We report on the study of the phase dynamics of high critical temperature superconductor Josephson junctions. We realized YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-x}$ (YBCO) grain boundary (GB) biepitaxial junctions in the submicron scale, using low loss substrates, and analyzed their dissipation by comparing the transport measurements with Monte Carlo simulations. The behavior of the junctions can be fitted using a model based on two quality factors, which results in a frequency dependent damping. Moreover, our devices can be designed to have Josephson energy of the order of the Coulomb energy. In this unusual energy range, phase delocalization strongly influences the device's dynamics, promoting the transition to a quantum phase diffusion regime. We study the signatures of such a transition by combining the outcomes of Monte Carlo simulations with the analysis of the device's parameters, the critical current and the temperature behavior of the low voltage resistance $R_0$.
Josephson oscillation linewidth of ion-irradiated YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ junctions
本文报道了离子辐照YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$约瑟夫森结的噪声特性。本工作的目的是调查的约瑟夫森振荡的线宽与探测器的响应实验在$\simeq$ 132 GHz。实验结果进行了比较与一个简单的分析模型的基础上Likharev-Semenov方程和de Gennes脏极限近似。我们表明，在这些结的低频波动的主要来源是宽带约翰逊噪声和过剩（$\frac{1}{f}$）噪声的贡献并不占上风的温度范围内的利益，在一些其他类型的高T $_c$超导约瑟夫森结。最后，我们讨论了离子辐照结的兴趣，以实现由同步阵列的约瑟夫森结组成的频率可调谐振荡器。
我们设计、制作并测试了屏蔽离子辐照的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$约瑟夫森结（JJ）嵌入对数周期螺旋天线的短一维阵列。我们的阵列由4个或8个结组成，这些结被960 nm或80 nm长的未损伤的YBCO区域隔开。样品与遥远的路口和紧密相连的路口表现出质的不同的行为。分离良好的阵列在66 K时在几百GHz频带内表现出巨大的Shapiro台阶，并作为具有改进的阻抗匹配的约瑟夫森混频器进行了测试。在880~nm的距离上，所有的紧密排列都表现为一个具有较低超导转变温度的结，从而形成一个单一的弱连接。这种设计开辟了一种新的方式来增加的I $_{c}$ R $_{N}$产品的离子辐照的结，我们推测，背后的现象和物理可能是类似的所谓的“巨人”约瑟夫森耦合观察到铜酸盐。
Parametric resonance of Josephson plasma waves: A theory for optically amplified interlayer superconductivity in YBa$_2$Cu$_3$O$_{6+x}$
集体模之间的非线性相互作用在远离平衡态的强关联电子系统中起着决定性的作用。理解和利用这些相互作用对于量子多体态的光控至关重要。强模式耦合的最令人惊讶的例子之一是双层YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$超导体中顶端氧声子和约瑟夫森等离子体之间的相互作用。Hu et al（2014）的实验。和Kaiser等人（2014）表明，低于Tc时，声子的光激发导致约瑟夫森等离子体边缘的增强和频率偏移，而高于Tc时，即使在平衡反射率光谱中没有可辨别的特征时，光激发声子也会诱导等离子体边缘。Van Hoegen等人（2019）最近的实验也观察到了约瑟夫森等离子体激元从低于Tc和赝能隙相的光激发声子中的参数产生。本文提出了一个由氧运动与面内超流刚度耦合引起的声子-等离激元三波相互作用的理论模型。基于该模型的等离子体激元的参数不稳定性的分析给出了最不稳定的等离子体激元的频率，与实验观察一致。我们还讨论了如何强的约瑟夫森等离子体激元的参数激发可以解释泵浦引起的变化的太赫兹反射率的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$在超导状态，包括频率的变化和约瑟夫森等离子体激元的边缘锐化，以及外观的一个新的峰值约2 THz。这个模型的一个有趣的特点是，过阻尼约瑟夫森等离子体激元不给任何可辨别的功能，在平衡的反射率，但可以开发等离子体激元的边缘时，参数激发。我们认为，这一机制解释了光诱导…
Anomalous Proximity Effect in Underdoped YBaCuO Josephson Junctions
