Coupling of Josephson flux-flow oscillators to an external RC load
我们调查的功率耗散在一个阻性负载电容耦合到约瑟夫森磁通流振荡器的数值模拟的行为，并比较的结果得到的直流耦合纯阻性负载。假设参数R和C的实际值，在高Tc和低Tc情况下，功率都足够大，以允许这种器件在应用中工作。
1996-05-11 cond-mat.supr-con supr-con
Vibration Mode Induced Shapiro Steps and Backaction in Josephson Junctions
本文研究了零温下超导隧道结与机械振子耦合的模型，其中机械振子与隧道电子之间为线性耦合。研究发现，超导体间的约瑟夫森电流受振荡器运动的调制。与谐振器的耦合在约瑟夫森结特征的$I-V$中产生额外的夏皮罗阶跃，其位置由振动模式的频率调谐。我们还发现了一个新的速度依赖项起源于交流约瑟夫森电流的反作用。该项在时间上是周期性的，并且在零偏置电压处消失。
2003-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Towards precise measurement of oscillatory domain wall by ferromagnetic Josephson junction
从理论上提出了一种利用铁磁约瑟夫森结精确测量振荡畴壁的原理。只有当DW在铁磁线中振荡时，电流-电压曲线才呈现阶梯结构。电压阶跃出现在V = n（\hbar /2 e）ω_DW处，基本常数为\hbar /e，整数n，DW频率为ω_DW。由于V可以以10^9的精度来确定，所以振荡DW将比现有的常规方法更精确地测量。
2012-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimizing Anharmonicity in Nanoscale Weak Link Josephson Junction Oscillators
约瑟夫森隧道结作为非线性元件广泛应用于低噪声放大器、量子比特等超导电路中。然而，氧化物隧道势垒中的微观缺陷可产生低频和高频噪声，这可潜在地限制谐振电路的相干时间和品质因数。弱连接约瑟夫森结是一个有吸引力的替代品，提供了足够的非线性可以设计。我们计算超导弱链接的电流相位关系，与零温度相干长度的尺寸相媲美，连接到二维和三维超导电极。我们的研究结果表明，50-100 nm长的铝纳米桥连接的三维银行可以用来构建非线性振荡器的分叉放大。我们还表明，在静态电流偏置下，这些振荡器具有足够的非谐能级结构，以形成量子比特。这样的弱连接结为实现灵敏的量子线路提供了一条实用的新途径。
2009-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Radiation power and linewidth of a semifluxon-based Josephson oscillator
我们演示了一个工作在~ 200 GHz的高频发生器，它是基于翻转中等归一化长度的约瑟夫森结中的半流激子。半流激子自发地出现在约瑟夫森相位的$π$不连续处，该不连续是通过两个微小的电流注入器人工产生的。辐射由片上检测器（隧道结）检测。估计辐射功率（探测器处）约为8 nW，应与发生器消耗的约100 nW直流功率进行比较。测得的辐射线宽，低至1.1MHz，是典型的几何（费斯克）谐振，虽然我们试图抑制这种谐振放置在其两端匹配良好的微波Transformers。利用锁相反馈回路，我们能够将辐射线宽减小到小于1Hz，相对于参考振荡器测量，并且仅由我们的测量设置的分辨率定义。
2013-11-22 cond-mat.supr-con
Phase locking in quantum and classical oscillators: polariton condensates, lasers, and arrays of Josephson junctions
我们连接三种现象，其中一个相干的电磁场可以产生：极化子凝聚，相位锁定在阵列的欠阻尼约瑟夫森结，和激光。所有这些现象都是用自旋耦合到单光子模式的Dicke型模型来描述的。这些描述可以通过自旋是量子的还是经典的，以及它们是强阻尼的还是弱阻尼的来区分。
2003-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Adiabatic polaron dynamics and Josephson effect in a superconducting molecular quantum dot
本文研究了在低振荡频率绝热极限下，通过与振动模耦合的共振能级（局域Holstein模型）的约瑟夫森电流。半经典理论是适当的，并允许我们考虑任意电子振动耦合的玻恩-奥本海默近似内的振荡器动力学。由此产生的Fokker-Planck方程已在最相关的欠阻尼极限下求解，并产生振荡器分布函数和约瑟夫森电流。值得注意的是，从单阱到双阱行为的有效振荡器势面的转变是可能的，并且可以通过超导相位差的变化来调谐。的约瑟夫森电流示出的电子振动耦合由于强声子本地化附近的潜在表面的底部的影响很弱。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson radiation patterns in underdamped topological Josephson junctions
