Flipping coin experiment for studying switching in Josephson junctions and superconducting wires
当用电流脉冲探测时，约瑟夫森结和超导导线表现出从超导到稳定的非零电压状态的随机切换。开关概率（所谓的S曲线）或开关电流分布的电流依赖性是控制逃逸过程的物理学的指纹。本文通过一系列开关实验，提出了独立开关事件的判据。将约瑟夫森结看作具有电流调谐开关概率的电子硬币，研究了开关事件之间的相关性对开关统计的影响。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological properties of superconducting junctions
受一维拓扑超导体领域的最新进展的启发，我们研究了一般超导结的s矩阵的拓扑性质，其中维数不应起任何作用。我们认为，对于一个有限的交界处的s-矩阵总是拓扑平凡。通过考虑s-矩阵的低能共振极点，解决了一个与已有结果明显矛盾的问题。因此，在有限结中不发生常见的拓扑转变。我们揭示了一个不同类型的过渡，涉及的共振极点的配置。
2011-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting and Insulating Behavior in One-Dimensional Josephson Junction Arrays
描述了一维小电容约瑟夫森结阵列的实验。阵列的结电容远大于电极的杂散电容，我们认为这对于观察库仑阻塞是很重要的。约瑟夫森能量可以在原位调谐，并观察到从约瑟夫森类库仑阻塞行为的演变。这种演变可以被描述为超导到绝缘的量子相变。在库仑阻塞状态下，滞后电流-电压特性由一个动态模型描述，该模型与经典约瑟夫森结的反向分流结模型是对偶的。
2000-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-phase relation of the SNS junction in a superconducting loop
我们研究了嵌入超导回路中的超导体/正常/超导体（SNS）结的电流-相位关系。在考虑电流守恒和自由能极小条件下，我们得到了正常/超导（NS）回路的持续电流。在有限的温度下，我们可以解释实验观察到的高度非正弦电流的最大值附近的零外通量。
2005-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decoherence in a superconducting flux qubit with a pi-junction
我们考虑在没有外加磁场的情况下，利用π结实现简并量子能级。在Caldeira-Leggett模型的基础上，我们导出了一个有效的自旋玻色子模型，并研究了这类量子比特的退相干性。我们估计退相时间从最近的SIFS结的实验参数，并表明，需要高的临界电流和大的子隙电阻的π结实现长的相干时间。
2007-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting tunnel junction fabrication on three-dimensional topography via direct laser writing
超导结广泛应用于从量子信息科学和传感到固态冷却的众多应用中。传统上，此类器件必须使用标准光刻技术在平坦衬底上制造。在这项研究中，我们展示了一个高度通用的方法，允许超导结上制造一个更复杂的地形。它基于无掩模直接激光写入（DLW）双光子光刻，允许在3D空间中写入。我们表明，高品质的正常金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结可以制作在一个20 $μ$ m高的三维地形顶部。结合更先进的抗蚀剂涂层方法，这种技术可以允许亚微米器件制造几乎任何类型的地形在未来。
2020-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Challenges in detecting topological superconducting transitions via supercurrent and phase probes in planar Josephson junctions
本文通过严格数值计算证明平面约瑟夫森结中的临界超流和基态相位无法可靠指示拓扑超导转变，并讨论了更有效的确认策略。
2024-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting pi qubit with a ferromagnetic Josephson junction
固态量子比特具有大规模集成和量子计算布局灵活的潜力。然而，由于与环境的耦合，它们的短退相干时间仍然是一个需要克服的重要问题。我们提出了一种新的超导量子比特，它结合了一个自旋电子器件：量子比特由一个超导环与铁磁π结，其中有一个金属接触和一个正常的约瑟夫森结与绝缘势垒。这样，在没有外加磁场的情况下，可以形成量子相干二能级态。量子位的这个特征和简单的结构使得可以减小其尺寸，从而导致长的退相干时间。
