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
Coherent diffraction of thermal currents in Josephson tunnel junctions
本文从理论上研究了面内磁场作用下温度偏置约瑟夫森隧道结中的热输运。与约瑟夫森临界电流完全类似，通过结的热通量的相位相关分量显示相干衍射。热输运分析在三个典型的结几何形状突出其主要区别。值得注意的是，约瑟夫森耦合能量的最小化需要跨结的量子相位差以适当的磁通量间隔经历π滑移。提出并分析了一种适用于热衍射检测的实验装置。
2013-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vertical Nb Josephson junctions fabricated by direct metal deposition on both surfaces of freestanding graphene layers
Seoul National University（首尔大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Sungkyunkwan University (SKKU)（成均馆大学）
本研究通过双面处理自由悬挂石墨烯层，实现了无需暴露埋藏界面的垂直Nb约瑟夫森结制备，验证了其高质量和短接结行为。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tunneling and bound states in near-edge NbN-$\rm Bi_2Se_3$ junctions fabricated by deposition through a wire shadow mask
NbN- $\rm Bi_2Se_3$薄膜结的输运测量显示出隧穿和束缚态共振。通过脉冲激光沉积的NbN层，通过25 $μ$米宽的金线荫罩平分成两半的晶片上的$\rm Bi_2Se_3$毯式膜没有进一步的图案化制备的结。这导致两个独立的近边缘结通过25 $μm$长和10 mm宽的未覆盖的$\rm Bi_2Se_3$层区域串联连接。在晶片上的不同位置处跨线掩模沟槽测量的电导谱表明，一些结具有隧穿行为，在$\pm 2Δ$（其中$Δ\simeq$ 1 meV）处具有明显的相干峰，而其他结具有零偏置电导峰和在较高偏置下的一系列束缚态。后者可以归因于零能量马约拉纳束缚态或更传统的Andreev束缚态。根据目前的结果，我们无法区分这两种情况。
2018-03-27 cond-mat.supr-con
High resolution measurements of the switching current in a Josephson tunnel junction: Thermal activation and macroscopic quantum tunneling
本文提出了一种利用定时技术高分辨率测量电流偏置约瑟夫森隧道结开关电流分布的方法。测量设置被实施为使得数字控制和读出电子器件与附接到样品的模拟偏置电子器件光学解耦。我们已经成功地用这种技术测量了小约瑟夫森隧道结中相的热激活和宏观量子隧穿，具有很高的实验分辨率。这种技术可以用来表征电流偏置约瑟夫森隧道结的应用在量子信息处理。
2002-04-24 cond-mat.supr-con
Scattering theory of superconductive tunneling in quantum junctions
我们提出了一个在Bogoliubov-de Gennes量子力学的散射公式内的单模结中隧穿的一致性理论。考虑了直流约瑟夫森效应和直流准粒子输运。弹性准粒子散射结确定平衡约瑟夫森电流。我们讨论了隧道结中Andreev束缚态的起源及其在平衡Josephson输运中的作用。相反，准粒子隧穿电压偏置结是由非弹性散射。导出了非弹性散射振幅的一般表达式，计算了各种电压下的准粒子电流，着重讨论了亚带隙隧道电流的性质和亚谐波带隙结构的本质。
1996-10-11 cond-mat.supr-con
MgB2 tunnel junctions with native or thermal oxide barriers
MgB 2隧道结（MgB 2/势垒/MgB 2）的制作使用的原生氧化物生长在底部的MgB 2膜作为隧道势垒。因此，即使在约1 mm 2的结面积上，这种屏障也能在300 oC下经受住第二电极的沉积。这种结的研究，以及那些类型的MgB 2/原生或热氧化物/金属（铅，金，或银）表明，隧道势垒生长在MgB 2上表现出宽范围的势垒高度和宽度。
2006-04-09 cond-mat.supr-con
Andreev Reflections in Micrometer-Scale Normal-Insulator-Superconductor Tunnel Junctions
