Non-Equilibrium and Quantum Coherent Phenomena in the Electromechanics of Suspended Nanowires
电子和机械自由度之间的强耦合是任何纳米机电设备操作的基本要求。在这篇评论中，我们考虑这样的设备，特别是研究小隧道结纳米结构，包含一个可移动的元素的形式，悬浮纳米线的属性。在这些系统中，电流和电荷可以集中到小的空间体积，导致力学和电荷传输之间的强耦合。因此，出现了各种介观现象，可用于将电流转换为机械操作。在这里，我们将特别考虑纳米机电动力学远离平衡和量子相干性的电子和机械自由度的正常和超导纳米结构的上下文中的效果。
2009-02-26 cond-mat.mes-hall
Suspended nanowires as mechanically-controlled Rashba spin-splitters
悬浮的纳米线被示出为提供机械控制的相干混合/分裂的自旋状态的传输电子，所造成的Rashba自旋轨道相互作用。后者对机械弯曲的敏感性使得该线成为储层之间的可调纳米机电（NEM）薄弱环节。当储存器填充有不平衡的“自旋上/下”电子时，导线变成分裂自旋电流的源，其与电荷转移无关并且不依赖于温度或驱动电压。弯曲线的机械振动允许通过施加磁场和改变温度来对这些分离器进行额外的可调谐性。几微米长的干净的金属碳纳米管是产生与电荷电导（除以$e^2$）相同数量级的自旋电导的良好候选物，所述电荷电导将由电驱动电压引起。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Josephson supercurrent in Nb/InN-nanowire/Nb junctions
实验研究了Nb/InN纳米线/Nb结中的约瑟夫森超电流。已经实现了高达5.7 $μ$ A的大临界电流，这证明了纳米线与超导体的良好耦合。本文研究了垂直于约瑟夫森结平面的磁场对临界电流的影响。用超窄宽度平面约瑟夫森结中的磁对断裂效应解释了临界电流随磁场单调下降的现象[J. C. Cuevas和F. S. Bergeret，Phys. Rev. Lett. 99，217002（2007）]
2010-01-14 cond-mat.mes-hall
Suspended Graphene Ballistic Josephson Weak Links
石墨烯和超导的相互作用对于理解二维狄拉克费米子物理和超导器件应用引起了极大的兴趣。在以前的工作中，在标准SiO2衬底上制造的石墨烯-超导体结是高度无序的。由于载流子散射和电势波动，石墨烯与超导体结合的预期固有性质仍然难以通过实验观察。我们提出悬浮石墨烯超导结作为一个有效的解决方案的问题。在这里，我们展示了高质量悬浮单层石墨烯-NbN约瑟夫森结的制造和表征，其具有大于150，000 cm 2/Vs的器件迁移率，最小载流子密度低于1 e10 cm-2，并且在高于2 K的温度下形成超电流。狄拉克电子的超相对论性能带结构的一种表现。这一工作为进一步研究本征狄拉克费米子超导邻近效应和新型石墨烯-超导体混合结奠定了基础。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall
Majorana fermions in topological insulator nanowires: from single superconducting nanowires to Josephson junctions
研究了具有邻近效应的一维拓扑绝缘体（TI）纳米线中Majorana费米子束缚态的特征。计算了单根TI纳米线的相图和能谱，结果表明，当单根TI纳米线中含有0对、1对和2对Majorana费米子时，纳米线可以处于缠绕数为$W=0, \pm 1$和$\pm 2$的拓扑不变相.它还表明，拓扑绕组数，即，可以从由两个TI纳米线制成的约瑟夫森结装置的输运测量中提取TI纳米线中的马约拉纳费米子对的数目，而可以使用超导量子干涉装置（SQUID）设置提取缠绕数目的符号。
2017-03-04 cond-mat.mes-hall
Nano-optomechanical exploration of the dynamical photothermal response of suspended nanowires to laser-induced thermal waves
本文提出基于泵浦-探测响应的非接触光力学方法，通过分析悬浮纳米线中的激光诱导热波，定量表征界面接触电阻、成像吸收不均匀性及热波空间结构，并揭示热波对振动频率的动态调制，为提升超灵敏力探针性能提供通用分析工具。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall
Vectorial control of the spin-orbit interaction in suspended InAs nanowires
具有强自旋轨道相互作用（SOI）的半导体纳米线代表了广泛的新技术的有前途的平台，例如自旋电子学应用或拓扑量子计算。然而，实验研究的性质和方向的SOI矢量在这些线仍然是有限的，尽管是最重要的。典型器件的特征是纳米线放置在衬底的顶部，这修改了SOI矢量并破坏了系统的固有对称性。在这项工作中，我们报告的实验结果悬浮InAs纳米线，其中线的对称性是完全保留和清晰可见的运输测量。使用矢量磁体，通过所有3D空间跟踪弱反定域化（WAL）的非平凡演化，并且将自旋轨道长度$l_{SO}$和相干长度$l_φ$确定为磁场大小和方向的函数。研究的WAL信号的角度图，我们表明，平均SOI内的纳米线是各向同性的，我们的研究结果是一致的半经典准一维模型的WAL适应，包括纳米结构的几何约束。此外，通过作用于适当设计的侧门，我们施加外部电场，引入额外的矢量Rashba自旋轨道分量，其强度可以通过外部手段控制。这些结果给出了重要的线索上的内在本质的悬浮纳米线，可以是有趣的自旋电子学领域，以及在基于混合半导体的设备中的马约拉纳束缚态的操纵。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall
