"Superconductor-Insulator transition" in a single Josephson junction
具有不同电容和隧穿电阻的并联单约瑟夫森结的VI曲线在零偏置下显示出两种类型的VI曲线之间的交叉：一种没有电阻凸点，另一种具有电阻凸点（负二阶导数）。交叉对应于耗散相变（超导体-绝缘体转变），在该相变处宏观量子隧穿使约瑟夫森相离域并破坏超导电性。我们测得的相图与原始理论预测的相图不一致，但与考虑了电压测量和热波动精度的理论一致。
1998-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-loss tunable metamaterials using superconducting circuits with Josephson junctions
我们报告的实验与超导材料含有约瑟夫森结。在这些结构中，传统超材料中使用的开口环谐振器被超导回路取代，超导回路被约瑟夫森结中断，所谓的rf-SQUID。与开口环谐振器一样，这些元件可以被视为耦合到磁场的LC谐振器。超导薄膜超材料的优点在于，由于约瑟夫森结的可调谐的本征电感，可以通过施加外部直流磁场来改变rf-SQUID的谐振频率。我们目前的实验结果表明，这些设备的谐振频率的可调谐性。
2013-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of transition from escape dynamics to underdamped phase diffusion in a Josephson junction
我们研究了欠阻尼约瑟夫森结的动力学。除了宏观量子隧穿和热激活（TA）行为之间的通常交叉外，我们在具有相对小的约瑟夫森耦合E_J的样品中首次观察到TA行为向欠阻尼相扩散的转变。在交叉温度以上，用于切换到有限电压状态的阈值变得极其尖锐。我们提出了一个具有不同区域的（T，E_J）相图，并指出，为了正确描述它，亚稳阱中的耗散和能级量子化是至关重要的。
2005-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dependence of the Macroscopic Quantum Tunneling Rate on Josephson Junction Area
我们对不同面积的Nb/Al-AlO_x/Nb约瑟夫森结（JJ）进行了系统的宏观量子隧穿（MQT）实验。采用片上集总元件电感器，我们已经解耦的JJ从他们的环境线路阻抗的频率相关的MQT。这使我们能够研究在低阻尼极限下从热态到量子态的交叉。一个明显的减少的交叉温度随着JJ尺寸的增加被观察到，并发现与理论非常吻合。所有的结都在同一芯片上实现，并在量子测量之前进行了彻底的表征。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum tunneling in globally coupled series arrays of Josephson junctions
本文定量地分析了全局耦合约瑟夫森结串联阵列从超导态到电阻态的逃逸率。全局耦合由外部分流阻抗提供。这样的阻抗可以强烈地抑制从热涨落到量子区的交叉温度，以及短约瑟夫森结串联阵列中的宏观量子隧穿（MQT）。然而，在大的串联阵列中，我们得到了交叉温度的增强，以及MQT逃逸率的巨大增加。这种效应可以用分布在整个结构上的{ \it时空电荷瞬子}的激发来解释。该模型给出了一个可能的解释，最近发表的实验结果上的MQT在单晶高$T_c$超导体的增强。
2006-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrically controlled crossover between $2π$- and $4π$-Josephson effects through topologically-confined channels in silicene
我们提出了一种可调拓扑约瑟夫森结在硅烯静电门可以切换之间的平凡和拓扑结。这些方面是一个可调的相变的拓扑限制谷手征态从自旋简并到自旋螺旋制度的结果。我们计算Andreev束缚态在这样的结分析使用低能量近似的紧束缚模型的硅烯在接近s波超导体，以及在数值上的短和长结制度，并在存在谷间散射。结合拓扑平凡和非平凡的地区，我们展示了如何谷间散射可以有效地打开和关闭内的约瑟夫森结。这构成了一个拓扑约瑟夫森结与电可调准粒子中毒源。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
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
Electrically controllable thermal transport in Josephson junctions based on buckled two-dimensional materials