约瑟夫森辐射是探测拓扑超导体中马约拉纳零模的一种有效方法。本文在量子电容并联结模型下研究欠阻尼拓扑约瑟夫森结的约瑟夫森辐射。我们发现，量子动力学的马约拉纳两能级系统诱导振荡模式的约瑟夫森发射光谱。与Floquet方法，我们得到这些振荡模式的分析结果，并发现它们是很好地描述贝塞尔函数。我们进行了数值模拟，以验证分析结果，并证明这些贝塞尔辐射模式存在的结参数范围很广。
2022-05-12 cond-mat.supr-con
Phase-locking transition in a chirped superconducting Josephson resonator
通过将谐振子耦合到量子系统，可以执行量子非破坏（QND）的色散测量，具有最小的反作用。非线性振荡器具有测量增益的优点，但反作用是什么？超导量子位（量子位）耦合到一个非线性约瑟夫森振荡器的实验，迄今为止，利用开关的振荡器附近的动态分岔的灵敏度，并证明了部分QND测量。与切换过程相关联的详细反作用是复杂的，并且可能最终限制这种测量可以是QND的程度。在这里，我们证明了一个新的动力学效应的约瑟夫森振荡器的分岔可以访问没有切换。当用振幅接近尖锐的锁相阈值的频率啁啾驱动器激励时，振荡器在两个发散轨迹之一中平滑地演化-量子比特状态的指针。观察到的临界行为与理论一致，并提出了一种新的量子态测量模式。
2008-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting phase qubit based on the Josephson oscillator with strong anharmonicity
在屏蔽参数为$β_L = (2π/Φ_0)LI_c \approx 1$的射频SQUID的基础上，提出了一种超导相位量子比特，并由半通量量子$Φ_e=Φ_0/2$偏置。由于余弦约瑟夫森势和抛物线磁能势的相互作用，可以在该系统中实现显著的非谐性（$> 30%$），该非谐性最终导致阱的四次多项式形状。这个全局最小值中的两个最低本征态完全适合于对电荷变量不敏感的量子位，偏置在最佳点，并允许有效的色散读出。此外，该量子位中的跃迁频率可以在允许可变量子位-量子位耦合的可观范围内调谐。
2009-08-27 cond-mat.supr-con
Directed transport in coupled noisy Josephson junctions controlled via ac signals
本文研究了两个耦合约瑟夫森结在交流电流和热涨落作用下的输运性质，目的是确定直流电压特性。它是由无偏置零平均外部信号诱导的定向输运的物理实现。交流电流要么作为双谐波电流施加到（A）仅一个结，要么（B）被分成两个简谐波分量并分别施加到相应的结。我们确定的制度，可以与相同的路口，以及相反的符号的电压。一般的观察结果是，在相同的参数范围内，场景（B）在感应直流电压取更大值的意义上更有效。
2012-03-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Low-bandwidth control scheme for an oscillator stabilized Josephson qubit
本文介绍了一种新的约瑟夫森结电路，该电路利用低带宽、近绝热的磁通脉冲实现量子操作。耦合到超导传输线的基模允许量子操作的旋转角的稳定化以对抗通量噪声。一个完整的计划，一个量子比特的旋转，和高可见性拉姆齐条纹振荡，给出。我们表明，高能见度取决于通过一个门户网站中的应用通量的空间，门户网站的宽度是成比例的通量脉冲的斜坡上升率。
2004-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microscopic tunneling model of Nb-AlN-NbN Josephson flux-flow oscillator
自从约瑟夫森磁通流振荡器（FFO）首次在实验上实现以来，其理论描述一直受限于唯象扰动的正弦-戈登方程（PSGE）。虽然PSGE可以定性地描述约瑟夫森结中的正弦戈登孤子或通量子的拓扑激发，但它无法捕捉实际系统中的基本物理现象，例如隧道电流和电磁辐射之间的耦合。此外，PSGE忽略了对超导体能隙的任何依赖，并且没有区分对称和非对称结：由两种相同或两种不同的超导材料制成的结。直到最近才有可能通过考虑超导体能隙的信息来计算FFO的性质[D。R. Gulevich等人，Phys. Rev. B 96，024215（2017）]。这种方法是基于微观隧道理论，并已被证明是描述对称Nb-AlOx-Nb结的基本特征。在这里，我们将这种方法扩展到非对称Nb-AlN-NbN结，并将计算的电流-电压特性与我们的实验结果进行比较。
2018-09-05 cond-mat.supr-con
Time-resolved statistics of photon pairs in two-cavity Josephson photonics
我们分析了在一个电压偏置的约瑟夫森结与两个电磁振荡器串联的装置中高度非经典微波光子对的产生和发射。调谐外部电压，使得约瑟夫森频率等于两个模式频率之和，每个隧穿库珀对在两个振荡器中都产生一个额外的光子。通过二阶关联函数$g^{(2)}(τ)$和等待时间分布$w(τ)$的单振荡器和交叉振荡器变体，研究了两个振荡器的光子发射事件的时间分辨统计。它们提供了对两个振荡器子系统的强相关量子动力学的深入了解，并揭示了光的多种量子特征，包括强反聚束和维格纳函数中负值的存在。
2017-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Oscillatory eigenmodes and stability of one and two arbitrary fractional vortices in long Josephson 0-kappa-junctions