Anomalous modulation of Josephson radiation in nanowire-based Josephson junctions
研究了平行磁场中纳米线约瑟夫森结的约瑟夫森辐射。由InAs NW与超导Al引线制成的约瑟夫森结显示出在零磁场下在4-8 GHz范围内遵循Josephson频率$f_{J}$的发射光谱。我们观察到一个明显的偏差的发射光谱从约瑟夫森频率，这是伴随着一个强烈的增强以上的磁场$\sim 300$ mT的开关电流。所观察到的调制可以被理解为反映了受所施加的磁场强烈影响的设备周围的超导电路中的微小变化。我们的研究结果将提供一种方法来准确地调查在NW为基础的系统的拓扑性质。
2018-05-12 cond-mat.mes-hall
Supercurrent and multiple Andreev reflections in Ge hut nanowire Josephson Junctions
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（凝聚态物理国家重点实验室和中国科学院物理研究所）
研究通过实验探讨Ge Hut纳米线约瑟夫森结中诱导超导性，发现可调超流电流和超额电流，揭示Ge Hut纳米线约瑟夫森结透明度高达85%，并通过电压偏置光谱观测到最高四阶多Andreev反射，提取出临界磁场和温度。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall
Suspended InAs nanowire Josephson junctions assembled via dielectrophoresis
提出了一种基于InAs半导体纳米线实现悬浮约瑟夫森结的新技术。该装置是使用介电泳引导的滴铸技术组装的，该技术允许精细地对齐电极顶部的纳米结构。所提出的架构消除了纳米线和衬底之间的相互作用，这是已知的影响Rashba矢量的无序和取向。这种方法的相关性，鉴于实施的约瑟夫森结的基础上高温超导体进行了讨论。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
AC Josephson effect in finite-length nanowire junctions with Majorana modes
已经预测，由具有马约拉纳束缚态（MBS）的拓扑纳米线制成的超导结表现出反常的4π周期约瑟夫森效应。然而，找到一个具有这些非常规性质的实验装置是一个严峻的挑战：对于有限长的导线，平衡超电流总是2π周期的，因为具有相同费米子宇称的状态的反交叉是可能的。然而，我们发现，异常生存的交流约瑟夫森效应的瞬态制度。此外，由于量子芝诺效应，瞬态被准粒子中毒保护免受衰变，这固定了马约拉纳量子比特的奇偶性。由此产生的长寿命的交流约瑟夫森瞬变可以有效地用于检测MBS。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Josephson Interference due to Orbital States in a Nanowire Proximity Effect Junction
实验研究了Nb-InAs异质结-Nb结中的约瑟夫森超电流。纳米线由于邻近效应而变为超导，并且可以维持相位相干的超电流。在轴向磁场中观察到一个意想不到的调制的结的临界电流，我们归因于一种新形式的约瑟夫森干涉，由于多频带的性质的纳米线。占据不同轨道角动量状态的Andreev对获得不同的超导相位，产生临界电流与磁通量的振荡。我们开发了一个半经典的多带模型，再现实验数据很好。虽然自旋-轨道和塞曼效应被预测产生类似的行为，轨道效应在这里研究的设备中占主导地位。在多带纳米线约瑟夫森结的研究中，特别是在这种器件中寻找拓扑超导性的特征时，应该考虑轨道状态和磁场之间的这种相互作用。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall
Measurement of thermal conductance of silicon nanowires at low temperature
我们对单个单晶硅悬浮纳米线进行了热导测量。纳米线（130 nm厚，200 nm宽）的制造通过电子束光刻和绝缘体上硅（SOI）衬底上的两个分开的垫之间的悬挂。我们用3方法测量了声子波导的热导。纳米线的横截面接近硅中的主声子波长，其在1K下为100 nm的量级。在1.3K以上，电导表现为T3，但在最低温度下测量到的偏差可以归因于简化的几何形状。
2006-08-31 cond-mat.mes-hall
Observation of nonlocal Josephson effect on double InAs nanowires
本文通过双 InAs 纳米线实验观测到非局域约瑟夫森效应，证实了两个约瑟夫森结间的短程相干耦合，并展示了由非局域相位差调控的开关电流振荡，为新型超导现象工程化奠定基础。
