其结果是宏观相位相干性被破坏，这让人想起纯体超导体中的涡流或阻挫磁体中的自旋手征解耦。相反，这样的软模式是不存在的方向较弱的耦合。因此，该系统表现为欧姆（未堵塞）液体或超导（堵塞）固体相对于注入外部电流，即。e.沿不同方向剪切。这种干扰玻璃转变可以被看作是奥布里转变的二维实现。
2009-07-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Vortex detection and quantum transport in mesoscopic graphene Josephson junction arrays
我们研究了介观约瑟夫森结阵列通过图案化单层石墨烯上的超导磁盘，集中在这些设备的高$T/T_c$制度和现象，有助于超导玻璃态扩散阵列。我们观察到的功能在磁导合理分数的磁通量子每个阵列单元格，我们归因于磁通量子化的涡旋的形成。应用领域的功能发生很好地描述了金斯堡-朗道模拟，考虑到在阵列中的单元格的数量。我们发现，在超导体的临界温度和磁场以下，平均电导和普适电导涨落都增强，远离石墨烯狄拉克点的增强更大.
2015-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistent current in a 2D Josephson junction array wrapped around a cylinder
研究了圆柱体周围约瑟夫森结阵列中的持续电流。阵列的$T=0$量子统计力学等效于在有效温度$T^{*}=\sqrt{2JU}$下2+1维中经典$xy$自旋系统的统计力学，其中$J$是结的约瑟夫森能量，而$U$是超导岛的充电能量。它是研究分析和数值上的晶格包含超过一百万个网站。对于弱无序和$T^{*}\ll J$，数值计算的持续电流对无序和$T^{*}$的依赖性与自旋波近似下的分析结果在定量上一致。高$T^{*}$和/或强无序行为由对应于2+1维涡旋环的瞬子主导。电流在量子相变到库珀对绝缘相时被完全破坏。
2016-05-26 cond-mat.supr-con
Quantum decay of the supercurrent and intrinsic capacitance of Josephson junctions beyond the tunnel limit
相对于有限电阻态的形成，约瑟夫森结的非耗散超流态是亚稳态。这种转变是由波动驱动的，高温下是热的，低温下是量子的。我们评估了这种状态的寿命，由于量子涨落的极限时，超电流接近临界电流。衰变几率由超导相位差在结上的瞬子作用决定。在低温下，相的动态是巨大的，并且由有效电容决定，有效电容是结的几何电容和固有电容的总和。我们的模型的约瑟夫森结的中心部分由任意短介观导体描述的一组其传输系数，或由一个任意长度的扩散线。本征电容通常可以估计为$C_* \sim G/E_g$，其中$G$是结的正常状态电导，而$E_g$是其正常部分中的邻近小间隙。得到的电容是足够大的定性解释滞后行为的电流-电压特性，即使在没有过热。
2015-12-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evidence of first-order transition between vortex glass and Bragg glass phases in high-$T_{\rm c}$ superconductors with point pins: Monte Carlo simulations
本文用蒙特卡罗模拟研究了点钉存在下高$\vec{B}\parallel\vec{c}$超导体中涡旋玻璃相和布拉格玻璃相之间的相变。观察到有限的潜热和比热的$δ$函数峰，这清楚地表明这是一个热力学一级相变。熵跃变和林德曼数的值与熔化转变的值一致。层间相位差的大跳跃与Gaifullin { \it et al.}的Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+y}$的最近约瑟夫森等离子体共振实验一致。
2000-02-17 cond-mat.supr-con
Experimental Study of Positionally Disordered Josephson Junctions Arrays
我们实验研究了位置无序对具有$f = n$、${1/2} + n$或${2/5} + n$通量量子的整体$n$约瑟夫森结阵列的影响。该系统提供了具有随机相移的二维XY模型的实验实现。与许多早期的数值和分析研究相反，我们的结果表明，低温超导性永远不会被位置无序破坏。随着无序强度的增加，$f = 0$和1/2系统中的Kosterltz-lesser（KT）型有序转变为具有长程相位相干性的非KT型有序，这种非KT型有序甚至在最大无序极限下也持续存在。一个可能的有限温度玻璃化转变进行了讨论。