2004-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Tight-binding study of bilayer graphene Josephson junctions
利用紧束缚Bogoliubov-de Gennes模型的高效模拟，我们自洽地求解了超导-双层石墨烯-超导约瑟夫森结中的对关联和约瑟夫森电流。不同的掺杂水平的非超导链接被认为是在短和长结制度。对相关性和超导电流的自洽结果类似于以前报道的单层石墨烯，除了在狄拉克点，在邻近效应的显着差异被发现，以及在长结制度的超导电流的抑制。通过考虑层间的电势差破坏了反转对称性，发现当结长大于费米长度时，超导电流可以被切换。
2012-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bipolar thermoelectricity in S/I/NS and S/I/SN superconducting tunnel junctions
本研究针对超导隧道结双极热电效应受逆邻近效应影响的问题，通过准经典方程分析构型、膜厚与界面质量的影响，提出更优的双层结构设计，为提升超导隧道结热电性能提供路线图。
2023-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Half-integer Shapiro-steps in superconducting qubit with a $π$-Josephson junction
本文用反向分流结模型研究了由0-和$π$ -约瑟夫森结组成的超导量子干涉器件（简称$π$ -SQUID）。$π$在微波辐射下在电压$V$ = $(\hbar/2e)Ω(n/2)$、角频率$Ω$和半整数$n$ /2以及整数$n$下显示半整数Shapiro阶跃（SS）。我们证明了$π$ -SQUID可以是一个具有自发环电流的$π$ -量子比特，通过该电流可以产生半整数SS。使0-和$π$ -JJ等价是半整数SS和实现$π$ -量子位的关键。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable diode effect in a superconducting tunnel junction with biharmonic drive
本文提出通过对传统超导隧道结施加双谐波驱动，利用谐波混频诱导可调谐二极管效应，在保持大超导电流的同时实现单位效率，且方向性可由驱动相位原位调控。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Very large thermal rectification in ferromagnetic insulator-based superconducting tunnel junctions
我们研究了铁磁绝缘体超导隧道结中的电子热整流。已知耦合到超导体的铁磁绝缘体在超导态密度中引起相当大的自旋分裂，并且如果作为隧道势垒操作，则还导致有效的自旋过滤。自旋分裂和自旋过滤的组合示出产生大量的自放大的电子热二极管效应，由于在系统中的电子-空穴对称性的破坏，这是添加到结的热不对称性。大的自旋分裂和大的自旋极化可以潜在地导致在合适的温度范围内的实际参数下超过5.10^4的热整流效率，从而超过常规超导隧道结可实现的热二极管效应的250倍。这些结果可能是相关的改进掌握创新的相位相干的热电子纳米器件的热流，并在纳米尺度上的量子线路的增强热管理。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting pi qubit with three Josephson junctions
我们提出了一种新的量子比特，它由两个普通零结和一个铁磁π结组成的超导环组成。在没有外加磁场的情况下，由于零态和π态之间的竞争，系统在相空间中出现了两个简并稳定态。两个简并态之间的量子隧穿导致形成成键态和反键态（相干态），它们被用作比特。为了操纵量子比特的状态，仅需要零附近的小的外部磁场。这一特点导致了大规模的集成和构造具有较小尺寸的量子比特，这是鲁棒的退相干由外部噪声。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Imaging spontaneous currents in superconducting arrays of pi-junctions
由薄隧穿势垒分隔的超导体表现出约瑟夫森效应，其允许在零电压下的电荷传输，通常在最低能量状态下的超导体之间没有相移。最近，三十年前理论提出的具有π的基态相移的约瑟夫森结已经被证实。在超导回路中，π结在零磁场中引起持续电流的自发循环，类似于自旋1/2系统。在这里，我们使用扫描SQUID显微镜图像的自发零场电流的温度控制的π结的超导网络与弱铁磁势垒。我们发现，在0 π的转变温度Tpi = 3 K的结自发超导电流的发病。我们的图像中的电流在非均匀挫折阵列组成的细胞与偶数和奇数的π结。这样的阵列是有吸引力的模型系统，用于研究2D XY模型的奇异相位和实现可扩展的绝热量子计算机。