本文研究了基于屈曲二维材料（BTDM）的超导-反铁磁-超导和超导-铁磁-超导结中的热输运性质。由于BTDM独特的屈曲亚晶格结构，在这两个结的热导的相位依赖性可以有效地控制由垂直电场。利用磁性区域的能带结构阐明了热导电调谐的基本机制。我们还揭示了反铁磁交换场和铁磁交换场在热导中的不同表现。这些结果表明，垂直电场可以作为一个旋钮，外部操纵的相位相干热输运在BTDM为基础的约瑟夫森结。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum dissociation of a vortex-antivortex pair in a long Josephson junction
本文报道了在窄长环形约瑟夫森结中单个涡旋-反涡旋（VAV）对的量子动力学的理论分析和实验观察。结从超导状态到电阻状态的切换经由被钉扎的VAV对的解离发生。钉扎电位由外加磁场$H$和直流偏置电流$I$控制。我们预测了一个特定的磁场依赖性的振荡能级的钉扎VAV状态和交叉的{ \it宏观量子隧穿}机制的VAV解离在低温下。我们的分析解释了实验观察到的{ \it增加}的开关电流分布的宽度$P(I)$与$H$和交叉的量子制度在约100 mK的温度。
2003-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Wireless Josephson Amplifier
约瑟夫森结参量放大器在超导量子信息实验的读出链中起着至关重要的作用。然而，它们与当前3D腔实现的集成提出了在波导、同轴电缆和平面电路之间转换的问题。此外，约瑟夫森放大器需要辅助微波组件，如定向耦合器和/或混合器，其是限制测量效率和放大器可调谐性的寄生损耗和阻抗失配的来源。我们为这些参量放大器开发了一种新的无线架构，消除了多余的微波元件和互连。这大大简化了它们的组装和集成到实验中。我们提出了一个实验实现这样的设备在$9-11$ GHz频段约$100$ MHz的幅度增益带宽产品，与安装在传统的样品架上的设备。呈现给放大器的更简单的阻抗环境也导致放大器可调谐性增加。
2014-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Flux-Tunable Josephson Diode Effect in a Hybrid Four-Terminal Josephson Junction
本文研究了InAs/Al异质结构中磁通可调四端约瑟夫森结的约瑟夫森二极管效应，实现了效率高达约34%且幅度和符号均可大范围调节的超导二极管，为开发无需特殊材料或外磁场的可调约瑟夫森二极管提供了新途径。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticles-mediated thermal diode effect in Weyl Josephson junctions
Institute of Physics（物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）
研究Weyl超导体-Weyl半金属-Weyl超导体Josephson结中准粒子驱动的热二极管效应，通过Zeeman场诱导热电流非对称性，实现热二极管效应的可调性。
2024-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic supercurrent non-reciprocity coupled to the crystal structure of a van der Waals Josephson barrier
空间均匀系统中的非互易电子输运是由反转对称性和时间反转对称性的同时破缺引起的。超导和约瑟夫森二极管，未来的非耗散量子器件的关键成分，最近已经实现。只有少数几个例子的垂直超导二极管效应已被报道，其机制，特别是无论是内在的或外在的，仍然难以捉摸。在这里，我们证明了一个实质性的超导非互易性范德华垂直约瑟夫森结形成的Td-WTe 2势垒和NbSe 2电极，清楚地反映了本征晶体结构的Td-WTe 2。的约瑟夫森二极管的效率增加与Td-WTe 2的厚度达到临界厚度，和所有的结，无论势垒厚度，揭示磁手性特性相对于一个镜面的Td-WTe 2。我们的研究结果，以及扭转角调谐的Td-WTe 2双势垒结的磁手性，表明二维材料承诺垂直约瑟夫森二极管具有高效率和可调谐性。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Plasmonic Modes in hybrid Josephson Junction Arrays
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；CNR - Istituto Officina dei Materiali (IOM)（国家研究委员会材料研究所）
该研究通过微波表征测量外延Al-InAs量子阱上的约瑟夫森结阵列，利用低能等离激元模式提取结参数，并展示了其在面外磁场下的可调性，为量子电路和高电感应用提供支持。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Twisted van der Waals Josephson junction based on high-Tc superconductor