本文从理论上研究了长约瑟夫森结中一个和两个$κ$相位不连续处钉扎的一个和两个任意分数阶涡旋的本征模和稳定性。在单个$κ$ -不连续的特定情况下，在0和$κ$ -区域之间的边界处自发地产生并钉扎涡流。在这项工作中，我们表明，只有两个四种可能的旋涡是稳定的。一个单一的涡流具有振荡的本征模式，其频率在等离子体间隙内。我们计算这个本征频率作为一个函数的分数通量进行的旋涡。对于两个涡的情况，钉扎在两个$κ$ -不连续性位于一定距离$a$彼此，分裂的本征频率发生。我们计算这种分裂的数值作为$a$的函数为不同的可能的基态。我们还讨论了临界距离的存在下，两个反铁磁有序涡旋形成一个强耦合的“涡旋分子”，作为一个单一的对象，只有一个本征模。
2004-10-13 cond-mat.supr-con
Nonlinear microwave response of aluminum weak-link Josephson oscillators
我们提出了在T= 30 mK的驱动响应的6 GHz超导谐振器的电容分流三维（3D）铝纳米桥超导量子干涉器件（nanoSQUID）构建。我们观察到的磁通调制的谐振频率的定量协议与数值计算和近理想的短弱连接结的特点。在强微波激励下，我们观察到稳定的分岔耦合品质因数（Q）的范围从30-3500的设备。在此偏置点附近，观察到增益> 20 dB、带宽40 MHz和接近量子极限噪声性能的参量放大。我们的研究结果表明，三维纳米桥结是有吸引力的电路元件，以实现量子比特。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Parametric amplification of electromagnetic waves produced by a flux-flow-oscillator made of YBaCuO Josephson junction arrays
在泵浦频率fP=45 GHz时，我们观察到由YBa_2Cu_3 O_7约瑟夫森结阵列耦合到毫米波法布里-珀罗谐振腔谐振模的磁通流振荡器产生的电磁波的参量放大。对于（30-45）K范围内的温度，待放大的EM信号的频率fS可以通过所施加的具有单通量量子周期性的B场感生通量在（1-25）GHz范围内连续调谐。因此，我们测量到了一个显著的参数增益，几乎与频率无关，在40 K时达到最大值（8-10.4）dB。对于（14-30）K范围内的温度，fS的磁场可调谐性逐渐被抑制到（1-5）GHz范围的最小值，其中测量到（5-6）dB之间的参数增益。通过适当调整设计/制造参数，我们的研究结果表明，可调谐MW发生器/检测器的发展，以及由高转变温度超导体制成的参数放大器，并在很宽的温度范围内（10 mK-77 K）工作是一个合理的和有吸引力的可能性。
2022-11-04 cond-mat.supr-con
Investigation of nonlinear effects in Josephson parametric oscillators used in circuit QED
实验研究了一种基于超导λ/4谐振腔的参量泵浦非线性振荡器的特性。我们提取两个设备的参数。特别是，我们研究了系统中的非线性效应，并与理论进行了比较。Duffing非线性α由振荡器的与探测功率相关的频移确定，而与参量通量泵浦相关的非线性β由参量振荡开始时的泵浦幅度确定。这两个非线性依赖于设备的参数，并可以在现场调整所施加的直流磁通。我们还提出了如何通过增加一个小的直流磁通和一个两倍于泵浦频率的泵浦音调来消除β的影响。
2013-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Antiferromagnetic THz-frequency Josephson-like Oscillator Driven by Spin Current
紧凑和可调谐的室温相干太赫兹频率信号源的发展将为许多新的应用开辟一条道路。现有的基于超导体约瑟夫森结（JJ）、自由电子激光和量子级联的太赫兹频率产生方法需要低温或/和复杂的设置，从而阻碍了这些装置的小型化和广泛使用。我们从理论上证明，双层的重金属（Pt）和双轴反铁磁（AFM）电介质（NiO）可以是一个源的相干太赫兹信号。流动的直流电流驱动的Pt层和沿硬AFM各向异性轴极化的自旋电流激发在AFM中的磁化亚晶格的时间进动的不均匀，由于弱的易平面AFM各向异性的存在。随着Pt层中的驱动电流从$10^8\text{A}/\text{cm}^2$到$10^9\text{A}/\text{cm}^2$，AFM振荡的频率在0.1-2.0 THz的范围内变化。来自AFM的振幅超过1 V/cm的太赫兹频率信号由Pt中的逆自旋霍尔效应拾取。室温AFM太赫兹频率振荡器的操作类似于低温JJ振荡器的操作，其中易平面磁各向异性的能量起约瑟夫森能量的作用。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
In-plane current-voltage characteristics and oscillatory Josephson-vortex flow resistance in La-free Bi$_{2+x}$Sr$_{2-x}$CuO$_{6+δ}$ single crystals in high magnetic fields
