Josephson junction microwave modulators for qubit control
我们展示了基于约瑟夫森结的双平衡混频器和移相器电路，工作在6-10 GHz，并集成这些组件来实现单片幅度/相位矢量调制器和正交混频器。这些器件由通量信号驱动，不消耗芯片上的功率，输入饱和功率超过1 nW，并为超导量子位的集成控制提供低温微波调制解决方案。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Thin-Film Aluminum Microstructure as a Hot-Electron Microwave Radiation Detector
我们已经发现，薄膜铝结构成形为由狭窄的地峡连接的微米尺寸的岛链，可以在微波辐射下改变它们的电学和结构特性。结果表明，在4.2K时，薄膜结构转变为一种横向周期结构N-S-N，其中N为正常岛，S为超导峡。在1.3 ~ 10 K温度范围内研究了样品的电流-电压特性以及在低功率辐照下这些特性的变化。作为微波探测器的结构的灵敏度为10^{5} V/W。
2004-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cryogenic growth of aluminum: structural morphology, optical properties, superconductivity and microwave dielectric loss
University of California, Santa Barbara（加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校）；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）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；New Mexico State University（新墨西哥州立大学）
研究低温下铝薄膜的分子束外延生长，发现低温生长增加结构无序，改变铝的光学、电学和超导性质，并发现小晶粒尺寸增强超导性，同时制备超导微波谐振腔发现双能级系统损耗主导。
2025-10-07 cond-mat.supr-con quant-ph
A Microwave Josephson Refrigerator
提出了一种基于约瑟夫森效应的微波量子制冷原理。当超导量子干涉器件（SQUID）被含时磁通量穿透时，会引起宏观量子相位的变化，并在SQUID两端产生有效的有限偏压。该电压可以用于将形成干涉仪的超导电极中的一个主动冷却到晶格温度以下。可实现的冷却性能与结构固有的简单性和可扩展性相结合，为量子技术的许多应用铺平了道路。
2016-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fabrication and Characterization of Aluminum Airbridges for Superconducting Microwave Circuits
基于共面波导（CPW）的超导微波电路易受寄生槽线模的影响，从而导致损耗和退相干。我们鼓励使用超导空气桥作为一种可靠的方法，防止这些模式的传播。我们描述了这些空气桥超导谐振器，我们用它来测量由于放置在CPW线空气桥的损失的制造。我们发现，在单光子水平的额外损失是很小的，并在较高的驱动功率降低。
2013-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic surface channels in fully in situ defined Bi$_4$Te$_3$ Josephson junctions with aluminum contacts
在这封信中，我们报告的电输运性质的Bi $_4$ Te $_3$在约瑟夫森结几何形状使用超导铝电极与钛互扩散障碍。Bi $_4$ Te $_3$被认为是一种双重拓扑绝缘体，由于时间反演和镜像对称性，强拓扑绝缘体相和晶体拓扑相共存.通过Bi $_4$ Te $_3$层的超导电流的形成由两步过程来解释。首先，由于Al/Ti电极的紧密接近，在电极正下方的Bi $_4$ Te $_3$层内感应出超导能隙。该间隙的大小通过分析在低电压偏置下在器件差分电阻内识别的多个Andreev反射（MAR）来确定。第二，基于Andreev反射和反向Andreev反射过程，在这两个邻近耦合区之间的弱连接区中建立超电流。的临界电流以及火星的温度依赖性的分析表明，主要是弹道超电流的贡献之间的邻近的Bi $_4$ Te $_3$区域，即使该材料的特点是由半金属体相。这些弹道模式的存在给出了指示的拓扑性质的Bi $_4$ Te $_3$。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity Effect Transfer from NbTi into a Semiconductor Heterostructure via Epitaxial Aluminum