堆叠的二维范德华（vdW）材料相对于彼此旋转显示出研究奇异量子现象的多功能性。特别是，各向异性层状材料具有很大的潜力，这样的双电子应用，提供高的可调谐性。在这里，我们报告的各向异性超导序参量在扭曲的Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +x（Bi-2212）VDW结与原子级清洁VDW接口，实现使用微劈和堆叠技术。扭转角为0°和90°的vdW约瑟夫森结显示出最大的约瑟夫森耦合，与体晶体中本征约瑟夫森（IJ）结的耦合相当。当扭转角接近45°时，约瑟夫森耦合被抑制，并最终在45°处消失。利用Bi-2212的d波超导序参量和结的有限隧穿非相干性，通过理论计算，定量地解释了所观察到的约瑟夫森耦合的扭角依赖性。我们的研究结果揭示了Bi-2212的各向异性性质，并提供了一种新的制造技术，vdw基双电子平台兼容的空气敏感vdW材料。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of supercurrent transport in SIsFS Josephson junctions
本文对SIsFS型约瑟夫森结中的电流-相位关系（CPR）进行了理论研究，其中“S”是块体超导体，“IsF”是由超导膜“s”、金属铁磁体“F”和绝缘势垒“I”组成的复杂弱连接。计算了约瑟夫森电流与相位差的关系。在接近临界温度下，在Ginsburg-Landau方程的框架内进行分析计算。在低温条件下，发展了求解结构中Usadel方程的自洽数值方法。我们表明，SIsFS结有几个不同的制度的超电流传输，我们检查的对电位的空间分布在不同的制度的结构。我们研究了这些制度之间的交叉，这是由于转移的位置从隧道势垒的“我”的F-层的一个薄弱环节。我们表明，强偏差的CPR从正弦形状发生，甚至在附近的Tc，这些偏差是最强的交叉制度。我们证明了存在温度引起的0和π状态之间的交叉接触，并表明这种过渡的平滑度强烈依赖于CPR形状。
2013-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin flip scattering engendered quantum spin torque in a Josephson junction
我们研究了两个铁磁体和一个夹在两个超导体之间的自旋翻转器组成的约瑟夫森结。在这种铁磁约瑟夫森结中，平衡自旋力矩仅在铁磁体未对准时存在。这是解释通过“传统”的自旋转移力矩，这是由于其起源的两个铁磁体的未对准的机制。然而，令人惊讶的是，当铁磁体的磁矩平行或反平行排列时，由于自旋翻转散射的量子机制，存在有限的平衡自旋力矩。我们探讨了这种独特的自旋翻转散射诱导的平衡量子自旋矩的性质，特别是它通过交换耦合和超导体之间的相位差的可调谐性。
2019-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Pump driven normal-to-excitonic insulator transition: Josephson oscillations and signatures of BEC-BCS crossover in time-resolved ARPES
我们考虑基态宽禁带带绝缘体在经过适当的选择和物理相关的高度激发态后转变为非平衡激子绝缘体（NEQ-EI）。NEQ-EI相，其特征在于复杂的序参量的自持振荡，整齐地遵循从Konstantinov-Perel'轮廓上的非平衡格林函数处理。我们提出了第一{ \em ab initio}能带结构的LiF，基态体绝缘体，在不同的NEQ-EI状态，并表明，这些状态可以产生目前可用的泵浦脉冲。我们着重讨论了时间分辨ARPES谱的两个一般特征：（1）在泵浦驱动过程中，激子的谱结构经历了一个由凸到凹的形状转变，{ \em伴随}系统的态经历了一个BEC-BCS交叉;（2）在泵浦驱动之后在不同时间照射的阿秒脉冲$t_{\rm delay}$产生光电流，该光电流在具有泵浦的$t_{\rm delay}$中{ \em振荡}，可调谐频率-我们表明，这种现象是类似于一个异国情调的约瑟夫森结的交流响应。
2019-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Resonators coupled to voltage-biased Josephson junctions: From linear response to strongly driven nonlinear oscillations
最近的实验，其中的电压偏置的约瑟夫森结被放置在串联谐振器的激励下，电路的经典动力学研究在参数空间的各个领域。这个问题可以被映射到耗散运动的一个非线性的时间依赖性的潜力，其中与传统的设置相比，非线性出现在驱动，而静态电位是纯粹的谐波的一个自由度。在很长一段时间内，系统接近稳定状态，在欠阻尼状态下，在整个驱动参数范围内进行分析，包括基波谐振以及高次谐波。观测，如直流约瑟夫森电流和辐射的微波功率给出了直接的信息的基础动力学覆盖现象的分叉，不规则运动，向上和向下转换。由于它们的可调性，现在和未来的设置提供了多功能的平台，以探索从线性响应到强非线性行为的转换，在明确定义的条件下驱动耗散系统。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Skyrmion Control of Majorana States in Planar Josephson Junctions
