Hysteresis in superconducting short weak links and $μ$-SQUIDs
微米级超导量子干涉器件($μ$ -SQUID)中的热滞效应是提高其磁学性能的一个障碍,其中弱连接是约瑟夫森结。根据Skocpol等[J. Appl. Phys. { \bf 45},4054(1974)]的“热点”模型,并通过采用线性近似,结合超导体热导率的温度依赖性,我们发现在短的超导Nb基弱连接和$μ$ -SQUID中,再俘获电流的温度依赖性与观察到的更好的一致。此外,利用临界电流的温度依赖性,我们发现,超过一定的温度滞后消失。我们分析的电流-电压特性和薄弱环节的温度变化的滞后和非滞后制度。我们还讨论了弱连接几何形状的影响,以扩大无杂原子操作的温度范围。
2010-09-15 cond-mat.supr-con
Vortex matter in a two-band SQUID-shaped superconducting film
本文研究了具有SQUID几何形状(一个正方形,中心有一个孔,通过一个很细的狭缝与外部真空相连)的三维超导体的磁化强度、涡度、库珀对密度和局域磁场的空间分布。我们的研究是在Meissner-Oschenfeld态和Abrikosov态下进行的,求解了两带Ginzburg-Landau方程,考虑了带间的约瑟夫森耦合。我们发现了一个非单调的涡的行为和各自产生的涡团,由于约瑟夫森耦合之间的凝聚。
2021-12-02 cond-mat.supr-con
Visualization by scanning SQUID microscopy of the intermediate state in the superconducting Dirac semimetal PdTe${}_2$
狄拉克半金属PdTe ${}_2$在温度$T_{c}=1.6$ ~K时变为超导。热力学和μ子自旋旋转实验支持I型超导性,这对二元化合物来说是不寻常的。I型超导体的一个关键性质是在低于热力学临界场$H_{c}$的磁场下呈现超导畴和正常畴(通量结构)共存的中间态。用扫描SQUID显微镜(SSM)观察了PdTe ${}_2$超导态的磁通结构。随着磁场的增加,磁通结构随时间的变化从圆形向层状过渡。在地表测得的磁场振幅表明存在朗道分支。确定了中间态的畴壁宽度。
2021-03-09 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of RuSr2GdCu2O8 studied by SQUID magnetometry
对于多晶RuSr_2GdCu_2O_8(Ru-1212),在超导状态下的直流磁化强度有明显的峰值。制备Ru-1212的前体Sr_2GdRuO_6(Sr-2116)在相同的温度范围内显示出相似的峰。基于对Ru-1212和Sr-2116的块状和粉末样品进行的测量,我们排除了观察到的Ru-1212的磁化行为是由于Sr-2116杂质的可能性。这种效应与Ru-1212的超导电性有关,但不是该化合物的本征性质。我们提供的证据表明,在超导状态下的Ru-1212的磁化峰的观察是由于磁通量运动产生的样品在一个不均匀的字段中的移动,在SQUID磁强计的测量。我们提出了几个测试,这有助于决定,是否在一个SQUID磁化测量Ru-1212中观察到的功能代表的化合物的属性或没有。
2002-05-22 cond-mat.supr-con
Limits on the Superconducting Order Parameter in NdFeAsO$_{1-x}$F$_y$ from Scanning SQUID Microscopy
确定超导序参量的对称性,在最近发现的铁氧族超导体,RFeAsO $_{1-x}$ F $_{y}$,其中$R$是一种稀土,是一个高度优先事项。许多提出的序参数有内部$π$相移,如铜氧化物中发现的d波序,这将导致隧穿中的方向相关相移。在致密的多晶样品中,这些相移反过来会导致超导状态下的自发轨道电流和磁化。我们进行扫描SQUID显微镜上的致密的多晶样品的\NdFeAsO $_{0.94}$ F $_{0.06}$与$T_c=48$ K,并没有发现这样的自发电流,排除了许多建议的顺序参数。
2008-12-01 cond-mat.supr-con
Transient dynamics of a superconducting nonlinear oscillator