我们展示了转移的超导性能的NbTi-一个大的间隙高临界场超导体-到InAs异质结构通过薄的中间层外延Al。两个设备的几何形状，一个约瑟夫森结和一个栅极定义的量子点接触，被用来表征界面的透明度和两步邻近效应。在约瑟夫森结中，多次Andreev反射揭示了接近1的透明性，具有诱导间隙$Δ^*=0.50~\mathrm{meV}$和临界温度$7.8~\mathrm{K}$。Tunneling光谱产生硬诱导间隙相邻的超导体的$Δ^*=0.43~\mathrm{meV}$与Al和NbTi的子结构特征的InAs。
2016-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Linear response theory of Josephson junction arrays in a microwave cavity
最近的实验约瑟夫森结阵列（JJAs）在微波腔开辟了一个新的途径，调查这些设备的性能，同时最大限度地减少来自测量设备本身的外部噪声量。这些实验已经显示出探测JJA中多体量子效应的希望。在这项工作中，我们开发了一个一般的理论描述，这样的实验，推导出一个量子相位模型的平面JJAs包含量子化涡旋。该模型的动力学磁化率计算为一些简单的电路，和签名的额外的涡流注入确定。退相干的影响被认为是通过Lindblad主方程。
2019-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Probing the current-phase relation of graphene Josephson junctions using microwave measurements
我们对嵌入微波电路中的石墨烯约瑟夫森结进行了广泛的分析。通过比较一个扩散结在15 mK的弹道在15 mK和1 K，我们能够重建的电流相位关系。
2020-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Entangled quantum currents in distant mesoscopic Josephson junctions
考虑两个相距较远的介观SQUID环。双模非经典微波源用相关光子照射两个环。在这种情况下，约瑟夫森电流是量子力学算符，并且它们相对于微波的密度矩阵的期望值产生实验观察到的电流。经典相关（可分离）和量子力学相关（纠缠）的微波被认为是，它们的约瑟夫森电流的影响进行量化。两个不同的例子，涉及微波数态和相干态的结果。结果表明，通过两个环中的约瑟夫森结的隧道电子对的量子统计是相关的。
2004-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
1/f noise of Josephson-junction-embedded microwave resonators at single photon energies and millikelvin temperatures
我们提出了测量1/f频率噪声的线性和约瑟夫森结嵌入超导铝谐振器在低功率，低温制度-超导量子比特的典型工作条件。约瑟夫森结的添加不会导致额外的频率噪声，从而对于亚微米阴影蒸发结，在1 Hz处设置了分数临界电流波动的上限$10^{-8}$（Hz $^{-1/2}$）。这些值意味着超导量子位由于临界电流噪声为40 - 1400 $μ$ s的最小退相时间，这取决于量子位结构。偶尔，在50 mK以上的温度下，我们观察到激活的个别波动，显着增加噪声水平，并表现出洛伦兹谱。
2011-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Enhancement of Josephson phase diffusion by microwaves
本文报道了微波辐照下小约瑟夫森结中相位扩散的实验和理论研究。观察到一个特殊的微波相扩散的增强。这种增强通过电流-电压特性中的显著电流峰值来表现。峰的电压位置$V_{\rm top}$随着微波辐射的功率$P$的增加而增加为$V_{\rm top}\propto\sqrt P$，而其电流幅度随着$P$而微弱地减小。随着微波频率的增加，峰值特征演变为具有有限斜率的Shapiro台阶。考虑到多光子吸收对非相干超导电流的增强，我们的理论分析与实验数据符合得很好。
2004-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cavity sideband cooling of the Josephson phase
延伸的约瑟夫森结将超导电流固有地耦合到绝缘屏障中的微波腔。我们证明，这种耦合产生边带的微波谐振腔的结。通过测量开关电流的分布，我们表明，微波辐射在边带带来的约瑟夫森相的平衡。特别地，有效相温度分别通过反斯托克斯和斯托克斯散射降低或提高。相冷却和加热都随着微波功率的增加而增加。
2010-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of microwave spectroscopy of Andreev bound states with a Josephson junction
本文提出了电流通过耦合到非线性环境中的隧道约瑟夫森结的微观理论，该非线性环境由耦合到谐振子的Andreev二能级系统组成。它模拟了最近的实验[Bretheau，Girit，Pothier，Esteve和Urbina，Nature（London）499，312（2013）]，关于超导原子尺寸接触中Andreev束缚态的光子光谱学。我们发现本征能量和本征态的环境，并推导出通过结由于非弹性库珀对隧穿电流。电流-电压特性揭示了Andreev束缚态之间的跃迁，与Andreev束缚态杂交的谐波模式的激发，以及多光子过程。计算的光谱与实验数据相当一致。