平面约瑟夫森结提供了一个多功能的平台，替代基于几何形状的马约拉纳束缚态的产生，由于拓扑超导性的附加相位可调谐性。在二维电子气中，手征磁性和超导性的邻近感应显示出操纵拓扑超导性的显著前景。在这里，我们考虑一个约瑟夫森结涉及的skyrmion晶体，并表明手性磁性的skyrmion可以创建和控制的马约拉纳束缚态，而不需要一个内在的Rashba自旋轨道耦合。有趣的是，在我们的几何中的Majorana束缚态在结处的零相位差处被鲁棒地实现。skyrmion半径，外部可调的磁场或磁各向异性，带来了独特的控制功能的马约拉纳束缚态。
2021-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum phase slips in a resonant Josephson junction
本文研究共振约瑟夫森结中库珀对隧穿对量子相位滑移的影响，发现朗道-齐纳效应抑制$2π$滑移，使$4π$滑移主导，并在transmon电路中观察到残余电荷色散。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Predicted third-order sweet spots for phi-junction Josephson parametric amplifiers
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
研究通过调节磁场实现约瑟夫森结的第三阶非线性，提升放大效率，利用电容门调控扩展工作频率范围，结合微磁体实现近零磁场操作。
2026-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Statistical detection of Josephson, Andreev, and single quasiparticle currents in scanning tunneling microscopy
提出了一种在扫描隧道显微镜中识别由超导针尖和样品组成的可调谐超导隧道结中不同隧穿模式的方法。结合I-V-Z光谱中隧道电流的相对衰减常数的测量和对样品表面原子无序的统计分析，我们确定了单准粒子隧道、多Andreev反射和约瑟夫森隧道之间的隧道模式随偏压的交叉。该方法使人们能够独立于光谱形状确定特定的隧穿机制，并揭示Andreev反射和约瑟夫森电流的内在调制，这对超导体的量子器件应用至关重要。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Dynamical Cross-over Regime in the Transmission and Reflection Spectra of Evanescent Waves with 2D Arrays of Josephson Junctions
当经典的二维有序约瑟夫森结（JJ）阵列暴露于倏逝波和调谐入射微波功率时，揭示了一个动态的交叉机制。在这些实验的最低可能温度下，1.1 K，在最低功率设置下，-55 dBm，倏逝波无损耗地传输，谐振呈现出约4200的品质因数。第二，较小的共振，这与主共振的功率增加而演变，也进行了研究。与主谐振的行为相反，该第二峰值随着入射功率的增加而增长，并且对于低于铌的超导临界温度的温度，该第二峰值不保持固定的谐振频率。这两个谐振的可调谐性作为温度和微波功率的函数进行了研究。最后，我们推测，这种动态的交叉制度是两个国家之间的过渡的相位相干性，在低微波功率的JJ阵列锁相和高微波功率的JJ阵列解锁的证据。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson current through a driven double quantum dot
本文研究由相位偏移微波独立驱动的串联双量子点约瑟夫森结，发现破坏粒子-空穴对称性可产生可调Floquet $φ_{0}$-结，并揭示相互作用驱动的$0-π$转变及完全整流特性。
2022-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thouless pumping in Josephson junction arrays
受半导体-超导体异质结构进展启发，提出在电可调Josephson结阵列中实现Thouless量子泵浦的协议，数值分析了Rice-Mele和Harper-Hofstadter泵浦方案，验证了该系统作为量子模拟平台的灵活性与鲁棒性。
2023-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Thermal transport across a Josephson junction in a dissipative environment