本文研究了基于直流超导量子干涉仪(SQUID)的集总元件振荡器的瞬态动力学。SQUID与电容并联,形成谐振频率在几GHz范围内的非线性振荡器。谐振频率的变化是通过调谐的约瑟夫森电感的SQUID与片上的磁通线。我们报告测量衰减振荡的时域后,一个简短的激励与微波脉冲。通过观察不同激发振幅下的衰荡响应,探讨了SQUID振荡器的非线性,同时通过调节磁通偏置来改变SQUID电势。通过数值求解相应的朗之万方程,将在实验温度下的SQUID势,并使用从单独的测量得到的参数表征的SQUID振荡器上的模型电路进行模拟。模拟结果与实验观测结果吻合较好,即衰荡随外加磁通量和脉冲幅度的变化关系。我们观察到之间的交叉发生的衰荡接近共振和绝热以下在较大的失谐共振。我们还讨论了在大振幅驱动时相位跳变的发生。最后,我们简要概述了前景的超导磁通量子比特的读出方案的基础上的歧视振铃信号之间的不同级别的磁通量耦合到SQUID。
2016-02-14 cond-mat.supr-con
SQUID nature of microwave absorption in a high-Tc superconducting Ho-Ba-Cu-0 single crystal
在T>78 K的条件下,用改进的ESR谱仪研究了Tc= 86.8K的高Tc超导Ho-Ba-Cu-O单晶。在磁场H<0.7 Oe的范围内,观测到了一个信号,其谱具有间隔Δ= 0.009 Oe的等效吸收线的形式.详细测量了该谱与微波场的振幅、温度和单晶取向的关系.它建立了吸收光谱表现出典型的行为固有的SQUID的临界电流,随T的增加线性衰减。用三种不同的方法确定了SQUID的磁滞参数:Li_c /Φ_0(L和i_c是SQUID的电感和临界电流,Φ_0是磁通量的量子数)。三种方法都得到了相同的结果:Li_c(T=79 K)/Φ_0= 3.1 \pm 0.3,证明了单晶中存在SQUID结构。
1998-10-22 cond-mat.supr-con
Scanning SQUID Susceptometry of a paramagnetic superconductor
扫描SQUID磁化率测量法对样品的局部磁化强度和磁化率进行成像。通过对SQUID信号的精确建模,我们可以确定超导样品的物理特性,如穿透深度和磁导率。我们计算了扫描SQUID超导测量信号的任意厚度的各向同性的伦敦穿透深度的超导板,在非超导基板上,其中板和基板可以有一个顺磁响应,在所施加的领域是线性的。我们推导出解析近似我们的一般表达式在一些限制。使用我们的研究结果,我们拟合实验的磁化率数据作为三个样品的样品传感器间距的函数:1)δ掺杂SrTiO 3,它具有主要的抗磁响应,2)一个薄膜的LaNiO 3,它具有主要的顺磁响应,和3)一个二维的电子层(2-DEL)在SrTiO 3/AlAlO 3接口,它表现出两种类型的响应。这些公式将允许确定顺磁自旋和超导载流子的浓度,从拟合到扫描SQUID磁化率测量。
2012-04-16 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
Phase-sensitive SQUIDs based on the 3D topological insulator HgTe
三维拓扑绝缘体代表了一类新的材料,其中输运由狄拉克表面态控制,而体块保持绝缘。由于表面态的螺旋自旋极化,3D拓扑绝缘体与附近超导体的耦合有望产生非常规的邻近感应$p$波超导性。我们在这里报告的发展和测量的SQUID的表面上的应变碲化汞,3D拓扑绝缘体,作为一个潜在的工具来调查这种效果。
2015-10-15 cond-mat.mes-hall 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
Long-time stable HTSC DC-SQUID gradiometers with silicon dioxide passivation for measurements with superconducting flux transformers
在高Tc超导DC-SQUID的应用中,如生物磁学,无损评估和磁性纳米颗粒的弛豫,重要的是在延长的时间段内保持可靠的传感器性能。我们设计并制作了基于YBCO薄膜的DC-SQUID梯度计,该梯度计与磁通Transformer电感耦合以实现更高的灵敏度。该梯度仪的保护免受环境大气和湿度的SiO2和非晶YBCO层。倒装芯片配置的传感器的噪声特性,特别是在无屏蔽的环境中,示出。我们提出了一个比较的TBCCO薄膜缓冲蓝宝石或LaAlO 3衬底上的磁通Transformer在屏蔽和非屏蔽环境。在LaAlO 3磁通Transformer上使用TBCCO,我们达到了72 fT/(cm sqrt(Hz))的低白场梯度噪声。在一年的时间内测量了梯度计的电性能(临界电流IC、正常状态电阻RN和传递函数VPhi),没有显示出明显的退化迹象。