2005-09-06 cond-mat.supr-con
Competing Boundary Interactions in a Josephson Junction Network with an Impurity
我们分析了一个扰动的边界Sine-Gordon模型，其中两个不同的周期性和标度维度的边界项耦合到一个Kondo一样的自旋自由度。我们表明，通过有针对性地设计与自旋自由度的耦合，可以诱导两个边界相互作用之间的竞争，并且这会引起非微扰现象，例如新量子相的出现：事实上，我们证明了强耦合不动点可能由于一组新的相位滑移算子--短瞬子--的“去禁闭”而变得不稳定，与不太相关的边界算子相关联。我们指出，一个约瑟夫森结网络与相关的杂质位于其中心提供了一个物理实现的边界双Sine-Gordon模型。对于这个约瑟夫森结网络，我们证明了两个边界相互作用之间的竞争稳定了一个强大的有限耦合不动点，并在适当的规模，允许发病的$4e$超导性。
2010-06-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Logarithmically slow heat propagation in a clean Josephson-junction chain
Dipartimento di Fisica “E. Pancini”, Università di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学物理系）
研究显示，在清洁的约瑟夫森结链中，热传播呈现对数缓慢特性，而非扩散，这一现象在经典玻璃哈密顿系统中也观察到。
2026-02-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Dynamic critical behaviors in two-dimensional Josephson junction arrays with positional disorder
本文在反向分流结动力学的框架下，数值研究了具有位置无序的二维约瑟夫森结阵列的动力学临界行为。大规模计算的电流-电压特性揭示了一个证据，支持相变发生在非零的临界温度在强无序制度，以及在弱无序制度。弱无序下的相变属于Berezinskiii-Kosterlitz-BKT型。与此相反，非BKT过渡的证据被发现在强无序制度。这些结果与Yun { \it et al.}在cond-mat/0509151中关于位置无序的约瑟夫森结阵列;特别是非BKT转变的临界温度（范围从0.265下降到最小值0.22，单位为$E_J/k_B$，约瑟夫森耦合强度$E_J$），相关长度临界指数$ν=1.2$，强无序区的动力学临界指数$z=2.0$与现有的二维规范玻璃模型的研究结果一致。
2006-08-17 cond-mat.supr-con
Collapse of superconductivity in a hybrid tin-graphene Josephson junction array
当约瑟夫森结阵列由混合超导体/金属/超导体结构成时，当结正常态电阻增加时，将发生从超导到二维金属基态的量子相变.由于其表面暴露的2D电子气和其栅极可调的载流子密度，耦合到超导体的石墨烯是研究上述基态之间的跃迁的理想平台。在这里，我们表明，装饰石墨烯与超导纳米盘的稀疏和规则的阵列，使连续门调谐的量子超导体到金属的过渡的约瑟夫森结阵列到零温度的金属状态。邻近诱导超导性的抑制是盘的超导相的量子涨落出现的直接结果。在垂直磁场下，量子涨落和无序之间的竞争是超导玻璃态在最低温度下的弹性的原因，该弹性在上临界场以上持续存在。我们的结果提供了整个相图的无序和磁场调谐过渡和揭示了量子相位起伏的基本影响，在二维超导系统。
2014-02-09 cond-mat.supr-con
Creation of classical and quantum fluxons by a current dipole in a long Josephson junction