研究了高质量无La Bi $_{2+x}$ Sr $_{2-x}$ CuO $_{6+δ}$（Bi 2201）单晶在40 mK以下平行和倾斜磁场中的面内$I(V)$特性和约瑟夫森涡流阻力。对于电阻性上临界场$H^{*}_{c2}$以下的平行磁场，$I(V)$特性服从幂律，随着磁场的增加，其指数从5以上下降到1，具有平滑的变化。相反，双层铜酸盐Bi 2212，所观察到的平滑变化表明，在调查的温度范围内的耗散机制（没有Kosterlitz无相变）没有变化。当外加磁场与$ab$平面成小角度时，观察到$I(V)$特性中显著的电流阶跃和约瑟夫森涡流阻力的周期性振荡。而在恒定磁场下，电流阶跃在电压中是周期性的，阶跃的电压位置以及磁通流电压随磁场非线性地增加。$ab$ -流阻随磁场的变化而振荡，在宽范围的磁场和温度下具有恒定的周期。$I(V)$特性和流阻振荡中的电流阶跃可以与跨层约瑟夫森涡的运动相联系。
2008-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson effect in graphene SBS junctions
我们研究了石墨烯超导体-势垒-超导体结中的约瑟夫森效应，其中势垒的厚度为$d$，宽度为$L$，这可以通过在势垒区上施加栅极电压$V_0$来产生。我们表明，约瑟夫森电流在这样的石墨烯结，在完全相反，他们的传统的同行，是一个振荡函数的势垒宽度$d$和施加的栅极电压$V_0$。我们还证明了在薄势垒极限下，当$V_0 \to \infty$和$d \to 0$保持$V_0 d$有限时，这种振荡行为可以用超导石墨烯中Dirac-Bogoliubov-de Gennes准粒子的透射共振来理解。我们讨论了我们工作的实验相关性。
2007-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex-flow electromagnetic emission in stacked intrinsic Josephson junctions
通过观察Josephson涡旋流电流-电压特性中的多个子分支，证实了在Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+x}$的叠层本征约瑟夫森结中存在由约瑟夫森涡旋晶格运动激发的集体横向等离子体模.我们还观察到了约瑟夫森涡旋晶格与集体横等离子体模共振产生微波辐射的现象，这为研制约瑟夫森涡旋流电磁振荡器提供了可能。
2006-02-10 cond-mat.supr-con
Spectroscopy of a fractional Josephson vortex molecule
在长约瑟夫森结中，由于约瑟夫森相位的多重不连续性，分数涡旋分子会自发地形成。在每个不连续点处，携带磁通量$|Φ|<Φ_0$的分数约瑟夫森涡旋被钉扎，$Φ_0\approx 2.07\times 10^{-15}$ Wb是磁通量量子。每个涡旋都有一个振荡的本征模，其频率取决于$Φ/Φ_0$，并位于等离子体间隙内。实验研究了双涡旋分子的本征频率与涡旋间距、涡旋的拓扑电荷$\wp=2πΦ/Φ_0$和施加在约瑟夫森结上的偏置电流$γ$的关系。我们发现，随着减少涡之间的距离，分裂的本征频率发生，这对应于两个涡的集体振荡模式的出现。我们使用的共振微波光谱技术，并找到很好的实验结果和理论预测之间的协议。
2011-10-19 cond-mat.supr-con
Josephson parametric phase-locked oscillator and its application to dispersive readout of superconducting qubits
参量锁相振荡器（PPLO），也称为参变管，是一种谐振电路，其中一个电抗被周期性调制。它可以检测、放大和存储自激振荡两个不同相位形式的二进制数字信号。事实上，使用基于磁性铁氧体环或变容二极管的PPLO作为其基本逻辑元件的数字计算机在20世纪50年代和60年代成功运行。最近，已经在机电谐振器中证明了基本的位操作，并且已经提出了基于光学PPLO的伊辛机。在这里，使用PPLO实现与约瑟夫森结电路，我们演示了微波信号的解调数字调制的二进制相移键控。此外，我们将这种解调能力应用于超导量子比特的色散读出。这种读出方案能够实现快速和锁存型读出，但在量子位耦合到的谐振器中仅需要少量的读出光子，因此具有几种不同方案的组合优势。我们已经实现了高保真度，单次和非破坏性的量子位读出，拉比振荡对比度超过90%，主要受量子位能量弛豫的限制。
2014-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous Gilbert Damping and Duffing Features of the SFS {\boldmath $φ_0$} Josephson Junction
我们展示了$φ_0$约瑟夫森结在小自旋轨道相互作用、约瑟夫森磁能比和吉尔伯特阻尼下的相动力学、IV特性和磁化动力学的不寻常特征。特别地，发现铁磁共振频率随Gilbert阻尼的增加而发生反常移动，铁磁共振曲线表现出Duffing振子行为，反映了Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的非线性性质.通过对LLG方程各项的数值分析，得到了一个既能体现阻尼效应又能体现Duffing振子特性的近似方程。所得到的Duffing方程以一种特殊的方式在耗散项和回复力之间加入了Gilbert阻尼。本文提出了一种共振法测定非中心对称材料中自旋轨道相互作用的方法，这种材料在$φ_0$结中起势垒作用。
2021-08-25 cond-mat.supr-con