2007-07-30 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
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
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
Direct current superconducting quantum interferometers with asymmetric shunt resistors
研究了非对称分流Nb/Al-AlO $_x$ /Nb直流超导量子干涉器件(SQUID)。在保持总电阻$R$与具有$R^{-1} = R_1^{-1} + R_2^{-1}$的可比较的对称SQUID相同的同时,我们仅用$R = R_{1,2}/2$分流了两个约瑟夫森结中的一个。模拟结果表明,这种非对称SQUID的最佳能量分辨率$ε$和噪声性能比对称SQUID好3--4倍。在4.2K的温度下,对电感为$22\,\rm{pH}$的非对称SQUID进行了实验,得到了$ε\approx 32\,\hbar$.对于可比较的对称器件,实现了$ε= 110\,\hbar$,证实了我们的模拟结果。
2012-06-30 cond-mat.supr-con
Artificial Neural Network based on SQUIDs: demonstration of network training and operation
提出了一种基于超导量子干涉器件(SQUID)的人工神经网络实现方案。为了演示该方案的操作,我们设计并成功测试了一个小型网络,该网络实现了XOR门,并通过示例进行了训练。所提出的方案可以特别方便地支持超导应用,如天体物理探测器,高能实验,医学成像等。
2013-09-30 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
Towards universal magnetization curves in the superconducting state of RuSr2GdCu2O8
不同研究小组对磁性(Tm ~ 130 K)超导体(Tc,onset ~ 50 K)RuSr_2GdCu_2O_8(Ru-1212 Gd)的电阻率和交流磁化率的测量揭示了其超导态的普遍行为,而超导量子干涉仪(SQUID)的磁化强度测量却并非如此。在Ru-1212 Gd超导态的SQUID测量结果揭示了各种行为,留下了这种化合物的体超导性问题。我们通过对同一批次的样品进行测量,回顾了几种报告的行为。基于Ru-1212 Gd在超导磁体中移动时对磁场不均匀性的敏感性,我们认为所报道的不同行为可能是超导磁体中不同的场分布的结果,而不是不同的超导性质。为了避免样品在非均匀磁场中移动时产生的伪影,我们用自制的SQUID磁强计对静止的Ru-1212 Gd样品进行了测量。测得的曲线没有显示出使用样品移动的磁力计测得的曲线中存在的任何可疑的“异常”(例如,在Ru-1212 Gd的超导状态下通过场反转观察到的特征没有反转),并且如果通过其他小组对静止样品的测量进行验证,则Ru-1212 Gd的超导状态具有普遍行为。1212 Gd也可以通过SQUID测量得到。我们的考虑支持Ru-1212 Gd的体超导性的存在。
2003-04-11 cond-mat.supr-con
Metastability in a nano-bridge based hysteretic DC-SQUID embedded in superconducting microwave resonator
我们研究了由两个纳米桥中断的铌环制成的高滞后DC-SQUID的亚稳态响应。我们用交流电和直流磁通量激发SQUID,发现在SQUID上测得的电压中形成了不同的稳定区。当这样的SQUID嵌入在传输线谐振器中时,在谐振器的反射图案中观察到类似的金刚石结构。我们已经计算了DC-SQUID的稳定性图在平面上的激励控制参数,解析和数值。此外,我们已经得到了SQUID运动方程的数值模拟,考虑到温度变化和非正弦电流相位关系的纳米桥。实验结果与理论结果吻合较好。
2010-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Ultra-sensitive SQUID systems for pulsed fields - Degaussing superconducting pick-up coils