2021-12-24 cond-mat.mes-hall
Coherent Charge Transport in Ballistic InSb Nanowire Josephson Junctions
InSb超导-超导混合器件是研究Majorana模和固态器件拓扑量子计算的理想器件。弹道，相位相干超导纳米线混合器件的实验实现是工程拓扑超导电子学的必要一步。在这里，我们报告的低温传输研究约瑟夫森结设备制作的InSb纳米线生长的分子束外延，并提供了明确的证据，相位相干，弹道电荷传输通过纳米线的交界处。我们证明，我们的设备显示门可调接近诱导的超电流和多个Andreev反射的差分电导的清晰签名，表明在交界处的相位相干传输。我们还观察到周期性调制的临界电流，可以与纳米线中的弹道输运制度的法布里-珀罗干涉。我们的工作表明，通过分子束外延生长的InSb纳米线具有优良的材料质量，由这些纳米线制成的混合超导器件对于研究物质拓扑态的新物理和拓扑量子电子学的应用是非常理想的。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
Nb/InAs nanowire proximity junctions from Josephson to quantum dot regimes
实验研究了用Nb引线与InAs纳米线接触制作的约瑟夫森结中的超导邻近效应。观察到接触性排斥反应$t \sim 0.7$。在低温下的电子相位相干长度超过沟道长度。然而，弹性散射长度比通道长度短几倍。电学测量揭示了量子输运的两种机制：（i）约瑟夫森机制，其特征在于高达$\sim 100$ nA的无耗散电流，以及（ii）量子点机制，其特征在于与纳米线沟道内的自发量子点相关联的Andreev束缚态（ABS）的形成。在状态（i）中，临界电流$I_c$相对于轴向磁场$B_{||}$的行为显示出对场$>2$ T的意外调制和持续。在量子点制度中，ABS被建模为安德森型模型的电流偏置的解决方案。在这两个运输制度的Majorana费米子实验设备的适用性进行了讨论。
2016-11-26 cond-mat.mes-hall
Supercurrent interference in few-mode nanowire Josephson junctions
在高磁场存在下，通过半导体纳米线耦合两个超导体产生的结是检测、融合和编织马约拉纳束缚态的基础。我们研究了NbTiN/InSb纳米线/NbTiN约瑟夫森结，发现它们在少模区的临界电流受到磁场的强烈抑制。此外，临界电流对磁场的依赖性表现出栅极可调节点。基于一个现实的数值模型，我们得出结论，塞曼效应引起的磁场和自旋轨道相互作用的纳米线是不足以解释所观察到的约瑟夫森效应的演变。我们发现纳米线中的几个占据的一维模式之间的干扰是负责的临界电流行为的主导机制。在设计基于Majorana束缚态的电路时，必须考虑临界电流在有限磁场下的抑制和非单调演化。
2017-11-05 cond-mat.mes-hall
Flux-tunable parity-protected qubit based on a single full-shell nanowire Josephson junction
本文利用全壳纳米线约瑟夫森结的通量可调性，在接近一个通量量子时实现从gatemon到宇称保护区域的调谐，提出一种具有抗退相干保护的新型量子比特，并估计了相干与弛豫时间。
2025-06-23 cond-mat.mes-hall
$\mathbb{Z}_4$ Parafermions \& the $8π$-periodic Josephson effect in interacting Rashba nanowires
我们证明了在具有Rashba自旋轨道耦合和邻近诱导超导的相互作用量子线中出现了满足$\mathbb{Z}_4$仿费米子代数的零能束缚态。这些状态的四重简并性受到时间反演对称性和费米子宇称守恒的保护，并且由于具有电荷$e/2$的分数激发的隧穿而导致约瑟夫森电流的$8 π$周期性。即使在扰动的存在下，我们建议，这种周期性将保持可见的驱动，电流偏置夏皮罗步骤测量当前国家的最先进的拉什巴线。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall
Flux-tunable supercurrent in full-shell nanowire Josephson junctions
该研究理论上分析了全壳纳米线约瑟夫森结的物理特性，发现临界超流可通过外加磁通调节，且不遵循Little-Parks调制，在真实纳米线半径下呈现台阶状变化，其位置由轨道横向通道的对称性决定。
2023-04-01 cond-mat.mes-hall
Evidence of $ϕ$0-Josephson junction from skewed diffraction patterns in Sn-InSb nanowires
本研究在带Sn壳层的InSb纳米线Josephson结中观测到倾斜临界电流衍射图样，通过唯象模型与紧束缚计算证实其源于含高阶Josephson谐波的$\phi$0-Josephson结，为Majorana研究及非线性量子电路设计提供了新方向。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall
Temperature independent current deficit due to induced quantum nanowire vibrations