2014-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Granular Aluminum kinetic inductance nonlinearity
本文研究了颗粒铝电感对电流的非线性依赖关系，发现其在7 GHz下微波相移达4弧度，系统非线性为1.4%，潜在增益约17 dB，为微波信号的参量放大提供了可能。
2024-03-01 cond-mat.supr-con
On-Chip Josephson Junction Microwave Switch
作者报道了一种基于单约瑟夫森结超导电路的反射式单极单掷微波开关的设计和测量。数据表明，开关操作与2 GHz的瞬时带宽集中在10 GHz，低插入损耗，和优于20 dB的开/关比。开关的实测性能与模拟输入功率高达-100 dBm。一个扩展的演示电路，实现单刀双掷开关的仿真。
2015-12-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave Quantum Radar using a Josephson Traveling Wave Parametric Amplifier
低反射率物体的检测可以通过所谓的量子照明程序来改进。然而，量子检测概率随源带宽呈指数衰减。约瑟夫森参量放大器（JPA）技术用作源，产生一对纠缠信号，称为双模压缩真空态，显示出非常窄的带宽限制了微波量子雷达（MQR）的操作。本文首次提出了一种基于量子照明协议和约瑟夫森行波参量放大器（JTWPA）的微波量子雷达系统。在12 GHz泵浦的JTWPA的测量结果显示，在X波段的超宽带宽等于10 GHz，使我们的MQR隐形物体的检测有希望的候选人。
2021-11-05 cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave induced tunable subharmonic steps in superconductor-ferromagnet-superconductor Josephson junction
研究了超导体-铁磁体-超导体约瑟夫森结中铁磁与超导相动力学的耦合。结的电流-电压特性表现出次谐波电流阶跃的模式，形成魔鬼的楼梯结构。我们发现，在铁磁共振的步骤的宽度变得最大。此外，我们还证明了台阶的结构和宽度可以通过改变外磁场的频率、约瑟夫森与磁能的比值、吉尔伯特阻尼和结的尺寸来调节。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Traveling Wave Parametric Amplifiers as Non-Classical Light Source for Microwave Quantum Illumination
通过所谓的量子照明程序，可以丰富对低反射率物体的探测。为了使这种量子过程优于经典检测协议，最初需要微波辐射的纠缠态。本文讨论了基于电路QED器件的约瑟夫森行波参量放大器（JTWPAs）作为双模压缩真空态（一种特殊的信号-闲频纠缠态）的合适光源的作用。获得的宽带宽使JTWPA成为在量子精密测量和信息处理应用中产生量子辐射的理想候选者。
2021-06-09 cond-mat.supr-con quant-ph
Nonadiabatic Josephson current pumping by microwave irradiation
用微波辐照约瑟夫森结不仅可以对约瑟夫森电流的幅度起作用，而且可以对约瑟夫森电流的相位起作用。这需要打破时间反演对称性，这是通过在作用于结的两侧的微波分量之间引入相位延迟来实现的。一般的对称性参数和一个特定的单能级量子点模型的解决方案表明，这诱导手性的库珀对动力学，由于Andreev束缚态波函数的拓扑结构。另一个必要条件是打破结内的电子-空穴对称性。的电流相位关系的移位，这是可控的符号和幅度与微波相位和静电门，从而产生一个“手性”约瑟夫森晶体管。点模型在无限间隙极限下由Floquet理论求解，在一般情况下用Keldysh非平衡格林函数求解。手征电流是非绝热的：它是极值的，并且改变接近Andreev束缚态之间的共振手征跃迁的符号。
2018-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generating entangled quantum microwaves in a Josephson-photonics device
当将电压偏置的约瑟夫森结串联到几个微波腔中时，通过结的库珀对电流引起强相关光子连续发射到腔模中。调谐的偏置电压的谐振，其中一个单一的库珀对提供的能量，以创建一个额外的光子在每个腔，我们证明了纠缠的性质，这些创造过程中的简单的证人在实验上可观察到的。为了尽可能充分地描述这种光的量子态的纠缠特性，我们在全密度矩阵知识的基础上，提出了更详细的纠缠准则，并对双体和多体纠缠进行了详细的研究。特别是，我们说明了如何由于这些电路的相对简单的设计，实验参数的变化允许人们访问各种各样的纠缠态不同，例如，在纠缠方的数量或状态空间的维度上。这样的设备，除了它们作为一个高度通用的纠缠量子微波源的潜力，因此可能代表一个很好的自然测试平台的分类和量化方案开发的量子信息理论。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave studies of the fractional Josephson effect in HgTe-based Josephson junctions