用于超低场磁共振(ULF MR)的SQUID系统具有超导拾波线圈,其必须耐受暴露于高达100 mT的脉冲场。使用II型超导体铌(Nb)场失真由于被困在电线的结果。此外,在快速去除脉冲场之后它们的重新排列导致过多的低频噪声,这限制了信噪比。相比之下,I型超导体,如铅(Pb),不表现出涡旋,但形成一个正常和超导畴共存的中间状态。我们测量了Nb和Pb超导线材样品在脉冲磁场作用下的磁化回线及其噪声行为。一旦导线被驱动到中间状态,Pb也表现出明显的过量低频噪声。为了避免这个问题,我们不是突然地而是以线性衰减的正弦方式去除磁场,从而对导线进行消磁。在施加57 mT后,我们发现Nb可以在至少50 ms内消磁,这是本研究中使用的最短时间。Pb也可以被消磁,尽管在100 ms内,并且对消磁参数的依赖性更复杂。成功消磁后,观察到的过量低频噪声可忽略不计。
2018-01-23 cond-mat.supr-con
Phase sensitive amplification in a superconducting stripline resonator integrated with a dc-SQUID
我们利用超导带线谐振器包含一个DC-SQUID作为一个强互调放大器,表现出25 dB的信号增益和30 dB的相位调制。在互调放大阈值附近的时域中研究系统响应揭示了独特的噪声诱导尖峰行为。我们通过数值求解积分系统的运动方程定性地解释了这种响应。此外,采用该器件作为参量放大器,在生成的边带信号中产生38 dB的增益。
2008-11-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Calculations for Magnetism in SQUIDs at Millikelvin Temperatures
在这里,我们提出了一个计算的细节,使我们能够提取的表面密度不成对的自旋从磁通量与温度的实验场冷却直流超导量子干涉装置(直流SQUID)。
2008-03-28 cond-mat.supr-con
Micron size superconducting quantum interference devices of lead (Pb)
制备了用于纳米磁性探测的微米级铅超导量子干涉器件($μ$ -SQUID)。为了获得连续的、晶粒尺寸小的Pb薄膜,在液氮冷却的Si衬底上热蒸发Pb。Pb夹在两个薄Cr层之间以改善粘附和保护。SQUID图案是通过电子束光刻与铅剥离后沉积。这些器件的电流-电压特性显示出一个临界电流和两个再俘获电流,临界电流表现出预期的SQUID振荡与磁场。结果,这些器件在低温下具有滞后,其刚好在低于临界温度时消失。
2016-12-29 cond-mat.supr-con
Nanobridge SQUIDs as multilevel memory elements
随着在低温下工作的新型计算方案的发展,超导存储元件已变得必不可少。在这种情况下,超导量子干涉器件(SQUID)是有希望的候选者,因为它们可以捕获不同离散量的磁通量。我们证明了一个场辅助写入方案,允许这样的设备操作作为一个多级存储器的读出八个不同的涡度状态在零磁场。我们提出了一种基于单相滑移的替代机制,该机制允许在保持超导性的同时切换涡度状态。这种机制提供了一个可能的确定性通道的流量控制在SQUID为基础的存储器,条件下,不同的涡度状态的依赖于场的能量是附近的。
2022-11-15 cond-mat.supr-con
Synthetic area spread in two-dimensional arrays of superconducting quantum interference filters
School of Chemical Engineering, Adelaide University(阿德莱德大学化学工程学院)
本文提出通过在超导电路中插入无约瑟夫森结的裸露部分,使二维SQUID阵列能够作为绝对磁强计工作,无需物理面积扩展。通过推广现有理论,建立了裸露环分布与合成面积扩展的对应关系,为高性能绝对量子传感器的制造提供了新方法。
2026-10-07 cond-mat.supr-con
Electrically and Magnetically Resonant dc SQUID Metamaterials
我们提出了一种超导超材料的设计,由元原子(MA),每个组成的直流(dc)超导量子干涉仪(SQUID)和超导棒。该设计为宽范围的结构参数提供负折射率行为。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fabrication and Characterization of Superconducting Quantum Interference Device using (Bi_{1-x}Sb_x)_2Se_3 Topological Insulator Nanoribbons