本文研究耗散环境中约瑟夫森结的热输运，确定了热导温度依赖呈现Schmid转变普适标度的条件，并讨论了热整流条件，为实验识别该转变提供指导。
2024-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junction arrays as a platform for topological phases of matter
本文将超导体-半导体异质结构成的二维 Josephson junction arrays确立为物质拓扑相平台，通过打破时间反演对称性实现手性拓扑超导，并展示了难以被局部非拓扑效应模拟的输运特征。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity Effect and Charge Binding Transition in Submicron Josephson Junction Arrays
我们重新考虑了库仑主导的约瑟夫森结阵列中的Berezinskiii-Kosterlitz-无势垒（BKT）跃迁到绝缘态的问题。我们证明了先前预言的T = T_2的库珀对BKT跃迁的图象只有在T_2远低于宇称效应温度的条件下才是有效的（其通常比相变温度的值低几乎10倍），并且即使在这种情况下，其也不是严格的相变而仅仅是交叉，而真正的相变发生在T_1 = T_2/4。我们的理论与现有的库仑主导的约瑟夫森阵列的实验数据是一致的，也揭示了一些不寻常的再入温度依赖性的库仑能量与约瑟夫森能量接近临界比的阵列的起源。
1997-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonant frequencies and spatial correlations in frustrated arrays of Josephson type nonlinear oscillators
我们提出了一个理论研究的谐振频率和空间相关的约瑟夫森相位阻挫阵列的约瑟夫森结。两种类型的一维阵列，即，钻石和钻石链，进行了讨论。对于这些阵列中的线性政权的约瑟夫森相位动力学的特点是多带色散关系$ω(k)$，和最低的频带成为完全$flat$在一个临界值的挫折，$f=f_c$。在强非线性区域中，这种挫折临界值决定了从非挫折（$0<f<f_c$）到挫折（$f_c<f<1$）区域的交叉。交叉的特点是热力学的空间相关函数的相位顶点，$φ_i$，即$C_p(i-j)=\langle\cos[p(φ_i - φ_j)]\rangle$显示从长到短范围的空间相关性的过渡。我们发现，高阶相关函数，如$p=2$和$p=3$，恢复的长程行为深深的沮丧制度，$f\simeq 1$。对阻挫约瑟夫森结阵列热力学的Monte-Carlo模拟与分析结果符合得很好。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall
1/f critical current noise in short ballistic graphene Josephson junctions
短弹道石墨烯约瑟夫森结维持超导电流与非正弦电流相位关系高达临界电流阈值。电流-相位关系，产生于邻近超导性，是栅极电压可调的，并表现出特殊的偏度，观察到在高品质的石墨烯超导体异质结构与干净的界面。这些性质使得石墨烯约瑟夫森结成为二维传输中微观波动的灵敏量子探针。我们发现，功率谱的临界电流波动具有特性的$1/f$依赖于频率，$f$，探测两个点和更高的相关性的载流子密度波动的石墨烯沟道附近的衬底中的载流子陷阱引起的。费米能级的可调谐性，接近和远离电荷中性点，以及噪声幅度的温度依赖性是底层材料固有过程的清晰指纹。我们的研究结果提出了一个路线图，分析在相干器件的混合纳米结构的实施退相干源。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Cubic spin-orbit coupling and anomalous Josephson effect in planar junctions
二维系统中的自旋轨道耦合通常表现为Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC）在波矢上呈线性。然而，有越来越多的材料在波矢中支持占主导地位的SOC立方（cSOC），而它们的超导特性尚未被探索。通过研究塞曼场中超导体与正常cSOC区之间的约瑟夫森结，揭示了强非谐电流-相位关系和复杂的自旋结构。实验cSOC的可调谐性，使可调的异常相移和超电流，即使在零相位差的结中流动。约瑟夫森结中的cSOC的指纹是f波自旋三重态超导关联，其对于超导自旋电子学和支持马约拉纳束缚态是重要的。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductor-insulator quantum phase transition in a single Josephson junction