了解正常绝缘体超导（NIS）隧道结的亚能隙行为是很重要的，以便能够准确地模拟结的热特性。Hekking和Nazarov发展了一种理论，在该理论中，薄膜结构中的NIS亚隙电流可以通过多次Andreev反射来建模。在他们的理论中，Andreev反射引起的电流取决于结面积和结电阻面积的乘积。我们已经测量了电流由于Andreev反射在NIS隧道结的各种结尺寸和结电阻面积的产品，发现多重反射理论是与我们的数据。
2011-10-21 cond-mat.supr-con
Multiple junction biasing of superconducting tunnel junction detectors
本文提出了一种新的基于超导隧道结的单光子探测器偏置方案。它取代了一个单一的检测器结与三个结的电路，并实现偏置的检测器结在亚间隙电流，而无需使用外部磁场。偏置发生通过三个结的非线性相互作用，我们通过数值模拟证明。这种非线性状态是数值稳定的外部波动，并与高保真度的光子感应电流的电读出兼容。外部磁场的消除潜在地增加了这些类型的光子探测器的能力，并且减轻了在制造大型探测器阵列中所涉及的约束。
2004-10-04 cond-mat.supr-con
Are pinholes the cause of excess current in superconducting tunnel junctions? A study of Andreev current in highly resistive junctions
在高阻超导隧道结中，通常会观察到过量的亚带隙电流，这通常归因于隧道势垒中的微观“针孔”。研究了超导体-绝缘体-超导体（SIS）和超导体-绝缘体-正常金属（SIN）结中的亚带电流。在Al/AlOx/Al结中，我们观察到从SIS到SIN制度的过渡后电流降低了2个数量级，然后与理论相匹配。在Al/AlOx/Cu结中，我们还观察到具有均匀势垒的结中的相干扩散Andreev输运的一般特征。我们使用准经典Keldysh-Green函数理论来量化单粒子和双粒子隧穿，并在透明度上找到了超过2个数量级的良好一致性。我们认为，我们的观察排除了针孔的起源过剩电流。
2011-02-22 cond-mat.supr-con
The Critical Current of Point Symmetric Josephson Tunnel Junctions
约瑟夫森隧道结的物理性质很大程度上取决于它们的几何构型。结的形状决定了其约瑟夫森电流的磁场依赖性的具体形式。在这里，我们解决的特殊形状的平面约瑟夫森隧道结在任意取向的面内磁场的存在下的磁衍射图案。我们专注于一个广泛的合奏结的形状是不变的点反射下。我们分析了这类等距的含义，并导出了形状为两个点对称平面图形的并集或相对补的结的阈值曲线。
2016-06-08 cond-mat.supr-con
Subgap current in superconducting tunnel junctions with diffusive electrodes
本文计算了带有薄膜扩散引线的平面超导隧道结中的亚带电流。研究发现，隧道电流的亚谐波间隙结构与有效隧道透明度成比例，该有效隧道透明度可能超过结透明度两个数量级，具体取决于结的几何形状以及相干长度与弹性散射长度之间的比率。这些结果提供了另一种解释的subgap电流在隧穿实验中往往归因于绝缘层的不完善的异常高的值。我们还讨论了准粒子的有限寿命的效果作为额外的增强多粒子隧道电流的可能来源。
2006-06-22 cond-mat.supr-con
Tunneling spectroscopy of superconducting MoN and NbTiN grown by atomic layer deposition
对原子层沉积（ALD）法生长的MoN和Nb $_{0.8}$ Ti $_{0.2}$ N超导薄膜的隧道谱进行了研究。薄膜的超导带隙分别为2 meV和2.4meV，相应的临界温度分别为11.5K和13.4K，其中最高的报道$T_c$值通过ALD技术实现。隧道结，获得了使用机械接触方法与金尖。虽然这些膜的天然氧化物提供差的隧道势垒，但使用通过ALD生长的$\textit{ex situ}$的膜表面上的Al $_2$ O $_3$的人工隧道势垒获得具有低零偏压电导（低于$\sim$ 10%）的高质量隧道结。我们发现一个大的临界电流密度的顺序为$4\times 10^6$ A/cm $^2$在$T=0.8T_c$为60 nm的氮化钼膜，并证明ALD到高纵横比的几何形状的保形涂层能力。这些结果表明ALD技术为薄膜超导器件应用提供了重要的前景。
2013-12-20 cond-mat.supr-con
Tunneling conductance of graphene NIS junctions