2007-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Very Strong Superconducting Proximity Effects in PbS Semiconductor Nanowires
我们报道了利用PbS半导体纳米线和Pb0.5In0.5超导电极制备强耦合纳米混合超导结。在0.3 K时，最大超导电流可达15 μA，这是迄今为止在超导体-纳米线超导结中观察到的最高值。微波诱导的恒定电压阶跃的观察证实了真正的约瑟夫森耦合通过纳米线的存在。外磁场作用下临界电流的单调抑制也与窄结模型吻合得很好。开关电流的温度依赖性随机分布表现出从相扩散到热激活过程的交叉，随着温度的降低。这些强耦合纳米杂化超导结将有利于门可调谐超导量子信息器件的发展。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应，揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律，为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting islands with semiconductor-nanowire-based topological Josephson junctions
我们从理论上研究了基于超导体-纳米线约瑟夫森结的超导岛，并考虑了在结的光谱中存在亚能隙准粒子激发。我们的方法扩展了超导电荷量子比特的标准模型哈密顿量，并用纳米线结的Bogoliubov-de Gennes哈密顿量代替Josephson势，投影到相关的低能子能隙子空间上。这使得充分纳入子间隙水平的连贯动力学在交界处。形成结的纳米线中的自旋-轨道耦合和塞曼能量的组合效应触发拓扑转变，其中子带隙能级从有限能量Andreev束缚态演变成近零能量Majorana束缚态。控制纳米线结的微观能量尺度（约瑟夫森能量、马约拉纳耦合和马约拉纳能量分裂）与超导岛的充电能量之间的相互作用产生了各种各样的物理机制。基于这种不同的能量尺度的相互作用，我们充分表征的微波响应的交界处，从库珀对盒的transmon制度，并显示如何存在的Majoranas可以通过不同的光谱特征检测。在分裂结的几何形状，等离子体模式耦合到相位分散subgap水平导致从马约拉纳杂交通过Jaynes-Cummings类相互作用。作为这种相互作用的结果，在结中的高阶等离子体激发继承马约拉纳属性，包括$4π$效应。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting junction with tri-component pairing gap functions
本文研究了一种超导异质结，其一端具有非传统的手征$p$波隙函数$p_x\pm ip_y$，另一端具有传统的$s$波隙函数。尽管在接合区中，间隙功能的任何两个组分之间的$\pm \fracπ{2}$的相对相位是有利的，但是相互相位差不能同时实现$\pm \fracπ{2}$，这导致挫折。基于Ginzburg-Landau自由能分析，受抑模式被确定为具有$η_j=\pm 1$的$s+ iη_1 (e^{ iη_2 φ/2}p_x +η_3 e^{- iη_2 φ/2}p_y)$（$j=1,2,3$），其中$φ$是$p_x$-和$p_y$-波隙函数之间的相位差。此外，我们发现，结表现出各向异性的磁电效应，表现为沿结的边缘的各向异性自旋磁化。
2021-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-performance electronic cooling with superconducting tunnel junctions
当偏置电压刚好低于超导体的能隙时，超导体和正常金属之间的隧道结会冷却后者。虽然这种设备的研究长期以来一直集中在亚微米尺寸的结构，因此在picoWatt范围内的冷却功率，我们已经导致了一个大的冷却功率高达nanoWatt范围的设备的彻底研究。在这里，我们描述了如何通过使用准粒子漏和调整冷却结的隧道势垒来优化它们的性能。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Noise of a superconducting magnetic flux sensor based on a proximity Josephson junction
我们演示了基于邻近效应（超导量子干涉邻近晶体管，SQUIPT）的混合超导磁强计的直流输运特性和磁通噪声的同时测量。噪声由工作在几MHz频率范围内的低温放大器探测。在我们的非优化器件中，我们实现了由探针隧道结的散粒噪声设置的最小通量噪声$\sim 4\;μΦ_0/Hz^{1/2}$。通过进一步优化SQUIPT参数，主要是使邻近结长度和截面最小化，可以改善磁通噪声性能。此外，实验表明，该装置可用于研究其他高阻抗非线性器件中的散粒噪声。该技术为测量包括SQUIPT器件在内的灵敏磁力计提供了机会，其功耗非常低。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sub-50 mK electronic cooling with large-area superconducting tunnel junctions