本文用路径积分蒙特卡罗模拟方法研究了超导体-绝缘体间的量子相变。这种数值技术使我们能够直接访问（以前未探索的）制度的约瑟夫森充电能量比E_J/E_C的一阶。我们的结果明确地支持了早先基于重整化群计算的理论猜想，即在T -> 0时，耗散相变发生在分流电阻R_S = h/4 e ^2的普适值处，对于所有的值E_J/E_C。另一方面，有限温度效应表明，把这个相变到一个交叉，其位置显着依赖于E_J/E_C，以及对耗散强度和温度。为了使早期的理论预测与最近的实验结果相一致，需要考虑后一种效应。
2001-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Dephasing of Josephson qubits close to optimal points
约瑟夫森量子比特的退相干可以通过将它们的参数调整到最佳操作点来大幅减少，只有二次耦合到波动。我们分析了由于1/f噪声引起的两能级系统的失相，从最佳点失谐，即，交叉的线性耦合制度，无论是自由感应衰减和自旋回波实验。文中还讨论了几种噪声源的影响。
2005-12-29 cond-mat.mes-hall
Interplay between Kondo and Andreev-Josephson effects in a quantum dot coupled to one normal and two superconducting leads
研究了Y型结中量子点与一个正常引线和两个超导引线耦合的低能输运。在这种几何结构中，通过调整诸如量子点的量子化能级和约瑟夫森相位的参数，发生了近藤主导态和库珀配对主导态之间的交叉，这诱导了通过量子点的两个SC引线之间的超电流流动。此外，Andreev散射发生在点和正常铅之间的界面处。该系统的低能态可以用Bogoliubov粒子相互作用的局域费米液体理论来描述。在基于Anderson杂质模型的描述中，我们用Wilson的数值重整化群（NRG）方法计算了大SC能隙极限下的输运系数、重整化参数和谱函数。我们的结果表明，如何Andreev共振能级接近费米能级之间的交叉区的库珀配对单重态和强耦合的情况下，杂质水平或约瑟夫森相位的变化。强耦合的情况下，显示了近藤效应与显着重整化共振宽度。当点和正常引线之间的耦合较大时，交叉被涂抹。此外，约瑟夫森结的不对称性抑制了有限约瑟夫森相位的SC邻近的抵消，并且它有利于SC单态而不是Kondo单态。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Josephson phase diffusion in small Josephson junctions: a strongly nonlinear regime
本文对小约瑟夫森结的电流-电压特性（$I$ - $V$曲线）进行了理论研究。在小约瑟夫森耦合能$E_J \ll k_B T$的极限下，热涨落导致约瑟夫森相$φ$对时间的随机依赖性，即约瑟夫森相扩散。这些热涨落破坏了超导态，并且低电压电阻态的特征在于非线性的$I$ - $V$曲线。这种$I$ - $V$曲线由交流约瑟夫森电流与结中激发的约瑟夫森相位振荡的共振相互作用确定。交流约瑟夫森电流的主要频率是$ω=eV/\hbar$，其中$V$是结上的电压降。在相位扩散区，约瑟夫森相位振荡具有很宽的频率范围。平均$I$ - $V$曲线由约瑟夫森相位的时间相关性确定。利用文献M. V. Fistul和G. F. Giuliani，Phys.Rev.B56，788（1997），对于具有随机分布的Abrikosov涡旋的约瑟夫森结，我将能够获得两种状态：线性状态，因为激发的相位振荡的幅度很小，以及强非线性状态，因为激发的约瑟夫森相位振荡的幅度和共振相互作用的强度都很大。后一种方式可以在低耗散的情况下实现。这些政权之间的交叉进行了分析。
2014-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Double loop dc-SQUID as a tunable Josephson diode
本研究提出并表征了一种嵌入全金属SNS结的双环超导量子干涉器件，利用三个并联弱连接的超电流干涉实现可调约瑟夫森二极管效应，并通过两个磁通量进行调控。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crossover from time-correlated single-electron tunneling to that of Cooper pairs
我们用单电子晶体管研究了一维小约瑟夫森结链中的电荷输运。我们观察到一个交叉的时间相关隧穿的单电子的库珀对的磁场和电流的函数。在相对高的磁场下，单电子输运占主导地位，隧穿频率由f = I/e给出，其中I是通过链的电流，e是电子的电荷。当磁场降低时，频率逐渐移动到f = I/2e（I> 200 fA），表明库珀对输运。对于被测样品的参数，我们预期库珀对输运是不相干的。
2007-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Josephson voltage source for quantum circuits
Collège de France（法兰西学院）；PSL University（巴黎文理研究大学）；Université Paris Saclay（巴黎萨克雷大学）