报道了由(Bi_{1-x} Sb_x)_2Se_3拓扑绝缘体(TI)纳米颗粒(NR)与Pb_(0.5)In_(0.5)超导电极连接制成的超导量子干涉器件(SQUID)的制备和电输运性质。在超导Pb_(0.5)In_(0.5)电极的转变温度以下,由于磁通量子化,在垂直于平面的磁场作用下,在TI NR SQUID中观察到临界电流的周期振荡。输出电压也作为外部磁场的函数进行调制。此外,SQUID显示电压调制包络,其被认为代表每个单个结的Fraunhofer样图案。TI NR SQUID的这些性质将为研究Majorana费米子提供一种有用的方法。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of Higher-Order Sideband Transitions and First-Order Sideband Rabi Oscillations in a Superconducting Flux Qubit Coupled to a SQUID Plasma Mode
我们报告的超导磁通量子比特的光谱测量和时域测量的结果。直流超导量子干涉仪(SQUID),用于读出的量子位,和一个并联电容器形成一个LC谐振器产生SQUID等离子体模式。在一个简单的测量方案中观察到更高阶的红色和蓝色边带,因为谐振器的谐振能量,600 MHz,与热能相当。我们还观察到载流子跃迁和一阶边带跃迁的拉比振荡。因为量子位耦合到dc SQUID的单臂,所以量子位-SQUID耦合在零偏置电流下是显著的,在零偏置电流下观察到这些现象。载波跃迁和边带跃迁的拉比周期之间的比率进行比较,从耦合常数,这是单独确定的估计。该结果可以通过假设谐振器的初始激励来解释。
2013-05-27 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum state detection of a superconducting flux qubit using a DC-SQUID in the inductive mode
提出了一种超导磁通量子比特的读出方法。通过测量电感耦合直流超导量子干涉仪(DC-SQUID)的约瑟夫森电感,可以测量量子比特的量子通量状态。我们确定了DC-SQUID的响应函数及其在测量过程中对量子比特的反作用。由于驱动,量子位能量弛豫速率取决于在量子位拉莫尔频率和SQUID驱动频率的和频和差频处的测量电路噪声的谱密度。量子位退相速率与SQUID驱动频率处的电路噪声的谱密度成比例。反作用的这些特征与SQUID在通常的开关模式中使用时的情况有质的不同。对于一个特定类型的读出电路与可行的参数,我们发现,Single Shot读出超导磁通量子比特是可能的。
2004-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Search for monopoles using superconducting quantum interference device (SQUID)
磁单极子的发现对现代物理学的研究具有重要意义。本文简要回顾了磁共振研究的历史。本文研究了超导量子干涉仪(SQUID)寻找磁单极子的理论工作和实验技术。我们还讨论了磁致伸缩的性质,并提出了一个可能的实验测试的基础上法拉第感应法。
2006-02-20 cond-mat.other cond-mat.supr-con physics.class-ph
Superconducting microstrip amplifiers with sub-Kelvin noise temperature near 4 GHz
我们提出了测量的放大器工作在3.8 GHz的150 MHz的带宽的基础上的微带输入线圈谐振的直流超导量子干涉器件(SQUID)与亚微米约瑟夫森结。噪声温度的测量使用两种方法:比较系统的信噪比的SQUID和没有在放大器链,并使用一个修改的Y因子技术,校准的窄带噪声被混合到SQUID放大器的工作频率。随着SQUID冷却到0.35 K,我们观察到的最小系统噪声温度为0.55 $\pm~0.13$ K,占主导地位的贡献从SQUID放大器。
2012-08-17 cond-mat.supr-con physics.ins-det
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
