High efficiency deterministic Josephson Vortex Ratchet
实验研究了非对称周期势场中的约瑟夫森涡旋棘齿--一种由零时间平均的确定性力驱动的磁通量。利用电流注入器在欠阻尼环形长约瑟夫森结中产生了高度非对称的周期势，器件的效率可达91%。我们测量了棘轮效应的驱动力与不同的光谱内容。对于单色高频驱动，整流电压变得量化。在高驱动频率下，我们还观察到由于磁通子的惯性质量引起的混沌、次谐波动力学和电压反转。
2005-06-29 cond-mat.supr-con nlin.PS
Deterministic Josephson Vortex Ratchet with a load
实验研究了确定性欠阻尼约瑟夫森涡旋棘轮--磁通粒子在非对称周期势场中沿约瑟夫森结运动。通过施加正弦驱动电流，可以迫使涡旋沿某一方向移动，从而在结上产生平均直流电压。在这样一个纠正制度，我们也加载棘轮，即，施加额外的DC偏置电流I_dc（反作用力），其使电势倾斜，使得磁通量由于棘轮效应而向上爬升。磁通停止上升时的偏置电流值定义了棘轮效应的强度，并通过实验确定。这使我们能够估计棘轮的负载能力、输出功率和效率。对于准静态制度，我们提出了一个简单的模型，提供了简单的分析表达式，上述数字的优点。
2011-09-29 cond-mat.supr-con nlin.CD nlin.PS
Rocking ratchets in 2D Josephson networks: collective effects and current reversal
本文对具有非对称周期钉扎势的二维约瑟夫森结阵列（JJA）中交流驱动的涡旋和反涡旋的定向运动进行了详细的数值研究。直流电压整流显示出对涡旋密度的强烈依赖性，以及对于$f$ =1/2（$f$ = $Ha^2 / Φ_0$）附近的大范围涡旋密度，涡旋流动方向与交流振幅的反转，与Shalóm和Pastoriza最近的实验非常一致[Phys. Rev. Lett. { \bf 94}，177001（2005）]。对涡旋结构、空间和时间相关性以及涡旋-反涡旋对形成的研究，使我们深入了解了电流反转效应背后的纯粹集体机制。
2006-12-15 cond-mat.supr-con
Ratchet-like dynamics of fluxons in annular Josephson junctions driven by bi-harmonic microwave fields
本文报道了在零均值双谐交流力驱动下拓扑孤子单向运动的实验观察。观察是通过测量被困在环形约瑟夫森结，被放置在微波场的磁通量的电流-电压特性。在零直流偏置与驱动力的第一和第二谐波之间的相移的磁通平均速度（整流电压）的测量依赖性是在定性与理论预期。
2004-07-01 cond-mat.supr-con nlin.PS
Josephson phase diffusion in the SQUID ratchet
本文研究了非对称SQUID在外加磁通量和时间周期电流作用下约瑟夫森相的扩散。我们分析了相位扩散和质量之间的关系，其特征在于跨SQUID的直流电压和设备的效率的运输。在这样做时，我们专注于先前报道的机制[J.Spiechowicz和J.J.Jubuczka，New \textbf{17}，023054（2015）]，SQUID的效率达到全局最大值。对于长时间，相位的均方位移是时间的线性函数，这意味着扩散是正常的。它的系数很小，表明相当规则的相演变。然而，可以通过调整实验上可获得的参数（如交流电流或外部磁通量的幅度）来放大\emph{several times}。最后，我们证明，在确定性的限制，这一制度基本上是\emph{non-chaotic}，并拥有一个意想不到的简单的吸引子。
2015-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Full capacitance-matrix effects in driven Josephson-junction arrays
在考虑全电容矩阵效应的电容并联结（RCSJ）模型中，研究了周期性约瑟夫森结阵列对外部电流的动态响应。我们定义和研究三种不同的模型的电容矩阵$C_{\vec{r},\vec{r}'}$：模型A只包括互电容;模型B包括互电容和自电容，导致指数屏蔽的静电场;模型C包括一个密集的矩阵$C_{\vec{r},\vec{r}'}$，这是近似构造从两个圆盘的有限半径和厚度之间的电容的精确解析解的叠加。在后一种情况下，静电场代数地衰减。为了比较，我们还评估了完整的电容矩阵使用麻省理工学院的fastcap算法，良好的小晶格，以及相应的连续有效介质的分析评估的有限电压盘内的零电位平面。在所有情况下，有效的$C_{\vec{r},\vec{r}'}$随距离代数衰减，具有不同的功率。然后，我们计算了所有型号的DC+AC电流的电流电压特性。我们发现，有新的巨大的电容分数步骤中的I-V的模型B和C，强烈依赖于所涉及的筛选量。我们发现，这些分数步骤的量化单位成反比的晶格尺寸和依赖于$C_{\vec{r},\vec{r}'}$的属性。我们还表明，电容的步骤是不相关的涡旋振荡，但在晶格中的几行局部屏蔽锁相。这些结果可能的实验相关性进行了讨论。