物质拓扑相的兴起与它们承载马约拉纳束缚态的潜力密切相关，马约拉纳束缚态是寻求强大的、拓扑保护的量子信息处理的一个强有力的因素。为了产生这样的状态，一种选择的方法是在拓扑绝缘体中诱导超导性。超导性和拓扑绝缘体的电子性质之间的相互作用的工程是一项具有挑战性的任务，因此理解简单的超导器件如约瑟夫森结的物理是非常重要的，其中新的拓扑性质有望出现。在这篇文章中，我们回顾了最近的实验研究拓扑超导拓扑绝缘体，使用微波激发和检测技术。更准确地说，我们已经制造和研究的拓扑约瑟夫森结的碲化汞的弱连接在两个Al或Nb接触。在这样的设备中，我们已经观察到两个签名的分数约瑟夫森效应，这是预计将出现从拓扑保护的无隙Andreev束缚态。我们首先回顾拓扑约瑟夫森结的理论背景，然后转移到实验观察。然后，我们评估所观察到的功能的拓扑起源，并得出结论，展望更先进的微波光谱实验，目前正在开发中。
2018-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave Signatures of Topological Superconductivity in Planar Josephson Junctions
针对拓扑超导性实验特征识别与MBS检测难题，研究人员通过理论分析嵌入射频超导量子干涉器件的Al/InAs基平面约瑟夫森结，发现可借助微波共振频率偏移与吸收谱半斜率特征辨别拓扑信号，为拓扑量子计算相关研究提供支撑。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic supercurrent discretization and micrometer-long Josephson coupling in germanium
我们制作约瑟夫逊场效应晶体管在锗量子阱接触超导铝和展示超导电流的孔，延伸超过几微米的结长度。在超导量子点接触中，我们观察到超导电流的离散化，以及法布里-珀罗共振，证明了弹道输运。超电流的磁场依赖性遵循一个明确的夫琅和费样图案和夏皮罗步骤后出现微波照射。多个Andreev反射引起电导增强和证据的透明界面，通过分析过剩电流确认。这些弹道超导传输的演示对于锗中的混合量子技术是有希望的。
2018-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of thermal microwave photons with a Josephson junction detector
本文利用欠阻尼 Josephson 结探测毫开尔文微波铜腔发射的单热光子，实现高达40%效率和0.1 Hz暗计数率，并通过超泊松统计确认其热源属性。
2025-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson Junctions defined by a Nano-Plough
我们用扫描探针显微镜犁削沉积的铝膜来定义超导收缩。显微镜尖端通过电子束沉积进行修改，以形成具有金刚石般硬度的纳米犁，从而可以定义高度透明的约瑟夫森结。此外，制作了一个直流SQUID来验证结的适当功能。该器件易于集成在介观器件中作为局部辐射源，并可用作可调谐片上毫米波源。
1998-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering Nonlinear Response of Superconducting Niobium Microstrip Resonators via Aluminum Cladding
在这项工作中，我们发现，铝包覆铌微带谐振器是一种有效的方式来抑制由局部焦耳加热引起的非线性响应，从而提高微波功率处理能力。这种改善可能是由于Al和Nb层之间的邻近效应。邻近效应被发现是可控的，通过调整的Al层的厚度。我们发现，提高薄膜质量也是有益的，因为它提高了微波临界电流密度，但它不能消除局部加热。
2019-10-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Critical temperatures and critical currents of wide and narrow quasi-one-dimensional superconducting aluminum structures in zero magnetic field
Institute of Microelectronics Technology and High Purity Materials, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院微电子技术与高纯材料研究所）
研究宽窄准一维超导铝结构在零磁场中的临界温度和临界电流，发现结构越窄，临界温度和电流密度越低，首次提出杂质中心影响主导因素，且温度依赖的开关电流在不同温度区间由不同理论描述。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Niobium Quantum Interference Microwave Circuits with Monolithic Three-Dimensional (3D) Nanobridge Junctions