Microscopic Analysis of Low-Frequency Flux Noise in YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ Direct Current Superconducting Quantum Interference Devices
我们使用低温扫描电子显微镜结合SQUID的磁通量检测图像的涡旋和调查的低频磁通噪声在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$薄膜SQUID。低频磁通噪声随磁场冷却强度的增加呈非线性增加,直至60 $μ$ T。这种效应可以用SQUID空穴处的表面势垒来解释。通过将磁通噪声数据与涡旋的空间分布相关联,我们获得了微观尺度上涡旋的空间波动信息,例如,平均涡旋跳跃长度约为10 nm。
2004-07-28 cond-mat.supr-con
Effect of annealing on the physical properties of RuSr2GdCu2O8 sintered samples and a discussion about magnetic measurements performed by SQUID magnetometer
在本文中,我们提出的物理特性的烧结样品制备的RuSr_2GdCu_2O_8与不同的程序。特别是,我们展示了最后一步(在流动氧气中退火一周)如何影响物理性质,以及退火过程如何广泛影响超导行为的可见性。此外,我们分析了在超导转变以下的这种类型的样品上进行的直流磁测量的复杂性和解码它们的可能性。
2002-11-18 cond-mat.supr-con
Intermodulation in Nonlinear SQUID Metamaterials: Experiment and Theory
非线性超材料和超导电子对双音激励的响应对于理解它们作为低噪声放大器和可调谐滤波器的用途至关重要。这种研究的一个新的背景是由射频超导量子干涉器件(rf-SQUID)制成的超材料。本文通过对自共振rf-SQUID超原子和超材料在较宽的音频和音频功率范围内的互调制(IM)测量,研究了它们的双音频响应。观察到一个尖锐的发病,随后由一个令人惊讶的强烈抑制IM区域附近的共振。使用两个时间尺度的分析技术,我们提出了一个分析理论,成功地解释了我们的实验观察。该理论预测,IM可以通过音调功率、中心频率、两个音调之间的频率差和温度来操纵。这种定量的理解可能允许设计具有非常低或非常高IM响应的rf-SQUID超材料。
2016-06-29 cond-mat.supr-con
Laguerre-Gaussian light induction of orbital currents and Kapitza stabilization in superconducting circuits
本文研究了 Laguerre-Gaussian 光束对超导态的影响,发现其涡旋角动量能诱导电流,并证实耦合该光束交流磁通的直流 SQUID 可通过 Kapitza 机制稳定 pi 相。
2024-04-25 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
Nano-bridge Superconducting Quantum Interference Devices: beyond the Josephson limit
纳米级超导量子干涉器件(纳米SQUIDS),其中弱连接由纳米桥制成-即,纳米桥-SQUID(NBSs)-是纳米尺度磁力测量中最灵敏的磁力计之一。由于纳米桥-电极接头中非常强的非线性,NBS的所施加的磁通量($Φ_{a}$)-临界电流($I_{c}$)特性与常规隧道结SQUID非常显著地不同,尤其是当纳米桥长和/或屏蔽参数大时。然而,在大多数的理论描述中,NBSs被视为传统的隧道结SQUID,这是基于直流约瑟夫森效应。在这里,我提出了一个模型表明,对于长的纳米桥和/或大的屏蔽参数的$I_{c}(Φ_{a})$的NBS可以解释仅考虑磁通量子化的NBS环路和能量的NBS,它是没有必要考虑约瑟夫森效应。我还证明,使用该模型,我们可以得到有用的表达式,如调制深度和传递函数。我还讨论了动力学电感分数($κ$)在确定$I_{c}(Φ_{a})$中的作用。
2018-09-25 cond-mat.supr-con
Non-Demolition Dispersive Measurement of a Superconducting Qubit with a Microstrip SQUID Amplifier
本文研究了利用微带SQUID放大器(MSA)对超导量子比特进行单次非破坏测量的可能性。考虑了MSA中所有电阻产生的约翰逊噪声。我们表明,一个单次非爆破测量是可能的测量谐振腔中的六个光子。对于电感耦合到测量谐振器的相位量子比特,我们得到了测量量子比特状态所需的互感的表达式。