Multistability of a Josephson parametric amplifier coupled to a mechanical resonator
本文研究了约瑟夫森参量放大器（JPA）耦合到一个机械振荡器的动力学，如实现与直流超导量子干涉仪（SQUID）与嵌入式活动臂。我们分析了该系统的制度时，机械振荡器的频率是相当的幅度与SQUID的等离子体振荡。当纳米机械谐振器被驱动时，它强烈地影响JPA的动力学。我们发现，这种耦合可以大大修改的动力学JPA和诱导其多稳态，而不是常见的双稳态。如果考虑用于检测机械运动的JPA，则该分析是相关的。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time-resolved qubit readout via nonlinear Josephson inductance
我们提出了一个广义的色散量子比特读出，它提供了一个可观察的通量量子比特的时间演化。我们的建议依赖于量子比特与高频谐振子的非线性耦合，代表dc-SQUID。通过记录振荡器对谐振驱动的响应和随后的锁定检测来获得关于量子位动力学的信息。以相干量子比特振荡为例，对测量过程进行了仿真。这证实了潜在的测量关系，也揭示了测量方案具有低反作用和高保真度。
2011-08-04 cond-mat.supr-con quant-ph
A Josephson Parametric Oscillator-Based Ising Machine
本文提出基于约瑟夫森参量振荡器的伊辛机瓦片结构，利用其双稳态实现 7.5 GHz 运行和较 CMOS 低三个数量级的功耗，并通过含噪仿真与哈密顿量解析解验证其可行性及 LHZ 大规模集成潜力。
2023-12-12 cond-mat.supr-con cs.CC quant-ph
Efficient one- and two-qubit pulsed gates for an oscillator stabilized Josephson qubit
我们提出了理论方案，用于执行高保真的一个和两个量子比特的脉冲门的超导通量量子比特。“IBM量子比特”由三个约瑟夫森结、三个回路和一条超导传输线组成。假设一个固定的电感量子位-量子位耦合，我们表明，有效的量子位-量子位相互作用是可调的，通过改变施加的通量，可以忽略不计，允许一个执行高保真单量子位门。我们的方案是量身定制的，以减轻由于1/f噪声的错误;我们发现，由于这个源，只有1%的保真度损失的门，脉冲时间在20- 30 ns的范围内为一个量子位门（Z旋转，阿达玛），和60 ns的两个量子位门（受控Z）。我们的弛豫和失相时间估计表明，从这个来源的保真度相当的损失。泄漏控制在我们的整形脉冲设计中起着重要作用，防止脉冲时间缩短。然而，我们已经发现，量子相位控制的不精确性在我们的门的保真度的限制中起着主要作用。
2008-03-19 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum noise in current biased Josephson junction
在电流偏置约瑟夫森结，描述的RCSJ模型的量子涨落，被认为是。跨结的电压和相位的波动被假定为由分流电阻器中的平衡电流波动发起。这对应于足够低的温度，此时结本身中正常电流的波动可以忽略不计。我们使用量子朗之万方程的随机变量有关的非线性约瑟夫森振子的极限环。这允许超越微扰理论并计算约瑟夫森辐射线的宽度。
2002-12-24 cond-mat.supr-con
Josephson current through a quantum dot with spin-orbit coupling
计算了具有Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合$α$的纳米级多能级量子点的平衡约瑟夫森电流。临界电流已经可以通过适度的$α$而显著改变。在塞曼场的存在下，Datta-Das的振荡依赖于$α$的预测。
2006-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupling Josephson qubits via a current-biased information bus
没有直接相互作用的约瑟夫森量子比特可以通过将它们顺序连接到信息总线来有效地耦合：将电流偏置的大约瑟夫森结视为具有可调频率的振荡器。任何量子位和总线之间的耦合都可以通过调制施加到该量子位的磁通量来控制。这种可调谐的选择性耦合提供了两个量子比特的纠缠态，用于实现基本的量子逻辑运算，并用于实验测试贝尔不等式。
2004-08-02 cond-mat.supr-con quant-ph
Voltage drop across Josephson junctions for Lévy noise detection
我们建议通过测量电流偏置约瑟夫森结上的平均电压降来表征Lévy分布的随机涨落。我们表明，噪声引起的开关过程中的约瑟夫森搓衣板电位可以用来揭示和表征Lévy波动，也如果嵌入在一个热噪声背景。作为噪声强度的函数的平均电压降的测量允许推断表征Lévy分布波动的稳定性指数的值。在从亚稳态的Lévy驱动逃逸过程的情况下，对平均速度的分析估计与对跨结的平均电压降的数值计算完全一致。当热激活和量子隧穿开关过程都可以忽略时，在小偏置电流和低温下达到最佳性能，\emph{i.e.}。在这项工作中讨论的影响铺平了道路走向一个有效的和可靠的方法来表征Lévy组件最终存在于一个未知的噪声信号。