本文提出在铌微波谐振器中单片集成三维纳米桥超导量子干涉器件，通过氖离子束铣削实现，获得与铝器件相当的非线性性能且工作参数范围更大，为混合量子系统应用奠定基础。
2023-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Inelastic scattering of microwave radiation in the dynamical Coulomb blockade
本文研究了直流偏压约瑟夫森结对微波传播场的散射。在子间隙电压下，小的约瑟夫森结仅作为非线性边界工作，其可以吸收、放大和散射转换传播的微波。在约瑟夫森耦合能量的首阶微扰理论中，散射热辐射和相干辐射的谱密度和正交涨落可以用众所周知的$P(E)$函数来描述。应用这一点，我们研究了热辐射和相干辐射是如何被吸收和放大的欧姆传输线和电路中的谐振频率。我们表明，当一个相干输入可以创建一个双模压缩输出。此外，我们评估任意光子数（Fock）状态之间的散射振幅，表征单个光子倍增和吸收过程中发生的结。
2019-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Wireless Josephson Junction Arrays as Tunable Metamaterials: Inducing Discrete Frequency Steps with Microwave Radiation
我们报告低温，微波传输测量一个新的可切换和可调类的非线性超材料。将约瑟夫森结（JJ）的无线二维阵列作为超材料进行探测，其中阵列中的每个元胞被认为是一个元原子。在微波存在的情况下，这种由30，000个连接的元原子组成的紧凑超材料阻止了库珀对的流动，从而在我们测量的最低温度下产生具有2800的品质因数的单一鲁棒谐振信号。传输信号被打开和关闭，其幅度和频率随温度、入射射频功率或直流磁场而调谐。令人惊讶的是，将入射射频功率增加到阈值以上会导致谐振分裂为多个离散谐振，这些谐振在宽温度窗口的240 MHz范围内延伸。我们认为，这种效果是一个新的化身的逆交流约瑟夫森效应的约瑟夫森等离子体频率锁定到射频驱动频率产生量化的频率阶跃，而不是电压阶跃，在没有直流偏置。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave photonics with Josephson junction arrays: negative refraction index and entanglement through disorder
我们研究了不同的架构的光子晶体在微波制度的基础上超导传输线中断的约瑟夫森结，在一个和两个维度。对该线中单个结的散射特性的研究表明，当光子频率与约瑟夫森等离子体频率相匹配时，该结表现为理想的反射镜。我们将我们的计算推广到结的周期性排列，证明它们可以用于可调谐能带工程，形成我们所说的量子线路晶体。两个应用程序进行了详细讨论。在二维结构中，我们证明了负折射现象。最后，我们研究了通过无序介质相互作用的两个超导量子比特之间稳态纠缠的产生。
2012-06-28 cond-mat.supr-con quant-ph
Phase-dependent supercurrent and microwave dissipation of HgTe quantum well Josephson junctions
本文通过微波导纳测量并结合Bogoliubov-de Gennes紧束缚模型，表征HgTe量子阱约瑟夫森结的电流-相位关系与耗散，证实相位π处Andreev谱存在小能隙及高界面透明度。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave signatures of Majorana states in a topological Josephson junction
我们发现的拓扑约瑟夫森结$Y(ω,φ_0, T)$的导纳作为一个函数的频率$ω$，静态相位偏置$φ_0$施加到超导引线，和温度$T$。$Y$的耗散部分允许结中的子带隙态的光谱。涉及Majorana（$\mathcal{M}$）双峰的跃迁的共振频率$ω_{\mathcal{M}, n} (φ_0)$在$φ_0=π$处表现出$φ_0$依赖性的特征扭结。与去耦的马约拉纳态相关的扭结在任何温度下都保持尖锐，相应的光谱线都是明亮的，只要引线是超导的。所发展的理论可能有助于从微波光谱中提取有关Majorana态的定量信息。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Al/AlO$_{\rm {x}}$/Al-Josephson-junction-based microwave generators for weak-signal applications below 100 mK