2011-12-01 cond-mat.supr-con physics.ins-det quant-ph
Design concepts for an improved integrated scanning SQUID
在本文中,我们讨论的设计概念,提高空间分辨率,提高灵敏度,并减少侵入性扫描超导量子干涉器件(SQUID)显微镜传感器集成通量拾取回路。这不仅可以通过减小基本规则线宽和间距来实现,还可以通过利用平坦化、通过减小SQUID电感来减小通量噪声以及通过分散读出或片上滤波来减小反作用来实现。
2010-02-08 cond-mat.supr-con
Electrically modulated SQUID with single Josephson junction coupled by a time-reversal breaking Weyl semimetal thin film
超导量子干涉器件(SQUID)通常由两个约瑟夫森结组成,其中的干涉由磁通量调制。在这项工作中,我们提出了一个电调制SQUID的单约瑟夫森结耦合的时间反转中断外尔半金属薄膜。当费米能级较低时,Josephson电流仅由费米弧表面态介导,并且具有任意的基态相位差\phi 0,该相位差与横向电场和结的截面面积的乘积成正比;当费米能级适当时,体态对Josephson电流的贡献与0-结的电流-相位关系相当.利用表面沟道和体沟道的干涉,得到了单约瑟夫森结的电调制SQUID,为磁性外尔半金属的鉴别提供了实验方案,并可能在超导量子计算中有潜在的应用。
2017-12-13 cond-mat.supr-con
A scalable readout system for a superconducting adiabatic quantum optimization system
我们已经设计,制造和测试了一个XY可寻址的读出系统,该系统是专门为读取集成电路中的超导通量量子位量身定制的,可以实现绝热量子优化。在这样的系统中,当量子力学隧穿被抑制时,仅需要在绝热演化结束时读取通量量子比特,从而简化了读出过程的许多方面。用于$N$ -量子位绝热量子优化系统的读出架构包括由$2\sqrt{N} + 2$偏置线控制的$N$滞后dc SQUID和$N$ rf SQUID锁存器。锁存元件耦合到量子位,并且dc SQUID然后耦合到锁存元件。这种读出方案提供了两个关键优势:首先,锁存元件提供了卓越的通量灵敏度,其显著超过了使用实际互感将通量量子位直接耦合到直流SQUID所能实现的灵敏度。第二,锁存元件的状态对于滞后dc SQUID的切换所生成的ac电流的影响是鲁棒的,因此允许重复询问锁存元件,以便减轻dc SQUID的随机切换的影响。我们证明,它是可能的,以实现单量子比特读取错误率$<10^{-6}$与此读出方案。我们已经表征了128量子位读出系统的系统级性能,并在最佳锁存元件偏置条件下测量了$8\times10^{-5}$的读出错误概率。
2010-09-16 cond-mat.supr-con
Quantum phase slip interference device based on superconducting nanowire
我们提出了一个类似晶体管的电路,它包括两个串联的窄超导纳米线段,其中一个较宽的段与一个电容耦合的栅极连接。该电路由非晶NbSi膜制成,并嵌入在片上Cr微电阻网络中,以确保足够高的外部电磁阻抗。假设量子相位滑移(QPS)的虚拟制度在两个狭窄的部分的线,导致量子干涉的电压在这些段,这个电路是双重的直流SQUID。我们的样品表现出明显的库仑阻塞电压(模拟SQUID的临界电流)和静电门(模拟SQUID中的通量调制)对这种阻塞的周期性调制。讨论了这种QPS晶体管的模型。
2011-10-31 cond-mat.supr-con
Characteristics of Switchable Superconducting Flux Transformer with DC Superconducting Quantum Interference Device
研究了由超导环和直流超导量子干涉器(DC-SQUID)组成的可开关磁通Transformer的磁通传输特性。该系统可用于耦合多个通量量子比特,耦合强度可控。它的特性测量使用通量输入线圈和DC-SQUID读出耦合到Transformer回路中的稀释冰箱。观测到的特征与计算结果一致。我们已经证明了特性的斜率的反转和Transformer的完全关断,这对于其作为通量量子比特的可控耦合器的应用是有用的特征。