提出一种基于约瑟夫森效应的可调谐电压源，可在毫开尔文温度下输出30-160 uV电压并提供超100 nA电流，噪声仅50 pV RMS，为敏感量子器件提供低噪声电压偏置。
2025-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana splitting from critical currents in Josephson junctions
一种具有强Rashba自旋轨道耦合的半导体纳米线与超导体耦合，可以通过外部塞曼场调谐到具有Majorana零模的拓扑相。在这里，我们从理论上研究如何在约瑟夫森结这种接近纳米线的基础上，这种奇特的拓扑超导体相体现。特别是，我们专注于临界电流在短结限制（$L_{\rm N}\ll ξ$，其中$L_{\rm N}$是结的长度和$ξ$是超导相干长度），并表明它们包含重要的信息，非平凡的拓扑结构和马约拉纳。这包括在拓扑过渡的间隙反转的签名和一个独特的振荡模式，起源于马约拉纳干扰。有趣的是，这种模式可以通过调整跨结的传输来修改，从而提供了马约拉纳及其能量分裂超出标准隧道光谱实验的补充证据，同时凭借约瑟夫森效应提供了进一步的可调谐性。
2017-11-21 cond-mat.mes-hall
Nonsinusoidal current-phase relations and the $0-π$ transition in diffusive ferromagnetic Josephson junctions
本文研究了两个超导体间扩散铁磁接触中界面透明性对约瑟夫森电流的影响。与完全透明和低透明度界面的情况相反，对于有限透明度，电流-相位关系被证明是非正弦的。它表明，即使是几乎完全透明的接口，由于弱界面障碍的小修正有助于一个小的二次谐波分量的电流相位关系。对于铁磁接触和交换场的一定厚度，这可以导致在结的0和$π$状态之间的交叉处的微小的最小超电流。我们的理论与最近在相变温度下观察到的有限超电流的实验结果符合得很好。我们进一步解释的可能性，观察到一个大的剩余超导如果接口有一个中间的透明度。
2006-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-local transport signatures of topological superconductivity in a phase-biased planar Josephson junction
本文理论上研究了在二维电子气平面约瑟夫森结中利用非局域光谱技术探测拓扑超导，发现拓扑相变会导致零能非局域电导变号，且Zeeman相互作用显著影响超导相位差的可调性与相图。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall
Designing exciton-condensate Josephson junction in quantum Hall heterostructures
针对量子霍尔双层系统中面内约瑟夫森效应缺乏实验证据的问题，提出一种门控定义的激子凝聚态约瑟夫森结，通过层赝自旋变化介导耦合，实现高可调谐性与实验可行性。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo Effect and Josephson Current through a Quantum Dot between Two Superconductors
利用数值重整化群方法研究了在整个耦合范围内通过量子点的超电流。我们发现，约瑟夫森电流开关突然从一个$π$ -0相耦合的增加。在中间耦合下，基态的总自旋取决于两个超导体之间的相位差。我们的数值计算结果可以解释Buitelaar \textit{et al.} [Phys. Rev. Lett. \textbf{89}，256 801（2002）]。
2004-03-08 cond-mat.mes-hall
Advances in Josephson Junction Materials and Processes Toward Practical Quantum Computing
Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Gwangju Institute of Science and Technology (GIST)（光州科学技术院）；Korea University（高丽大学）；The Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD)（马普物质结构与动力学研究所）；Center for Free Electron Laser Science (CFEL)（自由电子激光科学中心）；Anyon Computing Inc.（Anyon Computing公司）
本文综述了材料科学、器件表征和纳米加工技术如何应对超导量子计算中约瑟夫森结的挑战，探讨了新型材料和工艺的发展对量子处理器的影响。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Relative Phase and Josephson Dynamics between Weakly Coupled Richardson Models