在超导隧道结的电子冷却中，冷却功率通过与声子的相互作用和来自过热引线的热流来平衡。我们研究铝基冷却器，配备了一个悬浮正常的金属和一个有效的准颗粒排水。在中等温度下，悬浮的正常金属的声子浴被冷却。在较低的温度下，通过调节结的透明度，我们控制注入电流，从而控制超导体的温度。该装置显示出从150 mK降至约30 mK的强烈冷却，温度为5倍。我们认为，超导体间隙中的空间非均匀性限制了向较低温度冷却。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Energy dependent counting statistics in diffusive superconducting tunnel junctions
本文研究了扩散正常绝缘正常绝缘超导结中满电荷计数统计的能量依赖性。据发现，在一般情况下，通过相关的电子对转移的电流传输。只有在强非对称隧道势垒或能量远大于无势垒能量的情况下，电子对转移才是不相关的。第二个累积量，噪声，被发现强烈依赖于所施加的电压和温度。对于由隧道势垒到正常储层的结电阻，差分散粒噪声在无源能量的量级的电压处示出双峰特征，这是系综平均电子-空穴共振的特征。
2002-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions and superconducting quantum interference devices made by local oxidation of niobium ultrathin films
提出了一种制备约瑟夫森结和超导量子干涉器件（SQUID）的方法，该方法基于在原子力显微镜的偏压针尖下对3 ~ 6.5 nm厚的铌带线进行局部阳极氧化。微桥结和SQUID回路通过铌层的部分或全部氧化获得。两种类型的薄弱环节的几何构造：横向收缩（Dayem桥）和可变厚度的桥梁。基于这两种几何结构的SQUID显示了最大约瑟夫森电流的调制与相对于超导通量量子h/2 e的磁通量周期性。他们坚持到4K。基于变厚度桥的SQUID的调制形状和调制深度表明，弱连接尺寸变得与超导膜相干长度相当，其数量级为10 nm。
2001-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the Kondo effect with back and side gates - Application to carbon nanotube superconducting quantum interference devices and pi-junctions
最近，我们提出了第一个超导量子干涉器件（SQUID）与单壁碳纳米管（CNT）的约瑟夫森结[1：J. P. Cleuziou，W。Wernsdorfer，V. Bouchiat，T. Ondarcuhu和M. Monthioux，Nature Nanotech。1，53，（2006）.]，http://www.nature.com/nnano/journal/v1/n1/pdf/nnano.2006.54.pdf的网站。我们发现，量子限制在每个结诱导离散量子点（QD）能级结构，这可以控制与两个横向静电门。此外，背栅电极可以改变QD势垒的透明度，从而允许改变QD状态与超导接触的杂化。这种技术进一步说明了在这个额外的支持材料，我们表明，近藤耦合一个给定的谐振可以通过改变背栅电压连续调谐。它使我们能够证明[1] CNT约瑟夫森结可以用作栅控π结，也就是说，可以用栅极电压来调谐CNT结上的电流-相位关系的符号。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Out-of-equilibrium nonlinear model of thermoelectricity in superconducting tunnel junctions
INFN Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）；Dipartimento di Fisica, Università di Pisa（比萨大学物理系）
针对超导隧道结中的热电效应，提出了一个更完整的非平衡非线性数值模型，揭示了线性模型在高功率下的失效，并发现了结的饱和与反转行为，以及非线性热电效应的判别准则。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological aspects of $π$ phase winding junctions in superconducting wires