我们考虑通过悬浮的电压偏置纳米线的电子输运。通过将隧穿电流耦合到横向磁场，激发线的振动模式，其通过感生的电子-振动子相互作用以新颖的方式影响系统的电流-电压特性。从这个分析中，我们发现，在高电压下，通过悬浮纳米线的电流从其非振动欧姆值偏移了一个独立于偏置电压和温度的量。我们还表明，从振动线的反作用的电流的校正指数衰减在高电压的限制，即使纳米线的振动模式已被赶出热平衡的结果。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall
Geometric Josephson effects in chiral topological nanowires
马约拉纳零模和拓扑超导性的显著特征之一是$4π$ -周期性约瑟夫森效应，这是由于费米子宇称守恒和Andreev谱中存在拓扑保护的奇数个零能量交叉的组合。在本文中，我们研究了由两条半导体纳米线组成的约瑟夫森结中的这种效应，并利用邻近效应研究了这种效应的超导电性。对于某些方向的外部磁场，这样的结具有手征对称性，我们展示了这种对称性如何允许Andreev光谱和保护的交叉点被转移，通过引入两条线之间的相对角度。然后，结显示几何诱导的反常约瑟夫森效应，在没有外部相位偏置的情况下的超电流的流动。此外，我们推导出一个局部电流密度和局部曲率之间的比例关系为一个单一的弯曲的电线。该结果可以被视为最近提出的geo-Josephson效应的一维模拟[Kvorning等人，arXiv：1709.00482]。我们提出的两种效应原则上可以作为一维拓扑超导的特征。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable anisotropic Josephson diode effect in topological Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$ nanowires
MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学介观纳米技术研究所）；State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院介观物理国家重点实验室与前沿纳米光电科学中心）
本研究通过Cd₃As₂纳米线约瑟夫森结观察到可调谐且各向异性的约瑟夫森二极管效应，揭示了拓扑超导态的存在。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall
Sn/InAs Josephson junctions on selective area grown nanowires with in-situ shadowed superconductor evaporation
超导体-半导体纳米线混合结构可用于制造用于量子信息处理的器件。虽然选择性区域生长（SAG）提供了以任意几何形状生长半导体纳米线的灵活性，但是超导体的原位蒸发确保了原始的超导体-半导体界面，从而在半导体纳米线中产生强的诱导超导性。在这项工作中，我们蒸发的超导锡岛上的InAs SAG纳米线，通过使用高纵横比预制的SiOx电介质壁的原位遮蔽。我们的技术允许完全定制这种混合纳米结构的每个物理参数，同时在不破坏真空的情况下进行纳米线和超导体生长。使用这种技术，我们生长了超级（S）-正常（N）-超级（S）（SNS），NS和SNSNS连接。我们进行了低温电子输运测量，揭示了在平面SAG纳米线上制造的阴影结中存在栅极和场可调超电流。我们进一步测量了混合纳米结构中的超导能隙和临界场，以及SNSNS结中从2 e到1 e周期性的交叉，作为这些混合纳米结构的可用性的证明。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall
Josephson $φ_{0}$-junction in nanowire quantum dots
约瑟夫森效应描述了超导电流流过通过薄势垒连接两个超导引线的结[1]。该电流由引线之间的超导相位差$ϕ$驱动。在库珀对隧穿过程存在手征和时间反演对称性的情况下[2]，当$ϕ$消失时，电流严格为零。只有当这些潜在的对称性被打破时，$ϕ=0$的超电流才可能是有限的[3-5]。这对应于结的基态偏移不同于0或$π$的相位$ϕ_{0}$。在这里，我们报告这样的约瑟夫森$ϕ_{0}$结的基础上的纳米线量子点。我们使用量子干涉仪设备，以调查相位偏移和证明，$ϕ_{0}$可以控制的静电门控。我们的结果对超导磁通和相位定义的量子比特以及探索量子点系统中的拓扑超导性具有深远的意义。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall
Josephson Current through a Semiconductor Nanowire: effect of strong spin-orbit coupling and Zeeman splitting
我们研究了在外加磁场作用下存在自旋轨道耦合和塞曼分裂的半导体纳米线的相干输运。通过采用解析和数值方法，我们发展了超导体-半导体晶体-超导体结构中约瑟夫森效应的理论。我们发现，约瑟夫森电流通过清洁的半导体纳米线表现出一些有趣的功能，由于塞曼分裂和自旋轨道耦合之间的相互作用。我们还研究了纳米线中的无序对Andreev束缚态能谱的影响，并计算了结处的局域态密度。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson effect in semiconducting nanowires as a signature of the topologically nontrivial phase
