Buzdin, Shapiro and Chimera Steps in $φ_0$ Josephson Junctions. II. Bifurcation, Switching, and Hysteresis
本文研究 $φ_0$ 约瑟夫森结在电磁辐射下的磁化动力学与电流-电压特性，揭示两种磁化态间的迟滞转换，并提出了实验验证方法，成果可应用于超导自旋电子学和量子计算。
2024-03-06 cond-mat.supr-con
Phase diffusion and charging effects in Josephson junctions
约瑟夫森结的超电流通过相扩散而减小。对于超小电容结，电流可以通过库仑阻塞效应进一步减小。我们计算的库珀对电流的含时微扰理论的所有订单的约瑟夫森耦合能量和获得的电流-电压特性的封闭形式的参数范围内的实验兴趣。结果包括经典区域中相干约瑟夫森电流的相位扩散以及强库仑阻塞区域中非相干库珀对隧穿引起的超电流峰。
1998-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hysteresis and chaos in anomalous Josephson junctions without capacitance
研究无电容 $\phi_0$ S/F/S Josephson 结，揭示电流诱发的铁磁层磁化动力学可导致混沌、迟滞和多支电流–电压特性，并实现抗热噪声的脉冲电压状态切换。
2024-09-10 cond-mat.supr-con
Charging effects in the inductively shunted Josephson junction
用于分流约瑟夫森结的阻抗的选择决定了通过电路传输的电荷是否被量化：电容性分流器使电荷离散，而电感性分流器导致连续电荷。这种差异导致了大电感L极限的矛盾。我们表明，虽然电容和电感分流结的能谱有很大的不同，它们的高频响应变得相同的大L。因此，电感分流打开了观察不受电荷噪声阻碍的充电效应的可能性。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hysteresis from nonlinear dynamics of Majorana modes in topological Josephson junctions
我们发现，拓扑约瑟夫森结提供了一个自然的平台之间的相互作用的约瑟夫森效应和Landau-Zener效应通过一个两能级系统形成的耦合马约拉纳模式。我们通过修改标准教科书中的RSJ模型，考虑到结处的Majorana模的二能级系统，建立了一个量子相干分流结（RSJ）模型。我们表明，两个能级系统的动力学是由一个非线性薛定谔方程和求解方程解析通过映射到一个经典的动力学问题。这种非线性动力学导致了I-V特性的滞后，这可以对最近的实验给出定量的解释。我们还预言了在拓扑超导量子干涉器件中，周期为$h/e$和$h/2e$的两种干涉图样的共存。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inverse magnetic hysteresis of the Josephson supercurrent: study of the magnetic properties of thin niobium/permalloy (Fe_{20}Ni_{80}) interfaces
我们提出了一个基于Nb和坡莫合金（Py：Fe_{20} Ni_{80}）的超导体/铁磁体（S/F）异质结构的磁性质的图像。通过测量不同中间F层厚度的S/F/S三层结构中的磁矩随温度的变化，证明了F层存在杂散磁场。当F层厚度低于阈值时，我们建立了S/F/S三层结构的磁测量值与S/绝缘层/超导薄膜/F/S（SIsFS）约瑟夫森结（JJ s）临界电流的反常磁依赖关系.这些互补的调查提供了一个自洽的方法来充分表征S/F异质结构，并可能证明铁磁性和超导性之间的相互作用所产生的影响。在Fraunhofer临界电流振荡的一个转变已被观察到在相反的方向，一个通常观察到的JJ与F障碍，因为它最近已经预测的逆和电磁邻近理论。这种逆记忆效应与设计这些异质结构作为存储单元和自旋电子器件有关。
2021-07-05 cond-mat.supr-con
Phase diagram of Josephson junction arrays with capacitive disorder
我们研究了具有电容性无序的约瑟夫森结阵列在有限温度下的相图（即，随机偏移电荷和/或随机充电能量）：在每个结的大粒子数的限制下，这是无序玻色子哈伯德模型的显著物理实现。通过平均场近似，我们计算了平均自由能和绝缘相和超导相之间的相边界线方程。我们发现，莫特绝缘波瓣结构消失的偏移电荷的概率分布的大方差（$σ\gtrsim e$）。此外，在最近邻相互作用下，即使$σ$的值很小，$q=e$周围的绝缘波瓣也会被破坏。在随机充电能量的情况下，直到分布的方差达到某个临界值，与所有自电容相等的情况相比，超导相位增加。