我们在不同的邻近感应一维超导体模型中理论研究了相移为$π$的约瑟夫森结。拓扑超导体的显著实验特征之一，即分数化的$4 π$周期性约瑟夫森效应，与这种结中特征零能量束缚态的发生密切相关。我们做了一个更一般的类型的$π$ -结创造“相绕组”的交界处的序参量的相位旋转一个角度$π$，而其绝对值是有限的详细分析。这样的结具有不同的性质，也从拓扑学的观点来看，并且没有受保护的零能量模式。我们比较拓扑（$p$ -波）和平凡（$s$ -波）超导导线中的这种结的现象，并简要讨论可能的实验探针。此外，我们提出了一个拓扑场论，给出了一个最小的描述与缺陷对应的$π$结的导线。这个有效理论是描述二维拓扑超导体半涡旋中马约拉纳束缚态的类似理论的一维版本。
2015-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pseudo-superconducting-diode effect in ferroelectric Josephson junctions
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；Department of Quantum Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子纳米科学系）；Department of Quantum Technology, Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO)（荷兰应用科学研究组织（TNO）量子技术部）
研究铁电约瑟夫森结中无磁场的赝超导二极管效应，用耦合动力学模型，表明铁电极化切换在电流扫描下诱导不对称临界电流和再俘获电流，该效应可通过铁电参数等高度调节。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Planar Josephson junction devices with narrow superconducting strips: Topological properties and optimization
West Virginia University（西弗吉尼亚大学）；New York University（纽约大学）
研究通过优化窄超导带宽度，实现了具有更大拓扑间隙的拓扑超导相，为稳健拓扑设备的实现提供了新方法。
2026-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric single-photon detection through superconducting tunnel junctions
本文基于不同能隙超导体隧道结的双极热电效应，提出一种被动式宽带单光子热电探测器TED，其在极宽频段内具备高信噪比，可应用于量子计算和光电子学等领域。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
InAs nanowire superconducting tunnel junctions: spectroscopy, thermometry and nanorefrigeration
我们展示了一种原始的方法-基于受控氧化-在超导Al储层和InAs半导体纳米线之间创建高质量的隧道结。我们显示干净的隧道特性与电流抑制超过$4$数量级的结偏压低于铝间隙$Δ_0 \approx 200\,μ{\rm eV}$。实验数据与超导隧道结的BCS理论预期非常一致。所研究的器件结合了作为温度计工作的小规模隧道接触以及提供纳米线中的电子分布的原理验证有源{ \em冷却}的较大电极。在我们的原型装置中，在浴温度$T_{bath}\approx250-350\,{\rm mK}$下实现了约$δT = 10\,{\rm mK}$的峰值制冷。该方法为研究半导体纳米结构中的热电效应和纳米制冷开辟了重要的前景。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting phases and the second Josephson harmonic in tunnel junctions between diffusive superconductors
我们考虑了通过绝缘隧道界面（I）的扩散超导体（S）之间的平面SIS型约瑟夫森结。我们构造了关于界面电导的完全自洽微扰理论。结果，我们找到了对第一次约瑟夫森谐波的修正，并计算了第二次约瑟夫森谐波。在任意温度下，我们修正了以前用解的简化形式得到的约瑟夫森隧道结中非正弦电流-相位关系的结果。我们的微扰理论还描述了序参量和反常格林函数的相位之间的差异。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurements of 1/ f noise in Josephson junctions at zero voltage: Implications for decoherence in superconducting quantum bits
具有1/ f谱密度（f是频率）的临界电流波动是基于约瑟夫森隧道结的超导量子比特（qubit）中的本征退相干的潜在限制源。先前对这种噪声的测量是在非零电压下进行的，而量子位是在零电压状态下操作的。我们报告测量的1/ f噪声在直流超导量子干涉装置第一，耦合到一个谐振槽电路，并在分散模式下工作在零电压，和，第二，传统的操作与电流偏置的电压制度。两种测量产生的临界电流1/ f噪声幅度基本相同。