正在开发一种专用约瑟夫森发生器，作为在110至170 GHz频率范围内工作在$T \sim $ 100 mK以下的单微波光子探测器的片上校准源。目标校准功率对应于每秒0.01至10个计数的光子检测率。我们分析的约瑟夫森振荡的隧道结微观（TJM）模型的框架内，并找到一个标准的RSJ模型的结，作为一个准单色源的微波操作的修正。实验上，我们实现了一些铝基双结干涉仪连接到引线通过微带线电阻制成的部分氧化的钛膜。$I$ - $V$曲线表现出确保在所需频率范围内产生微波信号的行为。通过设置偏置点$\bar{V}$并施加磁场，可以分别调谐发生器的频率和功率。一个小的振荡线宽，下降到几个GHz，和低水平的黑体辐射发射的电路的热部件预测，使用实验参数。
2014-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Approaching ideal weak link behavior with three dimensional aluminum nanobridges
我们提出了运输测量的未分流直流超导量子干涉器件（SQUID）组成的30 nm宽的铝纳米桥的不同长度L接触的二维和三维银行。具有L $\leq$ 150 nm（约为超导相干长度的3-4倍）的3D纳米桥SQUID在施加磁场的情况下表现出$\approx 70%$临界电流调制，接近理想短金属弱连接的理论极限。相比之下，2D纳米桥SQUID表现出显著较低的临界电流调制。这种增强的非线性使得3D纳米桥约瑟夫森结非常适合优化弱连接SQUID磁力计的灵敏度，以及实现超低噪声放大器和量子位。
2010-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flip-chip-based microwave spectroscopy of Andreev bound states in a planar Josephson junction
本文提出一种基于倒装芯片和电感耦合超导谐振器的方法，实现了对平面约瑟夫森结中Andreev束缚态的微波谱测量与栅控，为超导-半导体二维材料的微波应用开辟了新路径。
2023-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of microwave irradiation on parametric resonance in intrinsic Josephson junctions
研究了微波辐照对高温超导体中本征约瑟夫森结相位动力学的影响。我们证明了微波的幅度变化的电流-电压特性和超导层中的电荷的时间依赖性（时间振荡）的影响。在参量共振时，等离子体的纵向波长发生了显著的变化。我们证明了微波辐射的影响上的参数共振区的宽度。
2012-08-22 cond-mat.supr-con
Josephson-based scheme for the detection of microwave photons
本文从统计判决理论的观点出发，提出了一种通过电流偏置约瑟夫森结探测微波感生光子的方案。我们的分析是基于零电压寿命分布响应于一个周期性的脉冲训练，模仿光子的吸收的数值研究。检测的统计特性检索比较的热致跃迁的分布的开关到有限的电压状态，由于热噪声和入射脉冲的联合作用。区分光子到达的能力可以通过Kumar-Paddel指数来量化，Kumar-Paddel指数是信噪比的良好指标。该指数可以用来确定最适合于检测弱微波光子的系统参数。
2021-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inelastic Microwave Photon Scattering off a Quantum Impurity in a Josephson-Junction Array
非谐超导电路中的量子涨落使得单个入射光子能够进行频率转换。这种在光子束强度中呈线性的效应导致了标准输入输出电路理论的分支。我们考虑一个极端情况下的非谐性，光子散射的一个小的一组弱链接内的约瑟夫森结阵列。我们证明了这种量子杂质显示近藤物理和评估的弹性和非弹性光子散射截面。这些截面揭示了近藤问题的多体性质，而这些性质在传统的费米子模型中是很难得到的。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dispersive microwave bifurcation of a superconducting resonator cavity incorporating a Josephson junction
我们观察到了含有约瑟夫森隧道结非线性元件的微波超导法布里-珀罗腔的动态双稳态。该效应是光学双稳态的模拟，表现在腔的透射和反射特性中，并且由谐振频率的波振幅依赖性和腔内场能量的有限停留时间之间的竞争来控制。这种有限的停留时间仅仅是由于通过测量过程从腔体提取辐射。与一个简单的模型的基础上的Duffing振子方程的紧密定量协议表明，非线性，因此分叉现象，是完全分散的。
2007-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Novel Microwave Absorption Due to Strong Coupling between Josephson Plasma and the Josephson Vortex Array in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$