2003-01-22 cond-mat.supr-con
Gap resonance in the classical dynamics of the current-biased Josephson tunnel junctions
这项工作报告了一种新的时域表达式的电流响应内核的BCS超导体之间的约瑟夫森隧道结一般具有不同的能隙，并使用它来模拟这种结的经典动力学。模拟结果显示了一个动态的制度，其特征在于约瑟夫森振荡和间隙振荡之间的共振的电流内核，以前没有研究过的渐近。除了隧道结在低于能隙的电压下的通常的“惯性”滞后特性之外，谐振本身表现为电流偏置结在高于能隙的电压范围内的直流电流-电压特性中的滞后。与间隙谐振相关的IV曲线的特征（包括间隙上的滞后）应该在利用具有相对大但可实现的电流密度的高质量约瑟夫森隧道结的许多结构和器件中显现出来。
2021-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic Resistivity via Quantum Nucleation of Phase Slips in a One-Dimensional Josephson Junction Array
通过估算量子相滑移的成核率，计算了零温下一维约瑟夫森结阵列的电阻率。我们选择了一个描述成核过程的集体坐标，并估算了相应的有效质量。在约瑟夫森耦合能超过充电能的强耦合区，我们用WKB方法计算了成核速率。我们的估计与最近的实验数据吻合得很好。本文还讨论了超导体-绝缘体转变点。
1999-03-23 cond-mat.supr-con
Three-dimensional Josephson-junction arrays in the quantum regime
研究了具有自结电容和互结电容的三维周期性约瑟夫森结阵列的量子相变特性。我们利用欧氏群E_2给出的数和相位算符之间的相位涨落代数，有效地将问题映射到一个可解的量子推广的球模型上。我们得到的相图作为温度，约瑟夫森耦合和充电能量的函数。我们还分析了相应的涨落电导率及其在零温量子临界点附近的普适标度形式。
1999-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Variation of Longitudinal Plasma Wavelength under Irradiation and Double Resonance in Coupled Josephson Junctions
研究了电磁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。通过改变辐射的振幅和频率，我们预测了三种新的效应：参量共振时等离子体纵向波长的变化;约瑟夫森振荡与辐射和等离子体纵向波的双共振;超导层在对应于Shapiro台阶的电流区间内的充电。对最近在实验上观察到的IVC中的“凸点”结构进行了论证。我们还观察到参差不齐的夏皮罗步骤在双共振。
2012-05-31 cond-mat.supr-con
Tunable mechanically-induced hysteresis in suspended Josephson junctions
本文提出一种悬浮约瑟夫森结，通过外加磁场下的洛伦兹力实现电子电流与机械运动的耦合，在直流I-V特性中产生可调谐的机械诱导滞回，并仅需直流测量即可探测高频机械振荡。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A superconductor-insulator transition in a one-dimensional array of Josephson junctions
我们考虑一个一维约瑟夫森结阵列，在该政权的结充电能量远大于超导岛的充电能量。在这一制度中，我们严格重新审查的连续极限的描述，并建立参数之间的关系的阵列和所产生的正弦戈登模型。后一种模型是用准电荷表示的。我们认为，尽管在文献中相反的论点，这样的准电荷sine-Gordon描述仍然有效的绝缘和超导相之间的相变附近。我们还讨论了随机背景电荷的影响，这是总是存在于这样的阵列的实验实现。
2003-05-12 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-induced superconductor to insulator transition in Josephson-junction ladders
本文用自充电模型研究了外加磁场作用下梯形约瑟夫森结的超导体到绝缘体的转变。采用路径积分蒙特卡罗模拟方法对等效的（1 + 1）维经典模型进行了模拟，研究了相图和临界行为。除了超导（无涡旋）相之外，涡旋相也可以在增加磁场和小充电能量的情况下发生。结果表明，超导相和涡旋相之间存在一个绝缘相。令人惊讶的是，有限尺寸标度分析表明，即使外场打破时间反演对称性，场诱导超导到绝缘体的转变也是KT普适类。