2020-12-07 cond-mat.mes-hall 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
Local external signal shows larger effectiveness when imposed on the fast components in an array of inductively coupled Josephson junctions
感应耦合约瑟夫森结的阵列被认为是和它示出，在存在的快速杂质，这是一个结的临界电流值较小，一个小振幅的周期性信号可以检测到所有其他地方的阵列中，当施加在快速组件。另一方面，施加在阵列中的其他振子上的小幅度信号对整体的动态特性的影响较小
2011-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Josephson mixers for terahertz detection
本文报道了离子辐照YBa2Cu3O7约瑟夫森结在太赫兹天线中的高频混频特性的实验和理论研究。我们研究了本振功率和频率对器件性能的影响。实验数据进行了比较与理论预测的一般三端口模型的混频器，其中的交界处所描述的并联结模型。在不同的频率范围内，跨越以上和以下的结的特征频率fc的转换效率得到了很好的协议。
2014-05-23 cond-mat.supr-con
Magnetic moment manipulation by triplet Josephson current
本文计算了多层铁磁弱连接约瑟夫森结中由能带电子提供的感应磁矩。F层的非共线磁化提供了产生三重态超导关联的必要条件。它导致了长程感应磁矩，出现在超导（S）层。它被证明是依赖于约瑟夫森相位。通过调节约瑟夫森电流，可以控制长程感应磁矩。或者，施加电压可以产生振荡磁矩。这种自旋效应的检测可以作为三重态超导性的独立证据。该机制对于低损耗的超导自旋电子器件具有很大的吸引力。
2012-10-12 cond-mat.supr-con
Nonlinear features of the superconductor--ferromagnet--superconductor $φ_0$ Josephson junction in ferromagnetic resonance region
我们证明了在铁磁共振区的$φ_0$约瑟夫森结的磁动力学和IV-特性的非线性特征的表现。我们表明，在小的系统参数值，即阻尼，自旋-轨道相互作用，约瑟夫森磁能比，磁动力学减少到标量Duffing振荡器的动态，驱动约瑟夫森振荡。阐明了在谐振区增加超导电流的作用。移位的铁磁共振频率和反转的阻尼依赖性，由于非线性证明了完整的Landau-Lifshitz-Gilbert-Josephson系统的方程，并在其不同的近似。最后，我们证明了负微分电阻的IV-特性，其相关性与折叠效应。
2022-10-01 cond-mat.supr-con
Josephson oscillation linewidth of ion-irradiated YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ junctions
本文报道了离子辐照YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$约瑟夫森结的噪声特性。本工作的目的是调查的约瑟夫森振荡的线宽与探测器的响应实验在$\simeq$ 132 GHz。实验结果进行了比较与一个简单的分析模型的基础上Likharev-Semenov方程和de Gennes脏极限近似。我们表明，在这些结的低频波动的主要来源是宽带约翰逊噪声和过剩（$\frac{1}{f}$）噪声的贡献并不占上风的温度范围内的利益，在一些其他类型的高T $_c$超导约瑟夫森结。最后，我们讨论了离子辐照结的兴趣，以实现由同步阵列的约瑟夫森结组成的频率可调谐振荡器。
2016-03-28 cond-mat.supr-con
Coupling between phonons and intrinsic Josephson oscillations in cuprate superconductors
本文用c轴声子与约瑟夫森振荡的耦合解释了最近报道的在高T_c超导体Tl_2Ba_2Ca_2Cu_3 O_{10+δ}和Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}中本征约瑟夫森结电流-电压特性中观察到的亚带隙结构。建立了一个模型，其中相邻超导多层膜之间的c轴晶格振动由电阻结中的约瑟夫森振荡激发。最低结构的电压对应于两种材料中具有大振子强度的纵向c轴声子的频率，为这个量提供了一种新的测量技术。
1997-03-17 cond-mat.supr-con
Statics of non uniform Josephson junction parallel arrays: model vs. experiment
实验和数值模拟研究了超导带状线并联的非均匀约瑟夫森结阵列的零电压超导电流与磁场的关系。测量的曲线是复杂的，独特的，并与使用专门开发的模型的数值模拟非常一致。使用这个，我们可以优化阵列以具有任何期望的干涉图案。这种新设备可以在磁力测量、准粒子混合器和探测器、磁通流振荡器和超导电子学中找到应用。
2006-09-29 cond-mat.supr-con
THz emission from a stacked coherent flux-flow oscillator: non-local radiative boundary conditions and the role of geometrical resonances