2005-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of finite superconducting coherence lengths and of phase gradients in topological SN and SNS junctions and rings
我们研究了有限邻近超导（SC）相干长度的影响，在SN和SNS结组成的半导体拓扑绝缘线的两端连接到一个或两个s波超导体。我们发现，这样的系统的行为完全作为SN和SNS结从一个单一的线，其中一些区域是坐在超导体的顶部，拓扑SC区域的大小由SC相干长度确定。我们还分析了在NS界面上的非完美传输的Majorana费米子的空间扩展的效果。此外，我们研究了连续相位梯度在开放和封闭（环）SNS结的影响。我们发现，这样的相位梯度在马约拉纳费米子的空间局域化中起着重要的作用。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic effects in the heat conductance of superconducting-normal-superconducting and normal-superconducting junctions
我们研究了混合超导结的热导。我们的分析涉及单通道结与任意传输以及扩散连接器，并显示超导间隙和相位的接触对热导的影响。如果结是扩散的，这些影响是完全淬火的平均，但是，我们发现，他们的影响仍然存在于弱本地化的修正和电导波动。虽然这些统计特性强烈偏离众所周知的类似物的电荷电导，我们证明，热导波动保持接近普遍的行为。我们发现了一个推广的Wiedemann-Franz定律，适用于具有相等禁带和零相位差的约瑟夫森结。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
Fully superconducting Bloch-oscillating transistor: Amplification and bifurcation based on Bloch oscillations and counterflowing Cooper pairs
布洛赫振荡晶体管（BOT）是一种放大器，它利用准动量下能带中的半经典态动力学。在BOT中，穿过基极隧道结的单个准粒子隧穿将超导隧道结的状态切换到较低的布洛赫带，触发通过发射极约瑟夫森结的一系列共振库珀对隧穿（布洛赫振荡）。在这里，我们研究实验和理论上的替代实现这种设备，仅基于超导隧道结。我们发现了新的放大方案，其中的准动量的周期性运动是用来控制电极之间的电荷传输。值得注意的是，在操作中，穿过基极约瑟夫森结的谐振库珀对传输重复地向两个相反的方向发生。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-hermitian topology in multiterminal superconducting junctions
本研究探讨了由正常金属或铁磁体诱导非厄米性的多端 Josephson 结中 Andreev 束缚态的拓扑特性，预测了不同系统中存在脆弱且稳定的非厄米拓扑相。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time-dependent Landauer-Büttiker formalism for superconducting junctions at arbitrary temperatures
我们讨论的扩展，我们以前的工作时间依赖的Landauer-Büttiker形式主义的非相互作用的电子输运。由于Nambu表示中的格林函数满足相同的运动方程，这反过来又导致等时间较小格林函数的相同闭合表达式，因此该形式可以不复杂地扩展到超导中心区域，即，对于时间依赖的约化单粒子密度矩阵。我们进一步编写的有限温度下的频率积分的已知的特殊功能，从而大大加快计算。简单的正常金属-超导体-正常金属结的数值模拟。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bending-strain effects in conventional superconductors and superconducting junctions
本文研究常规超导体薄膜及SN、SNS结构中的弯曲应变效应，揭示应变诱导的自旋轨道耦合可产生偶频与奇频三重态配对、可调超导自旋流及0-π转变。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting proximity effect in a transparent van der Waals superconductor-metal junction