2005-09-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Thermally activated conductance in arrays of small Josephson junctions
我们提出了测量的温度依赖性电导的小电容SQUID的串联阵列。在低偏置电压下，阵列表现出很强的库仑阻塞，我们详细研究了温度和约瑟夫森能量$E_J$的函数。我们发现，零偏压电导很好地描述了热激活电荷输运的激活能的顺序为$ΛE_C$，其中$Λ$是在阵列中的电荷屏蔽长度和$E_C$是一个单一的SQUID的充电能量。
2013-06-26 cond-mat.supr-con
Experimental manifestation of the breakpoint region in the current-voltage characteristics of intrinsic Josephson junctions
给出了本征约瑟夫森结（IJJ）堆电流-电压特性（IVC）断点的实验证据。研究了电容耦合对Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_y$ IJs IVC的影响。在4.2K时，在IVC的分支上观察到明显的断裂点区域。据发现，IVC上观察到的滞后被抑制，由于耦合相比，预期从McCumber参数。测量结果与理论模型计算结果吻合较好。
2008-08-28 cond-mat.supr-con
Charging effects and anomalous resistive features of superconducting boron doped diamond films
重掺硼纳米金刚石薄膜在超导转变温度以下的异常电阻峰可能在开关器件中具有潜在的应用，但确切的起源仍在研究中。我们建立了一个温度依赖性的电阻相类似于已报道的约瑟夫森结阵列和其他颗粒超导体的Berezinskiii-Kosterlitz-无（BKT）转变的电荷决斗已被观察到。在临界磁场以下，非线性磁电阻具有温度依赖的峰值特征。在低于所确定的BKT临界点的温度下，电流电压扫描中明显的温度依赖性滞后与电荷缺陷的钉扎有关。结果表明，这些集体功能暗示电荷和反电荷类似物之间的电荷-BKT过渡。
2019-06-04 cond-mat.supr-con
Quantum phase-slips in Josephson junction rings
本文研究了外加静态磁通量作用下含有N个约瑟夫森结的超导环中的量子相位滑移过程。在这样的系统中，QPS由连接具有不同持续电流的相的两个不同经典状态的量子隧穿事件组成[K]。A. Matveev等人，物理修订版信函89，096802（2002）]。当结的Josephson耦合能EJ大于充电能EC = e2/2C（其中C是结电容）时，QPS过程的量子振幅以EJ/EC之比呈指数小。在给定的磁通量下，每个QPS可以被描述为几乎2 π的单个结的相位差的隧穿，伴随着其他N-1个结的相位差的小的谐波位移。因此，总QPS振幅nu是环的全局性质。在这里，我们研究的依赖性，考虑到一个有限的电容C 0到地面，导致低频色散模式的出现的效果，环的大小N的nu。约瑟夫森效应和充电效应相互竞争，导致环临界电流对N的非单调依赖性。当N=infty时，系统收敛于超导态或绝缘态，这取决于充电能E0 = e2/2C 0和约瑟夫森耦合能EJ之间的比值。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On Dissipation Mechanism in the Intrinsic Josephson Effect in Layered Superconductors with d-wave Pairing
本文从理论上研究了具有单重态d波对的层状超导体在本征约瑟夫森效应范围内的导电机制。考虑了相干和非相干层间电子隧穿的情况。相干隧穿理论描述了高T $_c$超导体在电压小于超导能隙幅值时观察到的主要定性特征，其电阻率机制与准粒子通过d波能隙的激发有关。在带隙振幅量级或更大的电压下，I-V曲线更好地由非相干隧穿描述。由于充电效应，超导层形成的约瑟夫森结之间的相互作用很小。
1999-12-28 cond-mat.supr-con
Degenerate ground state and anomalous flux hysteresis in an YBa2Cu3O7 grain boundary r.f. SQUID
我们报告的磁通磁滞曲线和陷阱磁通分布在YBa 2Cu 3 O 7射频测量。SQUID包含两个平行的紧密间隔的晶界约瑟夫森结。从T = 15 K到30 K的通量分布的加宽之后是在T = 35 K处的分叉，其对应于简并基态。在T ~ 40 K以上，分岔消失，磁通分布明显变窄，磁滞曲线出现小的二次回线。这种行为可以定性建模，如果我们假设一个温度依赖的二次谐波项的结的电流相位关系。