我们研究了具有Rashba自旋轨道耦合的半导体纳米线制成的约瑟夫森结，其中超导关联由邻近效应引起。在适当定向的磁场存在下，系统显示出反常的约瑟夫森效应：在两个超导体之间没有相位偏置的情况下出现非零的超电流。我们发现，这种反常电流可以显着增加，通过调整到螺旋状制度的纳米线。特别是，在短结中，大的反常电流是纳米线中拓扑非平凡超导性的特征。
2016-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Net on-chip Brillouin gain based on suspended silicon nanowires
光子-声子耦合的百年研究在过去十年中出现了令人瞩目的复兴。在早期对动力学反作用的观测的推动下，该领域发展到基态冷却和单个声子的计数。最近的一个分支研究了硅电路中行波、光学宽带光子-声子相互作用的潜力。在这里，我们报告连续波布里渊增益超过光损耗的一系列悬浮硅梁，选择性片上放大器的一步。我们获得的效率高达$10^{4} \, \text{W}^{-1}\text{m}^{-1}$，迄今为止在声子千兆赫范围内的最高。我们还发现，几何无序对纳米级声子为基础的技术构成了重大挑战的迹象。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Supercurrent Interference in Semiconductor Nanowire Josephson Junctions
半导体-超导体混合系统为承载不成对的马约拉纳费米子实现容错拓扑量子计算提供了一个很有前途的平台。在这项研究中，我们采用Keldysh非平衡格林函数形式主义的模型在正常超导结的量子输运。在紧束缚近似下，采用Bogolubov-de Gennes哈密顿量描述的三维离散晶格模型对III-V族半导体纳米线约瑟夫森结（InAs/Nb）进行了分析，计算了Andreev束缚态谱和电流-相位关系.最近的实验[Zuo等人，物理修订版信函119，187704（2017）]和[Gharavi等人，arXiv：1405.7455v2（2014）]揭示了这些器件中的临界电流振荡，并且我们的模拟证实这些是纳米线中横向子带的干涉效应。我们在相干散射模型中加入无序，研究无序对临界电流振荡的影响，以期对实验有一个全面的了解。无序结中的振荡对随机无序势的特定实现和栅极电压高度敏感。因此，宏观电流测量为我们提供了关于结的微观轮廓的信息。最后，我们研究退相的通道，包括弹性相位破碎的相互作用。由此获得的振荡与实验数据定性一致，这表明相断裂过程在III-V族半导体纳米线约瑟夫森结中的重要作用。
2019-10-14 cond-mat.mes-hall
Long- to short-junction crossover and field-reentrant critical current in Al/Ag-nanowires/Al Josephson junctions
我们利用高质量的单晶银纳米线，通过不同超导材料实现不同长度的约瑟夫森结，研究了超导邻近效应。由于大量的结探测，接触电阻和电子扩散常数可以确定，使测量的临界电流的理论预期的比较，在整个制度从短到长扩散结。尽管临界电流的长度依赖性如预期的那样，但$R_{N}I_c$乘积的幅度小于理论预测的幅度。我们还解决了临界电流的磁场依赖性。除铝外，我们所用的所有超导接触都观察到了窄长结临界电流随期望场的准高斯衰减。本文提出了场对铝接触结临界电流的显著非单调效应，并从磁场改进的准粒子热化角度进行了分析。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall
Josephson Current in Rashba-based Superconducting Nanowires with Geometric Misalignment
我们研究了两个Rashba基超导纳米线之间的几何错位的弱链接的性质。通过施加外部磁场，可以将系统驱动到拓扑非平凡区域。我们表明，约瑟夫森电流可以调制的幅度和符号，通过外加电场的变化，并显着，通过角度控制的自旋轨道锁定失配在纳米线的界面。所提出的设置与未对准的共面纳米线提供了积木配置的操纵通过几何控制的混合/分裂的界面态的相干输运。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions in double nanowires bridged by in-situ deposited superconductors
我们表征了基于原位沉积超导体桥接的紧密生长双纳米线的平行双量子点约瑟夫森结。平行双点行为发生，尽管纳米线的接近和纳米线夹持在生长期间的潜在风险。通过调整电荷填充和铅耦合，我们绘制了最简单的平行双量子点Yu-Shiba-Rusinov相图。我们的准独立的两线混合动力显示出实现奇异拓扑相位的希望。
2021-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hard-gap spectroscopy in a self-defined mesoscopic InAs/Al nanowire Josephson junction