我们考虑两个弱耦合的Richardson模型来研究两个介观吸引相互作用的费米子系统之间的相对相的形成和Josephson动力学：我们的结果适用于耦合超小金属颗粒的超导性质和有限数量的费米子的中性系统中的库珀配对超流性。我们讨论了如何在两个系统之间出现一个确定的相对相位，以及如何从多体波函数中方便地提取它：我们发现，即使对非常小的数量~10，也会出现一个确定的相对相位差。约瑟夫森动力学和电流相位特性的研究，表明临界电流有一个最大值在BCS-BEC交叉。对于所考虑的初始条件的两状态模型给出了一个很好的描述的动态和电流相位特性。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Simulation results for an interacting pair of resistively shunted Josephson junctions
利用一种新的簇蒙特卡罗算法，研究了相互作用的反向分流约瑟夫森结的相图和临界特性。该系统通过一个小的超导晶粒模拟两个电极之间的隧道，并描述了双sine-Gordon模型。根据理论预测，我们观察到三个不同的相位和交叉效应所产生的中间耦合不动点。在超导体-金属相边界上，观察到的临界行为在误差条内，与单个结相同，具有相同的临界电阻值和仅取决于约瑟夫森耦合强度的关联函数指数。我们解释了这些关键属性的基础上的重整化群（RG）计算。此外，我们提出了一个替代的新的平均场论的过渡，它正确地预测了在中间约瑟夫森耦合强度的相边界的位置。
2005-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Gate-tunable spectrum and charge dispersion mitigation in a graphene superconducting qubit
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（材料国家研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（材料国家研究所材料纳米架构研究中心）
本研究在石墨烯超导电路中展示了量子比特频率、非谐振性和电荷散射的高门控可调性，并通过库珀对传输模型解释了电荷散射的抑制机制。
2025-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Josephson Junction through a Disordered Topological Insulator with Helical Magnetization
本文研究了由三维拓扑绝缘体无序表面态构成的约瑟夫森结中的超导和邻近涡旋。在一个政权的螺旋磁化的旋转周期大于结的宽度，我们发现超导0-π交叉作为结的厚度，磁化强度和固有的螺旋调制和表面状态的参数的函数。超导电流反转与邻近诱导的涡旋相关联，沿着结宽度成核，其中涡旋的数量和它们的位置可以通过超导相位差和上述参数来操纵。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological Josephson Junctions in the Integer Quantum Hall Regime
本文提出一种结合整数量子霍尔区与超导体的鲁棒静电可调谐拓扑约瑟夫森结，可控制零能穿越，适用于安德烈夫量子比特和相位电池。
2023-09-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Time-resolved statistics of nonclassical light in Josephson photonics
电荷的隧穿转移与光的发射和吸收的相互作用可以在一个装置中进行研究，其中电压偏置的约瑟夫森结与微波腔串联。在这里，我们专注于光子的发射过程，并分析了潜在的时间依赖统计使用二阶关联函数$g^{(2)}(τ)$和等待时间分布$w(τ)$。这两个观测值都突出了从相干光源到单光子源的交叉。由于约瑟夫森结的非线性，隧道库珀对可以产生各种各样的非经典态的光，即使在弱驱动。弱驱动以及经典制度的分析结果补充了完整的非线性情况下的数值处理。我们还解决了$g^{(2)}(τ)$和$w(τ)$之间的可能关系的问题，以及由它们中的每一个提供的具体信息。
2015-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tuning the inductance of Josephson junction arrays without SQUIDs
本文提出无 SQUID 的单个 Al/AlOx/Al Josephson 隧道结阵列，利用退磁效应和 Fraunhofer 型干涉实现磁场可调电感，并演示阻抗在 4–8 kΩ 范围可调的传输线。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