2004-03-21 cond-mat.supr-con
Influence of thermal fluctuations on an underdamped Josephson tunnel junction
受最近实验的启发，我们研究了热涨落对耦合到强阻环境中的约瑟夫森结的$I$ - $V$特性的影响。在约瑟夫森能量大于充电能量且不存在准粒子的情况下，我们得到了解析结果。
2003-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of Individual Josephson Vortices in YBCO Bicrystal Grain-boundary Junctions
在微波谐振器装置中，用4.4 GHz的低功率微波（rf）信号研究了YBCO双晶晶界结对0 - 10 Oe小直流磁场的响应。在某些直流磁场的微波损耗的峰值，观察到的结果从个人约瑟夫森涡流渗透到研究中的晶界结。该系统被建模为一个长的约瑟夫森结描述的sine-Gordon方程与适当的边界条件。实验数据和模型之间的定量协议已经获得。研究了直流磁场的磁滞效应，并将测量结果与计算结果进行了比较。
2000-03-06 cond-mat.supr-con
Incommensurate dynamics of resonant breathers in Josephson junction ladders
本文对约瑟夫森结中的共振局域电阻态进行了理论和实验研究。这些复杂的呼吸状态是通过将呼吸频率调谐到梯子的线性电磁振荡的上频带中来获得的。它们的显著特征是电流-电压（I-V）特性曲线中出现谐振阶跃。我们发现共振呼吸类国家显示出不相称的动力学。数值模拟表明，这些不相称的共振呼吸持续非常低的阻尼值。在铌基约瑟夫森阶梯实验中观察到了类似的无公度呼吸态。我们解释了这些国家的外观与共振诱导的滞后功能的I-V依赖的帮助。
2001-11-23 cond-mat.supr-con
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
Revisiting 2-pi phase slip suppression in topological Josephson junctions
用于检测和操纵马约拉纳费米子的现有技术设备通常由马约拉纳线和隧道结的网络组成。我们研究了这些网络的一个关键组成部分-一个拓扑约瑟夫森结与充电能量-并查明设备实现的关键功能。相位相关隧穿项包含通常的2 π周期约瑟夫森项和4 π周期马约拉纳隧穿项，表示结两侧马约拉纳之间的耦合。在非拓扑结中，当充电能量小于约瑟夫森隧穿尺度时，低能物理由2 pi相位滑移描述。相比之下，在拓扑结中，由于隧穿项的4pi周期性，通常预期只有4pi相位滑移是可能的，而2 pi相位滑移被抑制。然而，我们发现，如果马约拉纳辅助隧穿和约瑟夫森隧穿的强度之间的比例很小，因为很可能是许多设置的情况下，2 pi相位滑移发生，甚至可能主导低能物理。在此极限下，可以将4pi相位滑移视为具有任意大间隔的一对2 pi相位滑移。我们提供了一个有效的描述的系统中的2 PI和4PI相位滑移有效的隧道比的所有值。比较频谱的有效模型与数值模拟，我们确定的交叉之间的4pi相位滑移制度，2 pi相位滑移为主的制度。我们还讨论了充电能量的作用，以及我们的结果的耗散相变预期在这样一个系统的影响。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Experimental Evidence for Coulomb Charging Effects in the Submicron Bi-2212 Stacks
我们发展了聚焦离子束（FIB）和离子铣削技术，用于制备Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}（Bi-2212）叠层结，其面内尺寸L_{ab}从几微米到亚微米级，而没有降低T_c。我们发现亚微米结（L_{ab} < 1 μm）的行为与较大的结有很大的不同。临界电流密度被大大抑制，IV特性的滞后和多分支结构被消除，在低温下的IV曲线上再现电流峰的周期性结构。该结构的周期ΔV与单对的库仑充电能量一致，ΔV = e/C，其中C是叠层的有效电容。我们认为这种行为起源于亚微米Bi-2212叠层中本征约瑟夫森隧穿的库仑阻塞。
1999-03-08 cond-mat.supr-con
Local dissipation effects in two-dimensional quantum Josephson junction arrays with magnetic field
研究了具有短程约瑟夫森耦合（由约瑟夫森能量给出）和充电能量的二维约瑟夫森耦合结阵列中的量子相变。我们将这个问题映射到改进了平均场论方法的球形模型的可解量子推广上。这些阵列被放置在由绝缘体隔开的二维电子气的顶部。我们考虑了在正方形格子中存在外部磁通量f时，对于几种有理磁通量f= 0，1/2，1/3，1/4和1/6，局部耗散的影响.我们还研究了T=0超导绝缘体相边界作为两种不同几何形状的晶格的耗散α的函数：正方形和三角形。我们发现临界值的耗散参数独立的几何形状的晶格和存在磁场。