1998-05-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Bloch inductance in small-capacitance Josephson junctions
我们证明了小电容约瑟夫森结的电阻抗除了电容项$-i/ωC_B$外还包括电感项$iωL_B$。类似于已知的布洛赫电容$C_B(q)$，布洛赫电感$L_B(q)$也周期性地取决于准电荷$q$，并且在$q=e (\textrm{mod} 2e)$处获得的其最大值总是超过在固定$ϕ=0$处的该结$L_J(ϕ)$的约瑟夫森电感的值。布洛赫电感对单结和一维阵列的动力学的影响进行了描述。
2005-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
YBa$_2$Cu$_3$O$_7$ Josephson diode operating as a high-efficiency ratchet
本文提出基于YBa$_2$Cu$_3$O$_7$的约瑟夫森二极管棘轮，利用He$^+$束制备非互易约瑟夫森结，实现交流电流高效整流，效率达75%，输出功率达0.2 nW，并可在约40 K下工作。
2024-08-02 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Superconductor-insulator transition in Josephson junction chains by quantum Monte-Carlo
研究了无耗散无无序约瑟夫森结链的零温相图。也就是说，我们确定的临界约瑟夫森能量低于该链成为绝缘，作为两个电容的比例的函数：每个约瑟夫森结的电容和每个超导岛和地面之间的电容。我们开发了一个在电荷表象下的时间路径积分量子Monte-Carlo算法，它使我们能够有效地处理链哈密顿量的静电部分。我们发现，很大一部分的相图是由非谐修正，这是没有捕获的标准Kosterlitz-无重整化群描述的过渡。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Direct Observation of Josephson Capacitance
在分离库珀对盒（CPB）中测量了其相位栅偏置平面上的有效电容。我们的低频无功测量方案允许纯粹探测CPB能带结构引起的电容敏感性。使用光谱手段独立确定的参数对数据进行定量解释。此外，我们在实践中表明，该方法提供了一种有效的方式来做非破坏读出的CPB量子态。
2006-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of classical and "quantum" capacitance in a one dimensional array of Josephson junctions
即使在没有库仑相互作用的情况下，量子尺寸效应引起的相位波动在超导纳米结构中变得越来越重要，因为平均能级间距变得与体超导能隙相当。在这里，我们研究的作用，这些波动，被称为“量子电容”，在一个一维（1D）的超小约瑟夫森结（JJ）在零温度下的相图，通过使用路径积分技术。我们的分析还包括耗散由于准粒子隧穿和库仑相互作用通过一个有限的互电容和自电容。由此产生的相图有几个有趣的特点：一个有限的量子电容可以稳定的超导性，即使在有限的互电容能量的限制，经典的相位相干性的破坏。在消失的充电效应的情况下，相关的冷原子设置库仑相互作用是不存在的，我们分析表明，超流性是强大的小量子有限尺寸的波动，并确定最小晶粒尺寸的相位相干存在于阵列中。我们还发现，在某些情况下，重整化群结果对瞬子逸度的相对较小的变化非常敏感。例如，电容的特定组合可能导致超导体-绝缘体转变对约瑟夫森耦合的非单调依赖性。
2013-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
SQUID ratchet: Statistics of transitions in dynamical localization
本文研究了在热噪声驱动下，外加恒定磁通量的交流电流作用下，非对称超导量子干涉器件（SQUID）相空间的某些区域的占据.热激活的状态之间的转换，反映三个确定性的吸引子进行了分析，在该制度的噪声引起的动态本地化的约瑟夫森相速度，即有一个温度区间中的电压保持在一个状态的条件概率是非常接近一。这种现象的影响上的直流电压降的SQUID进行了讨论。我们检测到出现的幂律尾巴的约瑟夫森相速度的停留时间概率分布，并讨论了热噪声引起的动力学本地化的对称性破缺的作用。这一现象说明了如何通过随机性本身从随机性中提取出类似决定论的行为。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech 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