研究了电流从一点注入到另一点收集的长环形约瑟夫森结（JJ）中磁通子的静态和动态性质。均匀分布的直流偏置电流也适用。我们证明，在无限小的电流偶极子的大小的限制，偏置电流密度的临界值，在此之上静态相位分布不存在，这是最近发现的（在夫琅和费的分析形式）的环形JJ的长度远小于约瑟夫森穿透长度，是有效的，无论结的长度，包括无限长的JJ。在长环形JJ中，如果偏置电流密度超过临界值，则偶极子产生自由磁通。对于长JJ，我们还发现了另一个临界值（也是解析形式），它总是略小于Fraunhofer值，除了两个值都消失的点。产生新临界值的静态相位配置是基于不稳定的磁通-反磁通束缚态，因此它可能不会在通常的（经典）状态下表现出来。然而，它提供了一个占主导地位的瞬子配置隧道出生的自由通量，因此，它预计将确定在超低温下的通量量子出生阈值。我们还考虑了自由磁通子与被其钉扎的电流偶极子和反磁通子组成的复合体的相互作用，得到了一个抑制净相互作用力的条件，该条件使得自由磁通子的长JJ近似均匀。分析结果与数值模拟进行了比较。
2003-10-24 cond-mat.supr-con nlin.PS
Superconducting transition in disordered granular superconductors in magnetic fields
基于三维无序颗粒结构超导体在非零磁场中的超导转变场在低$T$极限下应高于$H_{c2}(0)$的观点，本文研究了无序量子约瑟夫森结阵列的玻璃化转变（或二维交叉）曲线$H_g(T)$.发现颗粒材料中的玻璃化转变或交叉可以与无定形（即，非粒状）材料。在大多数三维颗粒体系中，冷却时电阻率的消失甚至会发生在$H_{c2}(0)$以上，而在二维情况下，由于量子涨落的增强，电阻率的相应急剧下降可能只出现在$H_{c2}$以下。
2006-07-28 cond-mat.supr-con
Wohlleben Effect and Emergent Pi junctions in superconducting Boron doped Diamond thin films
金刚石是一种优良的带状绝缘体。然而，已知硼（B）掺杂诱导超导性。本文报道了超导掺硼金刚石（BDD）薄膜中的两种有趣效应：i）Wohlleben效应（顺磁迈斯纳效应，PME）和ii）低场自旋玻璃样磁化率反常。我们在掺杂量（1.4、2.6和3.6）X 1021 cm-3、温度范围2 - 10 K下进行了电和磁测量（在一个样本中加压）。PME是非均匀超导体中的一种低场异常现象，可能是由于磁通俘获、磁通压缩或非平凡的原因，如约瑟夫森π结的出现。PME和自旋玻璃型异常的联合出现表明可能出现Pi结。BDD是一种无序的s波超导体;当存在于弱超导区域时，π结可以通过自旋半矩的自旋翻转散射产生（Bulaevski et al. 1978）。0和Pi结的受抑网络将导致（Kusmartsev等，1992）自发平衡超电流的分布，即相玻璃态。嵌入金属流体中的Anderson定域自旋半自旋子（Bhatt等人的双流体模型）可以通过自旋翻转散射产生π结。我们的研究结果与Pi连接的存在一致，这被用来解释它们的（Bhattacharyya等人）。在BDD中观察到一定的电阻异常。
2020-06-23 cond-mat.supr-con
Macroscopic character of composite high temperature superconducting wires
在铜氧化物高温超导体中，超导序的“d波”对称性是一个公认的事实，也是一个将它们认定为“非常规”的事实。“然而，在宏观背景下-包括许多潜在的应用（{ \it即}），超导“线”）--该材料是在金属基体中随机取向的超导晶粒的复合物，其中晶粒之间的约瑟夫森耦合介导长程相位相干的开始。在这里，我们分析的物理在长度尺度大的尺寸相比，这样的颗粒，特别是宏观特征的长程序出现。虽然XY-玻璃秩序和宏观d波超导性可能是可能的，我们表明，在许多情况下-特别是当d波超导颗粒嵌入在金属基体-最有可能的顺序具有全球s波对称性。
2015-07-12 cond-mat.supr-con
Negative-U Superconductivity on the Surface of Topological Insulators
研究了三维拓扑绝缘体表面有限密度的负$U$中心（NUC）的效应。表面狄拉克费米子介导的局部库珀对之间的NUC的幂律相互作用，和弱无序的相互作用保持长程。超导性可以在NUC的随机分布的存在下产生。NUC具有对产生和对破坏的双重作用，这两种作用的竞争导致平均场超导转变温度与NUC密度的非单调关系。全局相位相干是通过约瑟夫森耦合局域超导熔池建立的。罕见的涨落起着重要的作用，只有在足够大的NUC浓度下才能实现全局超导相。超导序参量的p波分量引起超导晶粒间的阻挫，这一现象可用Potts-XY模型描述。具有手征有序、玻璃有序和可能的拓扑有序的新相可以出现在超导颗粒系统中。
2014-09-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