超导体/超导体-纳米线混合结构可以作为多功能的构建块，以实现基于量子化水平的马约拉纳电路或超导量子位，例如Andreev量子位。对于所有这些应用，超导体-半导体界面尽可能干净是至关重要的。此外，超导电极的形状和尺寸需要精确控制。我们通过完全原位的方法制备了自定义的InAs/Al核/壳纳米线结，满足所有这些标准。透射电子显微镜测量证实了尖锐和干净的界面之间的纳米线和原位沉积的Al电极，这是通过阴影蒸发形成的。此外，我们报告隧道光谱，门和磁场相关的运输测量。可实现的短结长度、观察到的硬带隙和磁场鲁棒性使得这种新的混合结构对于依赖于精确控制子带隙状态的数量的应用（如Andreev量子比特或拓扑系统）非常有吸引力。
2020-07-29 cond-mat.mes-hall
Quantum charge diffusion in underdamped Josephson junctions and superconducting nanowires
在欠阻尼极限下研究了量子涨落对约瑟夫森结和超导纳米线电流-电压特性的影响。量子涨落引起库仑阻塞和超电流分支之间的跃迁，并且在高电阻环境的情况下可以显著地修改电流-电压特性的形状。由于相荷对偶性，我们的结果可以直接推广到相反的过阻尼极限。
2008-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximitized Josephson junctions in highly-doped InAs nanowires robust to optical illumination
研究了不同入射光通量和三种不同波长的光频光对基于高掺杂InAs纳米线的邻近InAs/Al约瑟夫森结的影响。实验获得的IV曲线建模使用分流结模型，该模型考虑到在接触界面处的散射。约瑟夫森结被发现是令人惊讶的鲁棒性，与入射辐射仅通过加热相互作用，而在临界电流以上，我们的设备显示出由光子暴露引起的非热效应。我们的工作为约瑟夫森结与量子光子电路的共集成提供了重要的指导方针，并为基于量子阱的混合光子探测器的未来工作奠定了基础。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave signature of robust topological Andreev-level crossings in superconducting proximitized crystalline Bi nanowires
证明约瑟夫森结中Andreev态的拓扑保护是一个实验挑战。特别是，由于快速的宇称破缺过程，拓扑约瑟夫森结的当前相位关系所期望的指示性$4π$周期性仍然难以捉摸。通过探测量子自旋霍尔边缘态\cite{Fu2009}的低能Andreev谱，预测了与电流热噪声相关的低温交流磁化率测量可以揭示量子自旋霍尔边缘态的拓扑保护.基于QSH的约瑟夫森结。我们已经进行了这样的一个相位偏置的约瑟夫森结周围的铋纳米线，这是以前显示主机一维弹道边缘状态的Andreev谱的微波探测。我们发现吸收峰在Andreev水平交叉点，其温度和频率依赖性指向受保护的拓扑交叉点，其准确性受到我们实验的电子温度的限制。
2018-09-14 cond-mat.mes-hall
Supercurrent in Nb/InAs-Nanowire/Nb Josephson junctions
我们报道了平面介观约瑟夫森结的制备和测量，该结由InAs纳米线耦合到超导Nb终端形成。使用具有不同体载流子浓度的Si掺杂的InAs纳米线允许调整结的性质。我们研究了结特性作为温度，栅电压和磁场的函数。在高掺杂浓度的纳米线结中，约瑟夫森超电流值可达100 nA，由于采用Nb作为超导体，约瑟夫森耦合在4K温度下仍能保持。在所有的结中，临界电流随磁场单调下降，这可以用最近发展的超小约瑟夫森结邻近效应的理论模型来解释。对于低掺杂的约瑟夫森结，通过改变栅电压来控制临界电流已被证明。我们研究了纳米线耦合到超导和正常的金属终端的电导波动。超导接触纳米线的电导波动幅度约为接触纳米线的6倍。电导涨落的增强归因于相位相干Andreev反射以及由于Nb电极的大超导能隙而产生的大量相位相干通道。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-driven Switching Dynamics in a Fully Suspended Superconducting Nanowire
Leiden University（莱顿大学）；Istituto Nanoscienze-CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会超导、创新材料与器件研究所）
通过全悬浮超导纳米线排除泄漏通道，发现栅极电压可指数级增强相滑移逃逸率（跨六个数量级），且极性反转时不对称，揭示静电与相滑移的复杂作用。
2026-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect in nanowire-based Andreev molecules
本研究在基于纳米线的安德烈夫分子中观察到约瑟夫森二极管效应，通过与另一个约瑟夫森结相干耦合实现非局域对称性破缺，可利用非局域相位和栅极电压调控，为多约瑟夫森结器件控制及先进超导器件开发提供启示。
2025-08-20 cond-mat.mes-hall
Magnetic field resistant quantum interferences in bismuth nanowires based Josephson junctions