我们报告在清洁NbSe 2双层石墨烯结的Andreev反射。结的高透明度，表现为高达1.8的大电导增强，使我们能够看到双层石墨烯中的邻近诱导的超导能隙和分别通过垂直NbSe 2-石墨烯和横向石墨烯-石墨烯结的两个Andreev反射的清楚证据。量子输运模拟捕捉到了实验数据的复杂性，并阐明了各种微观参数对结传输的影响。我们的工作建立了一个全范德华，高性能超导结的实践和理解。高度透明的接近石墨烯-石墨烯结的实现开辟了工程量子现象的可能性。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Bistability in superconducting rings containing an inhomogeneous Josephson junction
研究了由铁磁PdNi约瑟夫森结和隧道结并联构成的超导Nb环的磁响应。在外部磁场的一定间隔内观察到开关频率加倍。假设两个结的正弦电流-相位关系，我们的模型嵌入在超导环内的dc-SQUID解释了这一功能的一系列电流反转在铁磁结的铁磁部分，在这些领域的间隔。开关异常是由两个超导回路中的磁通量之间的耦合引起的。
2007-07-12 cond-mat.mes-hall
Superconducting triode effect in a quantum-dot Josephson junction with a biased top gate
Nankai University（南开大学）；Fudan University（复旦大学）；Peking University（北京大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出在非对称量子点约瑟夫森结中通过顶栅打破宇称对称性，实现可调谐的超导三极管效应，并展示了高度不对称的Shapiro台阶以实现全量子化超流整流。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quasiparticles in superconducting qubits with asymmetric junctions
设计超导能隙的空间分布--能隙工程--长期以来被认为是控制超导器件中准粒子的有效方法。在铝膜中，它们的厚度调节间隙;因此，Al/AlOx/Al约瑟夫森结的标准制造（其依赖于在较薄的膜的顶部上重叠较厚的膜）总是导致间隙设计的器件。在这里，我们重新考虑超导量子比特中的准粒子效应，以明确地解释约瑟夫森结两侧带隙中不可避免的不对称性。我们发现，可以遇到不同的制度中的准粒子有相似的密度在两个结的铅，或在很大程度上局限于较低的间隙铅。定性地，对于类似的密度，量子位的激发态布居较低，但其弛豫速率高于当准粒子被限制时;因此，在量子位中的两个期望性质之间存在潜在的权衡。
2022-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Bolometric response in graphene based superconducting tunnel junctions
我们制备了石墨烯-TiOx-Al隧道结并表征了其射频响应。在Al的超导临界温度以下，当在超导能隙内偏置时，器件显示出随温度降低而增加的增强的动态电阻。射频辐射的应用通过电子加热影响动态电阻。测量了电子温升与吸收辐射功率之间的关系，并由此表征了热传导、噪声等效功率和响应度等测辐射热参数。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations and zero-bias anomaly in a single superconducting junction to a three-dimensional $Bi_2Te_3$ topological insulator
我们实验研究了Andreev输运通过s波铟超导体和三维$Bi_2Te_3$拓扑绝缘体厚膜之间的单个结。我们研究$Bi_2Te_3$样品具有不同的体积和表面特性，其中的拓扑表面状态的存在下证实了直接ARPES测量。所有的结都证明了超导能隙内的Andreev输运。对于具有透明$In-Bi_2Te_3$界面的结，我们发现了一些近周期的电导振荡，这是伴随着零偏压电导异常。这两种效应在超导转变或电阻结以上消失。我们提出了一个一致的解释，这两种效应起源于邻近诱导的超导关联内的$Bi_2Te_3$拓扑表面状态。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
The Superconducting Talbot Effect in Phased-Array Josephson Junctions
Tianjin University（天津大学）
本文提出超导Talbot效应，通过相控阵约瑟夫森结主动操控干涉图案，并利用游标尺阵列实现亚波长采样，从而提取费米波长，为量子材料诊断提供新框架。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Extended Majorana zero modes in a topological superconducting-normal T-junction