2005-05-02 cond-mat.supr-con
Spin-size disorder model for granular superconductors with charging effects
引入自旋尺寸随机的量子赝自旋模型，研究了颗粒超导材料中荷能无序对超导转变的影响。当库仑充电能与约瑟夫森耦合能相当时，充电能效应是由于颗粒的小电容引起的。在赝自旋模型中，自旋尺寸的随机性被认为是由不均匀的晶粒尺寸分布引起的。对于一个特定的双峰自旋尺寸分布，该模型描述了超导颗粒。应用平均场论得到了相图随温度、平均充电能量和无序度的变化关系。
2009-07-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Dynamic properties of asymmetric double Josephson junction stack with quasiparticle imbalance
本文用解析和数值方法研究了准粒子电荷不平衡对由两个非等效结：快电容结$JJ_{1}$和慢非电容结$JJ_{2}$形成的非对称约瑟夫森堆动力学的影响。我们发现，快结转换成阻性态导致慢结有效临界电流的显著增加。同时，慢结的初始开关可以增加或减少快结的有效临界电流，这取决于它们的电阻和电容值的比值。最后，我们发现慢的准粒子弛豫（与约瑟夫森时间相比）导致电流-电压特性的附加滞后的出现。
2019-03-06 cond-mat.supr-con
Ground state properties of charge and magnetically frustrated two--dimensional quantum Josephson--junction arrays
本文研究了一个模拟二维约瑟夫森结阵列的量子哈密顿量，该阵列具有短程约瑟夫森耦合（由约瑟夫森能量E_J和由于结的小电容引起的充电能量E_C给出）。我们包括从自C 0和结C1的存在下的外部磁通量f=fi/fi 0以及均匀的背景下的电荷q_{x}的电容的影响。我们导出了一个有效的量子非线性σ模型的阵列哈密顿量，使我们能够一个非平均场处理的零温相变的情况。我们计算了基态相图，对几种有理数通量f= 0，1/2，1/3，1/4和1/6解析地导出了E_J^{crit}（E_C，q_x，f），改进了以前基于平均场近似的理论处理。
2003-01-14 cond-mat.supr-con
Instanton Glass Generated by Noise in a Josephson-Junction Array
本文计算了弱高斯噪声下二维约瑟夫森结阵列连续模型中超导序参量的关联函数。当约瑟夫森耦合比充电能量大时，无论噪声的强度如何，欧几里得空间中的相关性在低温下都呈指数衰减。我们解释这样的状态作为一个集体库珀对绝缘体，并认为它类似于无序超导薄膜的属性。
2009-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of the domain walls on the Josephson effect in Sr$_2$RuO$_4$
对Kidwingira \textit{et al}报道的Sr $_2$ RuO $_4$与Pb之间的Josephson干涉实验给出了详细的理论解释。为了研究手征畴间畴壁的结构，在手征p波配对对称的假设下，导出了Ginzburg-Landau理论。结果表明，费米面的各向异性效应和畴壁的取向对其内部结构是必不可少的。本文介绍一个简单的约瑟夫森结模型，讨论了畴壁对Sr $_2$、RuO $_4$和Pb界面的影响。它示出的Fraunhofer干涉图案的临界约瑟夫森电流作为磁场的函数的特性偏差发生定性与实验结果一致。此外，该模型也能够解释在实验中观察到的奇特的滞后效应。
2010-04-26 cond-mat.supr-con
Voltage-Current curves for small Josephson junction arrays
我们计算的电流-电压特性的链相同的约瑟夫森电路的特征在于由一个大的比例的约瑟夫森充电能量，设想作为实施拓扑保护的量子比特。我们表明，在小耦合到环境的限制，它表现出一个非单调的行为，最大电压其次是一个参数大的区域，其中$V\propto 1/I$。我们认为，它的实验测量提供了一个直接的探针的量子跃迁的振幅在构成约瑟夫森电路，从而使他们的充分表征。
2007-04-06 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
AC Josephson transport through interacting quantum dots