2007-05-07 cond-mat.supr-con
Stacked Josephson junction SQUID
本文用数值方法分析了由叠层约瑟夫森结构成的超导量子干涉器件在各种结参数下的工作情况。由于堆叠中的结的磁耦合,与未耦合的多结SQUID相比,这种SQUID具有某些优点。也就是说,如果叠层中的结是锁相的,则可以降低电流-通量调制的亚稳性并且可以改善电压-通量调制。SQUID的最佳操作预期为中等长度,强耦合堆叠约瑟夫森结。本文讨论了利用高温超导体中的本征约瑟夫森结制作叠层约瑟夫森结SQUID的可能性。
2001-09-21 cond-mat.supr-con
Correlating DC SQUID Performance with the Location of Trapped Magnetic Flux Using Scanning SQUID Microscopy
National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院);University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);SUN Magnetics (RF) (Pty) Ltd(SUN Magnetics (RF) 私人有限公司);Stellenbosch University(斯泰伦博斯大学)
本研究利用扫描超导量子干涉显微镜直接关联直流超导量子干涉器件性能与捕获磁通位置,发现无论护城河配置如何均存在优先钉扎位点,为电路布局与故障分析提供反馈。
2026-10-08 cond-mat.supr-con
Sketched Nanoscale KTaO3-Based Superconducting Quantum Interference Device
本文首次在KTaO3体系中利用导电原子力显微镜光刻技术制备出超导弱连接和DC-SQUID,验证了其临界电流的磁场周期性调制及栅压可调动态电感,为研究KTO超导物理和开发量子器件提供了新平台。
2024-10-01 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
Constraints on a split superconducting transition under uniaxial strain in Sr$_2$RuO$_4$ from scanning SQUID microscopy
通过扫描SQUID显微镜与单轴应变实验,在Sr$_2$RuO$_4$中仅观察到单一超导转变,排除了双分量序参量导致的第二转变,为理论模型提供约束。
2023-06-23 cond-mat.supr-con
Parasitic RF-SQUIDs in superconducting qubits due to wirebonds
本文发现超导量子比特中用于连接电路的引线键合会产生寄生 Josephson 结并形成 RF-SQUID,该寄生 RF-SQUID 会与附近的 transmon 量子比特发生 AC 色散和 DC 电感耦合,从而揭示了一种新的退相干来源。
2025-08-12 cond-mat.supr-con quant-ph
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
Single-Shot Readout of Macroscopic Quantum Superposition State in a Superconducting Flux Qubit
利用三个约瑟夫森结嵌入超导环中的超导量子比特的两个最低能态进行了单次读出实验。我们通过电流偏置的dc-SQUID的开关电流Isw来测量量子比特状态,dc-SQUID是围绕量子比特回路的量子检测器。量子位信号在SQUID的小Isw区域中测量,通常小于100 nA,其中Isw分布特别窄。所获得的单次激发数据表明,通过量子比特持续电流产生的通量,量子比特状态被读出为能量本征态而不是电流本征态。
2004-07-12 cond-mat.supr-con
Magnetism in SQUIDs at Millikelvin Temperatures
我们的特点是冷却到毫开尔文温度的磁通线程直流SQUID的温度依赖性。随着温度的降低,通量增加1/T,而且通量的变化与被捕获的涡的密度成正比。该数据是兼容的表面自旋的热极化的陷阱领域的涡旋。在没有捕获通量的情况下,我们观察到自旋玻璃冻结在低温下的证据。这些结果为SQUID和超导量子比特中的“普遍”1/f磁通噪声提供了一种解释。
2008-02-11 cond-mat.supr-con