本文研究了在9.8 - 75 GHz微波宽频段内，平行于$ab$面的磁场中Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$单晶的约瑟夫森等离子体激发。结果表明，相位集体模存在两种类型：一种是在较高的磁场下随磁场的增加而增加，与$ck$近似线性渐近相关，远高于等离子体固有频率$ω_p$;另一种则没有明显的磁场依赖性.较高的线性模式是由于约瑟夫森等离子体模式沿约瑟夫森涡旋的倒易晶格矢量传播，而较低的一个可以归因于约瑟夫森涡旋的振荡模式。
2002-10-29 cond-mat.supr-con
Microwave-Tunable Diode Effect in Asymmetric SQUIDs with Topological Josephson Junctions
本文研究由拓扑约瑟夫森结与平庸约瑟夫森结构成的非对称SQUID中的约瑟夫森二极管效应，揭示分数约瑟夫森效应在磁场下的表现、极性翻转机制及微波功率对二极管极性的可调性。
2024-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In situ Al$_2$O$_3$ passivation of epitaxial tantalum and aluminum films enables long-term stability in superconducting microwave resonators
Grad. Institute of Applied Physics and Dept. of Physics, National Taiwan University（国立台湾大学应用物理研究所及物理系）；Department of Physics, National Tsing Hua University（国立清华大学物理系）；National Synchrotron Radiation Research Center（国家同步辐射研究中心）；Taiwan Semiconductor Research Institute（台湾半导体研究院）
原位氧化铝钝化技术有效提升超导微波谐振器长期稳定性，解决界面氧化问题。
2025-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Microwave absorption by the Josephson-junction network in a low field: A realistic model for ceramic high-temperature superconductor
我们讨论了由30 × 30 × 30约瑟夫森结组成的三维阵列对微波的吸收与外加磁场的关系，其中每个结的电阻率、电容和电感是随机的。网络的数值模拟结果表明，在高温超导体YBa_2Cu_3 O（7-x）陶瓷样品中观察到了特征的微波吸收反常现象。我们还提供了一个简单的分析条款的约瑟夫森环不稳定性的吸收的讨论。
2006-04-28 cond-mat.supr-con
Optimal Conditions for Observing Fractional Josephson Effect in Topological Josephson Junctions
拓扑约瑟夫森结（JJ）含有Majorana束缚态，在微波辐射下呈现4个$π$周期的电流-相位关系，从而产生双Shapiro台阶.我们进行了数值计算的拓扑JJ的动力学性质，使用一个修改的电容和电容并联结模型和广泛的研究作为结参数和微波功率和频率的函数的Shapiro步骤的逐步演变。我们的计算结果表明，奇整数夏皮罗步骤，即，分数交流约瑟夫森效应的证据，通过结电容和IcRn乘积的增加以及微波频率的降低而显著增强，即使对于4 $π$周期性超电流的相同部分。我们的研究提供了观察分数交流约瑟夫森效应的最佳条件，此外，我们的新模型可以用来精确地量化拓扑超导体的实验数据的拓扑超导电流。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave signatures of $\mathbb{Z}_{2}$ and $\mathbb{Z}_{4}$ fractional Josephson effects
我们提出了一个多体精确对角化研究电路量子电动力学架构中的$\mathbb{Z}_2$和$\mathbb{Z}_4$约瑟夫森效应。对具有最近邻库仑相互作用的Kitaev链约瑟夫森结进行了数值模拟。高度透明的Kitaev链结的低能量有效理论被证明是相同的量子自旋霍尔绝缘体的边缘处创建的结。通过将相互作用的结电容耦合到微波谐振器，我们预测了分数约瑟夫森效应对腔频率和时间分辨反射率测量的签名。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Influence of strong microwave radiation on static properties of a small Josephson junction
本文给出了小约瑟夫森结在强微波辐射影响下的静态特性的初步结果。本文讨论了小约瑟夫森结中运动的布朗粒子与超导相位差之间的对应关系。接下来，我们描述了一种实验方法，确定流过结的微波电流的幅度。结的静态特性的典型例子，包括其动态电阻作为微波功率的函数。我们还讨论了外部磁场对结动力学的影响，并表明，在这种情况下，一维斯图尔特-McCumber模型变得不够。
2010-07-07 cond-mat.supr-con