研究了超导导线和普通导线上的强库仑相互作用量子点的交流约瑟夫森电流。为此，我们在一个图形的实时技术内的隧道耦合进行微扰膨胀。交流约瑟夫森电流被连接到描述通过邻近效应在量子点上诱导的超导关联的约化密度矩阵元素。我们分析了交流信号对量子点能级位置、充电能量和外加偏压的依赖关系。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Equilibrium Josephson and Andreev Current through Interacting Quantum Dots
本文提出了在弱隧道耦合极限下，通过与正常和超导导线耦合的相互作用量子点的输运理论。利用非平衡邻近效应，在超导导线间产生了一阶隧道过程产生的约瑟夫森电流。Andreev和Josephson电流都被抑制的偏置电压低于库仑充电能量设置的阈值。超电流的$π$ -跃迁可以通过调谐栅极或偏置电压来驱动。
2007-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magneto-Chiral Anisotropy in Josephson Diode Effect of All-Metallic Lateral Junctions with Interfacial Rashba Spin-Orbit Coupling
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Aalto University（阿尔托大学）
研究全金属扩散约瑟夫森结中界面拉比自旋轨道耦合对约瑟夫森二极管效应的影响，发现其具有铁磁-手性各向异性特性。
2026-04-27 cond-mat.supr-con
Time-domain simulator of Josephson junctions based on the BCS theory
本研究基于BCS理论的Werthamer与Harris形式体系，开发了一款约瑟夫森结时域模拟器，可分析宽温区、任意波形下的结电路行为，解释迟滞及微波相关台阶，并用于评估MgB₂约瑟夫森结的太赫兹特性。
2023-01-16 cond-mat.supr-con
Power-dependent internal loss in Josephson bifurcation amplifiers
我们研究了非线性超导谐振器：中间有约瑟夫森结（JJ）的λ/2共面波导（CPW）谐振器和两端有JJ的λ/4共面波导谐振器，它们可以作为“分叉放大器”用于量子比特读出。谐振器的非线性来自于约瑟夫森结，并且由于非线性，当以足够大的功率驱动时，具有适当参数的谐振器预期对频率扫描或“分叉”显示滞后响应。我们设计并制作了谐振频率在10 GHz左右的谐振器。我们在低温下，T<0.05 K的谐振器的特点，并证实，他们确实表现出滞后。然而，滞后的大小有时比基于弱驱动状态下的负载品质因数的预测小得多。当出现差异时，主要是通过考虑内部损耗来解释的，内部损耗通常在我们的谐振器中随着相关功率范围内驱动功率的增加而增加。作为一个可能的起源的功率相关的损失，准粒子通道的电导的JJ进行了讨论。
2009-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage-biased I-V characteristics in the multi-Josephson junction model of high T$_c$ superconductor
利用多约瑟夫森结模型，研究了电压偏置的I-V特性。与单结的情况不同，I-V特性表现出复杂的行为，这是由于充电效应介导的超导相位差之间的层间耦合。我们发现，存在三个特征区域，这是确定的跳跃和尖点的I-V曲线。在低电压区，总电流是周期性的三角函数增加和快速下降。然后，一种混沌区域被跟踪。当电压高于一定值时，总电流为简谐振荡，I-V特性与电流偏置情况一样形成多支路结构。上述现象是层间耦合的结果，可以用来证实磁滞分支形成的层间耦合机制。
1999-08-24 cond-mat.supr-con
Radio-Frequency Quantum Rectification in Kagome Superconductor CsV3Sb5
本文在笼目超导体CsV3Sb5中利用零场约瑟夫森二极管与交流约瑟夫森效应，实现了射频辐照下无需偏置的量子化直流电压输出，为无线量子电源提供了新平台。
2025-08-21 cond-mat.supr-con
Single Channel Josephson Effect in a High Transmission Atomic Contact
扫描隧道显微镜（STM）中的Josephson效应是通过Ambegaokar-Baratoff（AB）关系在局域尺度上探测超导序参量性质的一个很好的工具。使用单原子接触原子操作的手段创建，我们证明，在一个单一的传输通道的极端情况下，通过原子结修改的电流相位关系导致显着偏离线性AB公式有关的临界电流所涉及的间隙参数。由于结电容的充电能量不能忽略，我们利用任意沟道传输的完整电流-相位关系，在动态库仑阻塞机制中模拟约瑟夫森效应。我们发现与实验数据非常吻合。将电流-相位关系投影到电荷转移算符上表明，在高透射率下可能发生多个库珀对隧穿。这些偏差在Josephson-STM中变得不可忽略，例如，当扫描单个吸附原子时。