我们研究了微米长铋纳米线与高临界场超导电极的邻近感应超导性。在低温下，我们测量的超电流，持续在磁场高达临界场的电极（11 T以上）。临界电流也受到磁场的强烈调制。在某些样品中，我们发现规则的，快速的SQUID般的周期性振荡发生高场。其他样品中的特斯拉场尺度的临界电流的周期性，但充分的调制，与场引起的超电流。这些研究结果表明，存在低维，相位相干，通过样品的干扰导电区域，轨道和自旋贡献之间的微妙的相互作用。我们将这些令人惊讶的结果的电子性质的表面状态的铋，强Rashba自旋轨道耦合，大的有效g因子，以及它们对诱导的超导关联的影响。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall
Majorana phi0 Junction in a Disordered Spin-orbit Coupling Nanowire with Tilted Magnetic Field
纳米线系统中的Majorana约瑟夫森结在清洁极限下表现出伪$4π$周期电流-相位关系。在这项工作中，我们研究如何在一个无序的马约拉纳约瑟夫森结内的Bogoliubov-de Gennes方法的倾斜磁场的电流相位关系。我们表明，倾斜的磁场诱导的电流相位关系的$ϕ_0$相移。最重要的是，我们发现这种$ϕ_0$ -连接行为即使在存在疾病的情况下也是稳健的。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
Spin Orbit coupling and Anomalous Josephson effect in Nanowires
在存在自旋轨道耦合和磁场的情况下，超导体-半导体超导体-超导体异质结构即使在超导电极之间没有相位差的情况下也可以支持超电流。我们研究这种现象，反常约瑟夫森效应，采用一个模型能够描述许多带在正常区域。我们讨论了几何和对称条件所需的有限的异常超电流，特别是我们表明，这种现象是增强时，费米能级位于靠近正常区域的带开口。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiple Andreev reflections and Shapiro steps in a Ge-Si nanowire Josephson junction
我们提出了一种基于Ge-Si核壳纳米线的约瑟夫森结，该纳米线具有透明的超导Al接触，是研究Majorana束缚态、超导量子比特和Andreev（自旋）量子比特的一种重要材料.我们证明了直流约瑟夫森效应的形式，通过一个有限的超导结，并建立了交流约瑟夫森效应显示多达23夏皮罗步骤。我们观察到多个Andreev反射高达六阶，表明电荷可以在我们的结内弹性散射多次，并且我们的超导体和半导体之间的界面是透明的，并且具有低无序。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of microwave quantum circuits using hybrid superconducting-semiconducting nanowire Josephson elements
我们报告的实现量子微波电路使用混合超导半导体约瑟夫森元件组成的InAs纳米线接触NbTiN。电容分流的单个元件表现为具有电可调跃迁频率的transmon量子比特。双元件电路在零外加通量附近也表现出类似transmon的行为，但在通量量子的一半处表现为通量量子位，其中元件中的非正弦电流-相位关系产生双阱约瑟夫森势。这些混合约瑟夫森元件在需要工作在磁场中的微波超导电路中具有很好的应用前景。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing Synthetic Caroli-de Gennes-Matricon States Through Critical Current in Full-Shell Nanowire Josephson Junctions
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC（马德里材料科学研究所，西班牙高等科学研究委员会）；Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理系）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理中心）；Center for Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所量子设备中心）；Quantum Advanced Research Center (QuARC), CSIC（西班牙高等科学研究委员会量子高级研究中心）
研究利用全壳纳米线约瑟夫森结，通过临界电流和零偏电阻中的独特偏斜指纹，为卡罗利 - 德热纳 - 马蒂康态的类似物提供实验证据，该态能级间距与超导能隙相当，便于观测。
2026-07-22 cond-mat.mes-hall
Critical current oscillation by magnetic field in semiconductor nanowire Josephson junction
从理论上研究了具有强自旋轨道相互作用的半导体纳米线约瑟夫森结的临界电流。临界电流在外加磁场作用下振荡。我们揭示了在存在自旋轨道相互作用的情况下，临界电流的振荡依赖于磁场的方向。我们使用紧束缚模型对纳米线进行了数值模拟。Andreev能级被计算为两个超导体之间的相位差$φ$的函数。在短结的情况下，直流约瑟夫森电流从Andreev水平评估。自旋-轨道相互作用产生有效磁场。当外场与有效场平行时，临界电流振荡并伴随着$0$ - $π$类跃迁.当外场与有效场之间的夹角越大时，振荡周期越长。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic anisotropy of critical current in nanowire Josephson junction with spin-orbit interaction