本文研究了由拓扑超导导线和正常金属区连接而成的三端约瑟夫森T结的亚带隙特性。这个系统自然主机零能量Andreev束缚态的自共轭马约拉纳性质，我们表明，他们是，在普通的马约拉纳零模式相反，在正常的金属区域的空间扩展。如果T-结尊重时间反演对称性，我们表明，零模式只分布在两个三个臂的结和调谐超导相允许转移的结臂之间的模式。我们进一步提供隧道电导计算表明，这些功能可以在实验中检测到。我们的研究结果建议一个实验平台，研究空间扩展的马约拉纳零模式的性质。
2017-02-02 cond-mat.mes-hall
Engineering Superconducting Phase Qubits
超导相位量子比特将约瑟夫森结组合成超导回路，并定义了用于量子计算的有前途的固态器件实现之一。虽然传统的设计是基于磁阻挫超导回路，在这里，我们讨论的优势所提供的$π$结在获得自然退化的二能级系统。从一个基本的五结回路出发，我们展示了如何构造简并二能级结和超导相位开关。然后，这些元件被有效地设计成一个超导相位量子比特，它只与开关一起工作，从而避免了通过外部偏置与环境的永久接触。由此产生的超导相位量子比特可以被理解为Ioffe { \it et al.}引入的“安静”s波-d波-s波约瑟夫森结量子比特的宏观模拟。[Nature { \bf 398}，679（1999）]。
1999-12-09 cond-mat.mes-hall
Current Fluctuations in Rough Superconducting Tunnel Junctions
本征噪声在约瑟夫森结中普遍存在。我们研究了一个电压偏置超导隧道结，其中包含极少数的针孔-传输通道，其传输系数接近于1。虽然这些针孔中很少有对电导贡献很小的，但它们可以在低电压范围内主导电流波动。我们表明，即使是完全透明的超导体之间的传输通道有助于散粒噪声由于Andreev周期的数量的不确定性。我们讨论了散粒噪声增强多重Andreev反射在这样的结，并调查是否针孔可能有助于作为一个微观机制的两个级别的电流波动。我们讨论了这些结果的约瑟夫森相位量子比特中观察到的结谐振器的连接。
2008-08-27 cond-mat.mes-hall
Enhanced superconducting diode effect in hybrid Josephson junctions
Center for Quantum Information Physics, New York University（纽约大学量子信息物理中心）；Department of Physics, William & Mary（威廉与玛丽学院物理系）；Department of Physics, Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学物理系）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本研究在混合约瑟夫森结中通过调控二维电子气实现了超导二极管效应的增强，揭示了非 reciprocal 超导输运的新方法。
2025-12-22 cond-mat.mes-hall
Vibrating Superconducting Island in a Josephson Junction
我们考虑了一种纳米机械-超导相结合的器件，它允许库珀对隧穿干扰中间超导岛的机械运动。两个超导体之间的超导岛的机械振荡的耦合导致电子隧穿产生超导电流，该超导电流由岛的振荡运动调制。这种耦合产生交替的有限和消失的超导相的功能。电流峰值对超导体之间的相对相移很敏感。该装置可用于研究超导电子学中的纳机电耦合。
2008-07-14 cond-mat.mes-hall
Superconducting Quantum Interference in Edge State Josephson Junctions
研究了二维绝缘体中边态连接的约瑟夫森结中的超导量子干涉。我们考虑两种情况下，其中的二维绝缘体是一个拓扑或平凡的绝缘体支持一维（1D）螺旋或非螺旋边缘状态，分别。在平衡状态下，我们发现临界超电流对通过结的通量的定性依赖性对介导态的螺旋性质不敏感，因此不能用于验证底层绝缘体的拓扑特征。然而，在施加一个有限的电压偏置小于超导能隙一个相对较长的结，在非平衡传输电流的有限频率干涉图案是定性不同的螺旋边缘状态相比，非螺旋的。
2022-08-12 cond-mat.mes-hall
Chiral Magnetic Josephson junction: a base for low-noise superconducting qubits?
具有非中心对称晶格的超导材料缺乏空间反转对称性，已知表现出各种有趣的宇称破缺现象，包括反常约瑟夫森效应。在这里，我们考虑一个约瑟夫森结由两个非中心对称的超导体（NCS）连接的单轴铁磁体，并证明它表现出直接模拟的手征磁效应中观察到的狄拉克和外尔半金属。我们建议使用这种“手征磁约瑟夫森结“（CMJ结）作为量子比特的一个元素，其哈密顿量可由铁磁体的磁化强度调节。CMJ结允许避免在电感分流的量子位中使用偏移磁通量，从而实现更简单且更鲁棒的架构。当单轴铁磁体的易磁化轴穿过结时，所得到的”手性磁性量子比特”被保护免受磁化波动引起的噪声的影响。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-ph