Phase-charge duality in Josephson junction circuits: Role of inertia and effect of microwave irradiation
我们研究了两个不同的电路中的相干量子相位滑移的物理包含小约瑟夫森结：（i）一个单一的结嵌入在一个电感的环境和（ii）一个长链的结。从标准的约瑟夫森哈密顿量，单结电路可以使用准经典的方法进行分析，我们制定的条件下，所得到的准电荷动力学是完全对偶的通常的相位动力学与约瑟夫森隧道。对于链，我们使用的事实，它的集体行为可以用一个变量：数量$m$的量子相位滑移存在于它。我们得出的结论是，共轭准电荷的动力学再次是一个单一的约瑟夫森结的标准相位动力学的对偶。在这两种情况下，我们阐明的电感，获得确切的对偶性至关重要的作用。这些结论对微波辐照下的单结和链的行为具有深远的影响。由于这两个系统是由一个模型完全双标准的电容和电容分流结模型，我们预计出现的电流夏皮罗步骤。我们数值计算了相应的电流-电压特性在很宽的参数范围内。我们的研究结果是有趣的，鉴于目前的标准。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic-field resilience of 3D transmons with thin-film Al/AlO$_x$/Al Josephson junctions approaching 1 T
磁场弹性超导电路使传感应用和混合量子计算架构，涉及自旋或拓扑量子位和机电元件，以及研究通量噪声和准粒子损失。我们研究了高达1 T的面内磁场对薄膜三维铝传输子的光谱和相干时间的影响。使用不受强磁场影响的铜腔，我们可以单独探测磁场对传输子的影响。我们目前的数据上的单结和SQUID transmon，这是在同一腔冷却下来。正如预期的那样，transmon频率随着场的增加而降低，这是由于超导能隙的抑制和几何Fraunhofer贡献。尽管如此，薄膜transmons显示强磁场弹性：两个transmons显示微秒相干高达至少0.65 T，和$T_1$保持高于1 $\mathrmμ$ s在整个可测量范围。SQUID光谱是可行的高达1 T，我们的磁铁的极限。我们的结论是，薄膜铝约瑟夫森结是一个合适的硬件超导电路在高磁场制度。
2021-11-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Characterization of process-related interfacial dielectric loss in aluminum-on-silicon by resonator microwave measurements, materials analysis, and imaging
本文系统研究了制造工艺对铝-硅超导谐振器介电损耗的影响，发现HF清洗、标准清洗、预沉积加热和原位氧化等步骤对界面损耗至关重要，并通过多种材料分析手段揭示了损耗与界面微观性质的关系。
2024-03-01 cond-mat.supr-con quant-ph
From Shapiro steps to photon-assisted tunneling in microwave-driven atomic-scale Josephson junctions with a single (magnetic) adatom
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Univ. Grenoble Alpes, CEA, Grenoble INP, IRIG-Pheliqs（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国原子能和替代能源委员会、格勒诺布尔理工学院、IRIG-Pheliqs研究所）
本文研究微波驱动的原子尺度 Josephson 结，揭示普通 Pb-Pb 结的 Shapiro 相干台阶及磁性吸附原子诱导的光子辅助准粒子隧穿导致的非相干转变。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Self-shunted Al/AlOx/Al Josephson junctions
采用阴影蒸发技术制备了具有高透明势垒的自分流铝约瑟夫森结，并在低温下进行了测量，T=25 mK。由于高的结透明度，IV特性被发现是只有很小的滞后与再俘获开关电流比高达80%。观察到的临界电流接近Ambegaokar-Baratoff值（高达80-100%）。良好的势垒质量被证实的准粒子分支，这使得自分流铝结集成RSFQ-qubit电路的应用前景较低的子隙漏电流。
2006-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetically induced Josephson nano-diodes in field-resilient superconducting microwave circuits
Physikalisches Institut, Center for Quantum Science (CQ)
研究开发了在强磁场下工作的非线性和可调谐超导微波电路，发现纳米缩窄量子干涉仪中的磁场诱导约瑟夫森二极管效应，提高了电路性能，并揭示了其在量子电路中的应用潜力。
2026-04-01 cond-mat.supr-con quant-ph