本文提出并研究了半导体纳米线约瑟夫森结的一个极小模型，该模型考虑了塞曼效应和自旋轨道效应。直流约瑟夫森电流的Andreev能级的相位依赖的能量进行评估。在改变所施加的磁场时，临界电流振荡，表现出发出$0$ - $π$转变信号的尖点。在没有自旋轨道相互作用的情况下，尖点的振荡和位置是有规律的，不依赖于磁场的方向。在自旋轨道相互作用的存在下，电流的磁场依赖性变得各向异性和不规则。我们调查这种依赖性的详细说明，它可以用来表征的强度和方向的自旋轨道相互作用的实验与纳米线。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conduction Channels of an InAs-Al nanowire Josephson weak link
我们提出了一个电可调约瑟夫森结定义在InAs纳米线由外延生长的超导铝壳接近的定量表征。从高度非线性的电流-电压特性中提取了导电通道的数量和传输系数的集合的栅极依赖性。虽然传输非单调地发展，但是可以调整独立通道的数量，并且实现具有单个准弹道通道的配置。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson effect induced by spin-orbit interaction and Zeeman effect in semiconductor nanowires
从理论上研究了在磁场存在下，具有强自旋轨道相互作用的半导体纳米线的约瑟夫森结。利用紧束缚模型，数值计算了短结情况下Andreev束缚态能级$E_n$与两超导体间相位差$φ$的关系.直流约瑟夫森电流从Andreev水平评估。在不存在SO相互作用的情况下，由于磁场的存在，可以清楚地观察到$0$ - $π$的跃迁。当存在SO相互作用时，SO相互作用和塞曼效应共存，产生$E_n (-φ) \ne E_n (φ)$，在$φ=0$处也有反常约瑟夫森电流流过.此外，观察到的临界电流的方向依赖性，与实验结果一致。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable Josephson parametric amplifiers based on semiconductor nanowires
本研究基于平行InAs纳米线阵列制备出栅极可调约瑟夫森参量放大器，实现近1 GHz的频率调谐范围、超20 dB的多频增益及接近量子极限的噪声水平，为同材料体系的栅极可调量子比特与量子极限放大器片上集成提供了新平台。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The self-actuating InAs nanowire-based nanoelectromechanical Josephson junction
半个世纪前，布赖恩·约瑟夫森（Brian Josephson）做出了一系列惊人的预测，这些预测与夹在两个超导体之间的隧道势垒有关。一个特别的预测，后来被称为交流-约瑟夫森效应，说在有限的直流偏压下，隧道电流包含一个交流。超导元件，在微波频率下振荡。通过观察与电磁辐射的相互作用修改的结的电流-电压特性，并直接检测从结本身发射的微波辐射，实验验证了这一预测。直流电流-电压特性的行为也被证实是由约瑟夫森结的高频动力学决定的，并可用于研究各种系统，如电子自旋共振中的原子、高温超导体中的光学声子和振动的Nb分子。在这里，我们提出了一个InAs纳米线约瑟夫森结设备，其中振动的纳米线弱连接起着纳米机电谐振器的作用。交流电的流动-通过结的约瑟夫森电流使得能够通过简单的直流传输测量来驱动和检测谐振器的振动模式。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson radiation and shot noise of a semiconductor nanowire junction
利用交流耦合超导隧道结中的光子辅助准粒子隧穿效应测量了InSb半导体纳米线结的约瑟夫森辐射。我们通过评估纳米线结的非弹性库珀对隧穿的频率依赖性来量化局部微波环境的作用，并找到截止频率为$f_0=33.1\,$ GHz的零频率阻抗$Z(0)=492\,Ω$。我们提取的电路耦合效率的$η\approx 0.1$和探测器的量子效率接近统一的高频极限。除了约瑟夫森辐射，我们确定了一个散粒噪声的贡献与Fano因子$F\approx1$，一致的纳米线通道中存在的单电子态。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect in multichannel Rashba nanowires: Role of inter-subband coupling
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究多通道Rashba纳米线约瑟夫森结中的二极管效应，揭示子带耦合对拓扑相图和二极管响应的影响，发现子带混合可增强二极管效率并实现非反向超导传输优化。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