2018-10-24 cond-mat.supr-con
Temperature Dependence of Zero-Bias Resistances of a Single Resistance-Shunted Josephson Junction
在充电能量$E_{\rm J}$与$E_{\rm C}$相当的情况下，用路径积分蒙特卡罗方法计算了单阻分流约瑟夫森结的零偏电阻随温度的变化.零偏置电阻的低温特性在$α=R_{\rm Q}/R_{\rm S}=1$附近变化，其中$R_{\rm S}$是分流电阻，而$R_{\rm Q}=h/(2e)^2$是。零偏电阻的温度依赖性表现出幂律的行为，其指数取决于$E_{\rm J}/E_{\rm C}$。这些结果与电阻分流约瑟夫森结的实验结果进行了比较。
2003-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiplet supercurrent in Josephson tunneling circuits
多端约瑟夫森效应允许DC超电流在有限的相称电压下流动。现有的实现这种效应的建议依赖于超导体-正常超导体结中的非局域Andreev过程。然而，这种方法需要对微观状态进行精确控制，并且被耗散电流所掩盖。我们发现，标准隧道约瑟夫森电路也支持多重态超导介导的本地隧道过程。此外，我们观察到，即使在高充电能量制度，其中只有顺序库珀转移是允许的超电流持续存在。最后，我们证明了在这些电路中的多重态超电流具有量子几何分量，这是从众所周知的绝热贡献是不可逆的。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunnelling-charging Hamiltonian of a Cooper pair pump at large E_J\lesssim E_C: Modified Hamiltonians and renormalisability
库珀对泵浦的隧穿-充电哈密顿量的性质在弱和中等约瑟夫森耦合的范围内是很好理解的，即E_J \lesssim E_C。而不是微扰处理的充电效应，目前的工作适用于在强耦合的情况下的电荷态表示。从离散哈密顿，我们构建有效的，截断PDE哈密顿产生近似，但分析，波函数和能量的基态。的表达式的有效性进行了确认，通过比较数值计算得到的本征态和本征能量的结果，只要有可能。对于均匀阵列，结果收敛迅速，甚至波函数的频率依赖性也得到了很好的描述。在非均匀的情况下，我们发现的哈密顿参数重整化，以获得准确的基态能量。说明了一种求非均匀试探波函数的方法。作为一个顺便说明，我们简要地检查泵送的电荷和Berry的相位之间的相互交织的连接。作为补充，我们明确地验证了当N<43时，N =0时的基态不确定性。
2003-12-11 cond-mat.supr-con
Incipient Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in two-dimensional coplanar Josephson junctions
超导混合结揭示了各种新的效应。其中一些是由于这些装置的特殊布局，这些装置通常使用具有相对较大的屏障通道的共面配置和托管珍珠涡的可能性。通过在Al电极SiC衬底上生长石墨烯，实现了具有准理想二维势垒的约瑟夫森结。化学气相沉积提供了厘米级的单层区域，在这些区域中，可以对具有标称相同屏障的不同器械进行比较分析。在石墨烯带隙低于400 nm的样品中，我们发现了存在初期Berezinskiii-Kosterlitz-无相变的约瑟夫森相干性的证据。当磁场循环时，约瑟夫森超电流发生明显的滞后崩溃和复苏。类似的滞后现象也存在于颗粒系统中，通常在Bean临界状态模型（CSM）中得到证明。我们表明，CSM，适当的帐户的低维几何，可以部分解释这些结中测量的奇怪功能。
2016-09-18 cond-mat.supr-con
Interplay between Coulomb blockade and Josephson effect in a topological superconductor-quantum dot device
研究了两个拓扑超导体通过量子点耦合的拓扑约瑟夫森结的行为。我们重点讨论了体超导能隙是最大能量尺度的情况。两个参数制度进行了研究：一个弱的点和超导体之间的隧道，与点附近的电荷简并点，和一个强的隧道制度，在该点和超导体之间的传输是近乎完美的。我们表明，在前一种情况下，Andreev频谱为每个部门与固定的费米子宇称只包括两个级别，这引起了非平凡的电流相位关系。此外，我们还研究了两个能级之间的拉比振荡，指出相应的频率是两个超导体之间的相位差的$4π$ -周期函数，它不受准粒子中毒的影响.在后一种情况下，我们发现库仑充电能量增强了点和超导体之间的界面处的背散射效应。研究了临界约瑟夫森电流与温度和栅压的关系。