我推导出简单的非局部动态边界条件，适用于建模的辐射发射从堆叠约瑟夫森结，并采用它们来分析磁通流发射从本征约瑟夫森结在高- $T_c$超导体。结果表明，由于堆叠结中磁通子的洛伦兹收缩的缺乏，高质量的几何共振是从堆叠的高功率发射的先决条件。这导致了辐射阻抗的双重作用：一方面，小阻抗增加了来自堆叠的发射效率，另一方面，增强的辐射损耗降低了几何共振的品质因数，这可能降低总发射功率。因此，最佳条件的相干通量流振荡器实现时，辐射损失相当于电阻损失内的堆栈。
2010-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
Long Josephson junctions with spatially inhomogeneous driving
本文研究了具有空间非均匀偏置电流的长约瑟夫森结在密孤子链情况下的相位动力学。为了得到相应的sine-Gordon方程的解析解的庞加莱方法已被使用。在理论的有效性范围内，解析推导和数值计算的电流-电压特性之间的良好一致性已被证明为偏置电流（无偏尾）的阶跃函数分布的最简单的例子。它示出，对于所考虑的偏置电流分布的例子，有一个最佳长度的无偏尾，最大限度地提高主谐波的幅度和最小化的动态电阻（从而导致减少的线宽）。
2002-02-27 cond-mat.supr-con
Ring Oscillators for Clocking Reversible Superconducting Circuits and Fabrication Process Benchmarking
可逆超导电路的现有概念以及所展示的绝热电路需要由室温源产生的三相偏置/时钟信号。不久前，我们建议可以通过基于局部约瑟夫森结的发生器来提供多相偏置/时钟。该发生器看起来像一个长环形约瑟夫森结，仅由离散元件-结和电感器组成，并通过通量泵闭合成环，以将任何所需数量的涡旋注入环中。施加到环上的均匀分布的直流偏置电流迫使涡旋的稳定运动伴随着流过与小电感串联的约瑟夫森结（JJ）的近谐波交流电流。这些交流电流用作基于nSQUID的电路的多相偏置/时钟。为了验证这一概念并将耗散能量与kBTln 2阈值进行比较，我们开发了一个由256个未分流JJ组成的环，目标临界电流Ic为20 μA。我们研究了从0到256的每个涡旋计数下环形振荡器的行为。测得的涡旋环的临界电流约为0.1 μA/J，这可以用环成分不可避免的不均匀性和环附近冻结通量的影响来解释。相应的能量耗散，约10 kBT每通道的一个涡流通过一个JJ，应进一步减少与可逆电路的前瞻性实验。然而，获得的I-V特性可能会对研究长约瑟夫森结的科学家感兴趣。在这项工作中使用的制造工艺的优越性是由获得的约200倍的减少Ic的环与涡流相对于一个单一的包括JJ，远远大于在任何先前描述的情况下。
2017-04-26 cond-mat.supr-con
Josephson $φ$-junctions based on structures with complex normal/ferromagnet bilayer
我们证明了在弱连接区由纵向取向的正常金属（N）和铁磁体（F）薄膜组成的结构中可以实现基态具有非平凡相位差$% 0<φ_g <π$的约瑟夫森器件。跨F层的振荡耦合使得电流-相位关系中的一次谐波相对较小，而跨N层的耦合提供二次谐波的负符号。为了得到$φ$结的定量判据，我们在Usadel方程的框架下求解了S-NF-S结构的重叠和斜坡几何的二维边值问题。我们的数值估计表明，$φ$结可以使用最新的技术制造。
2012-08-29 cond-mat.supr-con
Observation of superluminal geometrical resonances in Bi2Sr2CaCu2O8+x intrinsic Josephson junctions
我们研究了Bi_2Sr_2CaCu_2O_（8 +x）小台面结构中的Fiske台阶，这种台面结构只包含少量的堆叠本征约瑟夫森结。磁场的仔细排列防止了Abrikosov涡旋的穿透，并有利于观察各种高质量的几何共振，包括速度大于电磁波最慢速度的超光速。少量的结限制了谐振模式的数量，并允许准确识别模式和速度。结果表明，超光速几何共振可以激发亚光速通量运动和磁通流本身成为超光速在高磁场。我们认为，高质量的超光速几何共振的观测是至关重要的相干磁通流振荡器在太赫兹频率范围内的实现。
2010-06-09 cond-mat.supr-con
A Josephson junction defect spectrometer for measuring two-level systems
我们制作并测量了约瑟夫森结缺陷谱仪（JJDS），它是一种频率可调谐的近谐振子，用于探测约瑟夫森结（JJ）势垒中的强耦合二能级系统（TLS）。JJDS适应宽范围的结电感$L_{J}$，同时将谐振频率$f_{0}$保持在4-8 GHz的范围内。通过施加磁通量偏置来调谐$f_{0}$，我们在结势垒中检测到强耦合的TLS作为器件光谱中的分裂。用通孔式Al/热AlOx/Al结制造并在30 mK下用单光子激发能级测量的JJDS显示出在$σ_{TLS}h = 0.4-0.5 /GHz μm^2$范围内的TLS密度和$\tan δ_{J} = 2.9x10^{-3}$的结损耗角正切。
2012-03-20 cond-mat.supr-con
Josephson photonics with a two-mode superconducting circuit