利用近场扫描光学显微镜在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$系列欠掺杂薄膜中光生约瑟夫森结。在两条导线之间的距离为100 nm时观察到的约瑟夫森效应表明存在一个非常大的邻近效应，并表明结间隙中的欠掺杂绝缘材料很容易被扰动到超导状态。结的临界电流被发现是符合传统的约瑟夫森关系。这一结果限制了SO（5）理论解释高临界温度超导体相图的适用性。
Theory of Josephson tunneling along the c-axis of YBCO
当电流沿$_2$ O $_{7-δ}$的c轴流动时，在$_2$ O $_{7-δ}$和Pb之间存在约瑟夫森隧穿.这可能是由于$_2$ O $_{7-δ}$中的正交畸变所引起的。这一假设本身似乎是在与孪生样品的隧道电流不遵循随机统计实验相矛盾。我们提出了一个理论，这取决于相互之间的竞争的双d波耦合和相对增强的表面上的s波分量。这一理论似乎至少在定性上解释了迄今为止的所有观测结果。
Parametrically amplified Josephson plasma waves in YBa_2Cu_3O_(6+x): evidence for local superconducting fluctuations up to the pseudogap temperature $T^*$
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；MIT（麻省理工学院）
研究通过强太赫兹脉冲作用于欠掺杂YBa₂Cu₃O₆₊x并在Tc和伪间隙尺度T*之间温度下，发现类似超导态的反射率边缘和探针脉冲的二次谐波产生，提出通过参数放大低约瑟夫森等离子体模式解释，但本文提出另一种解释，假设在Tc < T < T*时存在局部配对幅度和相位，从而解释反射率数据。
Direct-Write Ion Beam Irradiated Josephson Junctions
我们强调的再现性和水平的控制YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$约瑟夫森结的电性能制造的辐照从一个聚焦的氦离子束。具体而言，我们显示了使用大范围的辐照剂量制造的几个结的电输运性质的结果。在该范围的下端，结表现出超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结特性。然而，随着剂量的增加，有一个过渡到与超导体-绝缘体-超导体（SIS）结一致的电气特性。为了研究大量氦离子约瑟夫森结的均匀性，我们制作了包含20个串联连接的SNS和SIS约瑟夫森结的阵列。这些阵列的电输运性质揭示了非常均匀的结，在临界电流或电阻中没有明显的扩散。
Josephson transport in YBa${}_{2}$Cu${}_{3}$O${}_{7}$ weak links created by focused-helium-ion-beam irradiation: Analysis based on diffusive-SNS-junction model
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（日本产业技术综合研究所）
Dynamical decoherence of the light induced interlayer coupling in YBa$_{2}$Cu$_{3}$O$_{6+δ}$
YBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{6+δ}$中顶端氧振动的光激发已被证明可以增强其c轴超导相的刚性，正如平衡双层间约瑟夫森等离子体共振的瞬态蓝移所证明的那样。令人惊讶的是，瞬态c轴等离子体模式也可以诱导以上T $_{c}$由相同的顶端氧激发，这表明光激活的超流体隧道在整个赝隙相的YBa $_{2}$铜$_{3}$ O $_{6+δ}$。然而，尽管上述T $_{c}$瞬态等离子体模式和平衡约瑟夫森等离子体激元之间的相似性，涉及高迁移率准粒子输运的替代解释应被考虑。在这里，我们报告了一个广泛的研究的光诱导等离子体激元的松弛到平衡非相干相。这些新的实验允许对这种模式的性质进行批判性评估。我们确定，瞬态等离子体松弛通过其相干长度的崩溃，而不是其载体（或超流体）密度。这些意见是不容易调和与准粒子层间输运，而是支持瞬态超流隧穿的光致层间耦合的YBa $_{2}$铜$_{3}$ O $_{6+δ}$的起源。
Evidence for LineLike Vortex Liquid Phase in Tl$_2$Ba$_2$CaCu$_2$O$_8$ Probed by the Josephson Plasma Resonance
利用透射太赫兹时域光谱技术测量了最佳掺杂的$_2$ $_2$薄膜的约瑟夫森等离子体共振（JPR）。温度和磁场的JPR频率的依赖性表明，在从涡固体到液相的过渡的煎饼涡的c轴相关性保持不变。在这方面，具有各向异性参数$γ\approx 150$的T1 $_2$ Ba $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$薄膜类似于各向异性较小的YBa $_2$ Cu $_2$ O $_{7-δ}$ $(γ\approx 8)$，而不是类似于各向异性最大的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$单晶$γ\geq 500$。
Breakdown of the escape dynamics in Josephson junctions
我们发现了高临界电流密度Jc的约瑟夫森结中零电压态的逃逸率的反常行为。在这项研究中，我们采用了YBa 2Cu 3 O 7-x晶界结，它跨越了广泛的Jc，并有适当的电动力学参数。这种高Jc结，当滞后时，不按照预期的随机约瑟夫森分布从超导切换到正常状态，尽管具有标准的约瑟夫森特性，例如夫琅和费磁场图案。开关电流分布（SCD）是一致的非平衡动力学发生在当地，而不是一个全球范围内。这意味着，宏观量子现象似乎是实际上无法实现的高Jc结。我们认为，SCD是一个准确的手段来衡量非平衡效应。这种从全局到局部动力学的转变与所有类型的弱连接都相关，包括纳米混合约瑟夫森结的新兴家族。因此，在使用这种结时应该谨慎，例如，寻找马约拉纳费米子。