2016-01-03 cond-mat.supr-con
Supercurrent blockade in Josephson junctions with a Majorana wire
本文研究了具有马约拉纳费米子端态的拓扑非平凡超导线与s波BCS超导电极隧道耦合的约瑟夫森效应。在S-TS结中，在相当一般的条件下不可能有超电流流动。对于S-TS-S结，体TS准粒子必须是可接近的以具有约瑟夫森效应。在无相互作用的情况下，我们得到了精确的电流-相位关系（CPR），并发现π周期行为与负临界电流弱隧道耦合。然后，充电效应导致异常CPR $I(φ)=I_c \cosφ$，其中奇偶敏感临界电流I_c提供马约拉纳状态的签名。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of nonreciprocal Josephson effect
不同材料之间的异质结通常产生整流效应;例如，PN结用于二极管。另一方面，假设两个超导体之间的约瑟夫森结在电流的两个方向之间显示对称响应，即，电压降$V$相对于电流$I$的符号变化是反对称的。然而，在约瑟夫森结的左右两侧的电荷积累状态之间应该存在不对称性，这可能导致非互易响应。在这里，我们从理论上证明，非互易$I$ - $V$特性出现，由于这种充电能量的差异，在经典和量子制度。这一结果将为约瑟夫森二极管的设计和开发铺平道路。
2020-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Commensurability in One Dimension and the Josephson Junction Ladder
利用传输矩阵方法研究了无荷电效应时磁场中的约瑟夫森结梯形结构。的传输矩阵的本征值的数值，给出了确定的不同阶段的阶梯。基态的空间周期性表现出魔鬼的阶梯作为磁通量填充因子f的函数。如果横向约瑟夫森耦合是变化的连续超导正常过渡在横向上观察到的，类似于在动力学系统中的KAM轨迹的故障。我们还研究了这些属性可能会受到影响的电流注入沿阶梯。
1997-11-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Fabrication of Bi2212 Cross Whiskers Junction
本征约瑟夫森结在没有任何微加工技术的情况下已经成功地制造出来。两个Bi 2212晶须彼此交叉并通过后退火连接。用四探针法测量了晶须间的电输运性质。电阻的温度依赖性在TC以上表现出金属行为。电阻在80 K附近降为零，对应于超导转变。在5 K下的电流-电压特性表现出小的滞后和电压跳变，这可以用本征约瑟夫森效应来解释。
2002-03-06 cond-mat.supr-con
Critical Temperature Tc and Charging Energy Ec between B-B layers of Superconducting diboride materials MgB2 in 3D JJA model
二硼化物材料MB 2（M = Mg、Be、Pb等）本文在Kawabata-Shenoy-Bishop的三维约瑟夫森结阵列（JJA）模型的基础上，讨论了B-B层在二硼化物中的分布与Cu-O层在铜氧化物中的分布的相似性。我们提出了一种可能的超导材料与MgB 2型结构，表现出更高的临界温度Tc超过39 K的MgB 2。我们指出了间隙离子原子的作用（例如，MgB 2中的Mg）作为B-B层之间的电容器，这降低了JJA中的充电耦合能量。
2001-08-03 cond-mat.mtrl-sci 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
Quantum Phases of a Weakly Disordered Josephson Ladder
低维超导体中相互作用和无序的相互作用支持多量子相的形成，作为超导体-绝缘体转变（SIT）在奇异量子临界点处的可能不稳定性。我们探讨了一个一维模型，表现出这样的各种相位在强量子涨落制度。具体地说，我们研究了弱无序对具有可比较的约瑟夫森和充电能量（$E_J$~$E_C$）的两腿约瑟夫森阶梯的影响。我们的模型的一个额外的关键特征是完美的$\mathbb{Z}_2$对称性的要求，尊重包括无序的所有参数。使用微扰重整化群（RG）分析，我们推导出的相图，并确定至少一个中间阶段之间的一个成熟的超导体和无序为主的绝缘体。最突出的是，对于梯级上的排斥相互作用，我们确定了两个不同的混合相：在这两个纵向电荷模式是一个无隙超导体，但一个阶段表现出的梯级上的偶极电荷密度顺序，而另一个是无序的。后一个阶段的特点是共存的超导（锁相）和电荷有序的梯级，并包括发展成为格里菲斯的阶段特征的随机场伊辛模型在强无序极限的潜力。
2021-03-21 cond-mat.supr-con