我们表明，在传统的正常的金属-绝缘体-超导体（NIS）结相比，在石墨烯中的NIS结的隧穿电导是一个振荡的功能的绝缘区域的有效势垒强度，在一个薄的障碍的限制。这些振荡的振幅是最大的正常和超导区域的费米面对齐和消失的大费米面失配。零偏压隧穿电导，在其对应的传统NIS结形成鲜明对比，成为最大的有限的势垒强度。我们还建议实验来测试这些预测。
2006-11-24 cond-mat.supr-con
Multi-photon transitions between energy levels in a current-biased Josephson tunnel junction
在低温下，对小电流偏置约瑟夫森隧道结在弱微波辐射下从零电压态的逃逸进行了实验研究。的结开关电流分布的测量表明的宏观量子隧穿的相位以下的交叉温度$T^{\star} \approx 280 \rm{mK}$。在低于$T^{\star}$的温度下，我们观察到单光子和\emph{multi-photon}之间的结能级的过渡，通过施加微波辐射的频率范围之间的$10 \rm{GHz}$和$38 \rm{GHz}$的结。这些观察结果反映了只包含少量能级的结势的非谐性。
2002-06-13 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium and relaxation effects in tunnel superconducting junctions
具有薄膜扩散板和足够长的引线的平面隧道结的特定性质是与隧道势垒的裸透明性相比其透射系数的本质增强[1，2]。在电压偏置的结，这创造了有利的条件，强非平衡的准粒子在结板和铅，产生的多粒子隧道。我们从理论上研究了这种结中的非平衡和弛豫过程之间的相互作用，发现引线中的非平衡显著地改变了$eV > 2Δ$的电流-电压特性，特别是过量电流，而强扩散弛豫恢复了经典隧道模型的结果。在$eV \leq 2Δ$，扩散弛豫降低了多粒子电流的峰值。连接板中的非弹性弛豫基本上抑制了$n$ -粒子电流（$n>2$），对于奇数，抑制因子为$n$，对于偶数，抑制因子为$n$，抑制因子为$n/2$。这一结果对解决约瑟夫森结超导量子比特的退相干问题具有重要意义。
2016-12-03 cond-mat.supr-con
Multiparticle tunneling in diffusive superconducting junctions
我们制定了一个理论框架来描述多粒子电流输运在平面超导隧道结与扩散电极。该方法是基于非平衡超导体的准经典Keldysh-Green函数方程的直接求解，并由电路理论分析和改进的微扰展开相结合。该理论预测更大的标度参数的次谐波间隙结构的隧道电流在扩散结相比，在弹道结和介观收缩具有相同的势垒透明度。
2007-04-25 cond-mat.supr-con
Planar Josephson Tunnel Junctions in a Transverse Magnetic Field
传统上，自从1962年约瑟夫森效应被发现以来，平面约瑟夫森隧道结的磁衍射图案一直是用在结平面内施加的场来记录的。在这里，我们讨论了静态结在横向磁场中的性质，其中由结的几何形状和配置的电极施加的退磁效果是重要的。测量了不同几何形状、尺寸和临界电流密度的铌基高质量平面结的临界电流与磁场的关系，结果表明，在实际应用中，采用横向磁场比面内场更有利于抑制约瑟夫森隧道电流和费斯克共振。
2007-11-15 cond-mat.supr-con
Tunnel junctions on as-grown superconducting MgB2 thin films
我们证明了良好的超导体/绝缘体/正常金属隧道结可以制作在生长的超导MgB 2薄膜。在280 ℃左右的低生长温度下通过共蒸发制备了生长态薄膜。绝缘屏障由Mg覆盖层形成，其随后在空气中氧化。Au/MgOx/MgB 2结的隧穿谱显示出可重复的且定义良好的超导能隙（delta= ~ 2.5 meV）。得到的2delta/ kBTc显著小于预测的BCS值3.52。
2002-10-01 cond-mat.supr-con
Phonon deficit effect and solid state refrigerators based on superconducting tunnel junctions
薄膜器件具有极其紧凑、以连续模式操作、消耗很小的功率并且可以容易地集成在低温检测器中的优点。基于这种可能性，我们研究了薄膜$SIS$（超导体-绝缘体-超导体）和$SIN$隧道结中的声子亏损效应。在某些情况下，这种隧道结的声子吸收光谱具有声子吸收/发射的光谱窗口。我们建议使用声子滤波器来选择声子吸收窗口，从而增强冷却效果。附着于这种隧道结的膜可以以这种方式更有效地冷却。我们讨论了一个特殊的超晶格设计相应的声子过滤器。
2002-10-18 cond-mat.supr-con