我们分析了两个电磁振荡器串联耦合到电压偏置的约瑟夫森结的量子动力学。当所施加的电压导致跨结的约瑟夫森频率与两个模式频率之和相匹配时，隧穿库珀对同时激发两个模式中的光子，导致远离平衡态。这些状态显示高度非经典的功能，包括强反聚束，违反柯西-施瓦茨不等式，和数字压缩。低和高光子occupancy的制度允许的分析结果，支持一个完整的数值处理。两种模式之间的不对称性的影响进行了探讨，揭示了一个显着的增强的数量压缩时，模式阻尼在不同的速率。
2015-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Effects in Resistance-Shunted Josephson Junctions
在紧束缚极限E_C/E_J<<1的范围内，对电阻分流约瑟夫森结的热力学和输运性质进行了理论研究，其中E_C和E_J分别为充电能和约瑟夫森耦合能。基于唯象谐振子模型，解析地研究了弱耦合区K=R_Q/R<<1，其中R和R_Q=h/（2 e）^2是分流电阻和量子电阻.除了有效带宽，我们发现，这个多能级系统确实有一个新的交叉在较低的能量下，态密度变得强烈退化。这两个能量尺度控制线性DC响应、光学响应和非线性I-V特性。较低的能量交叉表明存在一类新的强相关现象超出了近藤问题的框架。
1999-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave distribution in stacked Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+x}$ intrinsic Josephson junctions in a transmission-line geometry
研究了矩形叠层（15 $μ$ m $\times$ 0.72 $μ$ m $\times$ 60 nm）$_{2}$ $_{2}$ $_{2}$ O $_{8+x}$本征约瑟夫森结（IJs）内的微波分布。该堆叠被微制造成传输线几何形状，其中几百nm厚的Au层沉积在堆叠的顶部和底部。通过测量不同微波功率下W波段IJs隧穿临界电流的异常抑制来监测微波分布。这种技术可以提供有价值的信息的微波传输模式内的夹层堆叠的IJs，这是非常重要的高频器件应用，使用IJs，如磁通流太赫兹振荡器。
2003-08-05 cond-mat.supr-con
Decoherence in Josephson vortex quantum bits
研究了耗散噪声环境中约瑟夫森涡旋量子比特的退相干。利用长约瑟夫森结（LJJ）制备约瑟夫森涡旋量子比特（JVQ），采用微扰sine-Gordon方程描述两态系统的相位动力学，计算了准粒子耗散、弱涨落临界电流和偏置电流对弛豫时间T1和退相时间T_n的影响.我们表明，临界电流波动不有助于退相的量子位在最低阶近似。利用具有长关联时间的高斯色噪声模拟LJJ中磁场涨落引起的弱电流变化，我们发现在很低的温度下，低频电流噪声对相干时间T2有限制。此外，我们表明，一个超长的相干时间可以从JVQ通过使用实验可访问的物理参数值。
2006-04-18 cond-mat.supr-con
Tight-Binding Energy-Phase Calculation for Topological Josephson Junction Nanowire Architecture
Air Force Institute of Technology（空军理工学院）
本文研究拓扑超导纳米线架构中能-相关系的紧束缚计算，通过分析约瑟夫森结中的拓扑超导体行为，探讨其对量子比特电路动态的影响。
2025-03-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Amplification and squeezing of quantum noise with a tunable Josephson metamaterial
最近，将超导量子比特的量子态和纳米机械振荡器的位置编码成微波场的状态已经成为可能。然而，为了对量子比特的状态进行理想的测量，或者以量子限制的灵敏度检测机械振荡器的位置，需要不添加噪声的放大器。如果放大器增加的噪声小于半个量子，它也可以挤压电磁真空的量子噪声。真空的高压缩态是一种重要的量子信息源。它们可以用来产生纠缠或实现反作用回避的位置测量。在这里，我们介绍了一个通用的参数设备，它工作在4和8 GHz之间的频带。它是一种亚量子限制的微波放大器，它放大的量子噪声高于商用放大器的附加噪声，并将量子波动压缩10 dB。
2008-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unusual Superconducting Proximity Effect in Magnetically Doped Topological Josephson Junctions
研究了磁掺杂拓扑绝缘体（TI）拓扑约瑟夫森结的输运性质。Nb/Fe-Bi $_2$ Te $_2$ Se/Nb结的电导谱在低于1 K的温度下显示出一个不寻常的三叉形零偏压电导峰，峰宽为$\sim$ 6 $μ$ V，三叉峰的中心峰代表直流约瑟夫森电流，侧峰可能反映了非常规的库珀对.此外，临界电流与温度成反比，这也可能反映了非常规邻近效应的存在。此外，微波辐射导致电导谱从峰值结构急剧变化为振荡结构，这是交流约瑟夫森超电流的标志。高功率射频辐照下交流约瑟夫森效应的电流-相位关系为4 $π$周期。结果表明，基于磁掺杂的3D TI的结可以实现非常规的库珀配对，从而能够获得马约拉纳束缚态和非常规超导的基本物理。
2020-02-12 cond-mat.supr-con