3-junction SQUID rocking ratchet
我们调查3结SQUID显示电压整流，如果偏置与交流电流驱动器与零均值。整个SQUID的约瑟夫森相位经历了一个有效的棘轮电位，该设备作为一个有效的摇摆棘轮，实验证明绝热和非绝热驱动频率。对于高频驱动器，整流电压由于相位动态与外部驱动器的同步而被量化。实验数据与包括热涨落在内的数值模拟结果吻合得很好。
2005-08-24 cond-mat.supr-con
Quantum decay of the supercurrent and intrinsic capacitance of Josephson junctions beyond the tunnel limit
相对于有限电阻态的形成，约瑟夫森结的非耗散超流态是亚稳态。这种转变是由波动驱动的，高温下是热的，低温下是量子的。我们评估了这种状态的寿命，由于量子涨落的极限时，超电流接近临界电流。衰变几率由超导相位差在结上的瞬子作用决定。在低温下，相的动态是巨大的，并且由有效电容决定，有效电容是结的几何电容和固有电容的总和。我们的模型的约瑟夫森结的中心部分由任意短介观导体描述的一组其传输系数，或由一个任意长度的扩散线。本征电容通常可以估计为$C_* \sim G/E_g$，其中$G$是结的正常状态电导，而$E_g$是其正常部分中的邻近小间隙。得到的电容是足够大的定性解释滞后行为的电流-电压特性，即使在没有过热。
2015-12-23 cond-mat.dis-nn 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
Quantum Phase Transitions in Josephson Junction Chains
研究了一维超小超导晶粒链中的量子相变，同时考虑了自电容和结电容。在零温度下，该系统被转换成一个二维系统的经典涡旋，其中的结电容引入各向异性的涡旋之间的相互作用。这导致了Berezinskiii-Kosterlitz-无磁类型的超导体-绝缘体转变，因为约瑟夫森耦合能量与充电能量的比率是变化的。研究发现，结电容起着类似于耗散的作用，并倾向于抑制量子涨落;然而，即使结电容值任意大，绝缘体区域也会存在。
1997-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Field Induced Charging Effects in Josephson Junction Arrays
在无序约瑟夫森结阵列的三维模型中，考虑了磁场诱导的电极化的强度和有效结电容的相应变化。在某个阈值电场（约瑟夫森网络临界场附近），有效结电荷和相关电容分别达到最大值和改变符号。在人工制备的超导晶粒阵列中观察预测效果的可能性进行了讨论。
1998-07-08 cond-mat.supr-con
Quantum ratchet effect for vortices
我们测量了准一维约瑟夫森结阵列中涡旋运动的量子棘轮效应。在这种固态器件中，可以精确地设计涡旋势能的形状，从而精确地设计能带结构。这种能带结构决定了量子棘轮效应的存在或不存在，如在所提出的实验中观察到的。特别是，不对称结构，仅拥有一个带以下的障碍不表现出电流整流在低温和偏置电流。运输的量子性质也揭示了在一个普遍的/非普遍的幂律依赖测得的电压-电流特性的样品没有/有整流。
2003-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Current dependence of the low bias resistance of small capacitance Josephson junctions
本文用量子 Langevin 方程研究小电容 Josephson 结在低偏置、名义超导态下微分电阻随电流偏置的变化，并为超导量子比特微波噪声建模提供思路。
2024-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Influence of capacitance and thermal fluctuations on the Josephson diode effect in asymmetric higher-harmonic SQUIDs
本文理论研究了结电容与热涨落对包含高次谐波的非对称SQUIDs中Josephson二极管效应的影响，发现电容削弱二极管效应并引发回滞电流不对称等新特征，而热涨落导致涨落诱导电压及开关电流呈现强烈不对称。
2024-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Clue on Small-Capacitance Josephson Junction: What to Expect from Cooper Pair Ideal Conductor and Ohmic Resistor in Parallel?
该研究通过解析与蒙特卡洛方法，揭示小电容约瑟夫森结中量子相位涨落和耗散效应破坏理想传导，发现欧姆耗散诱导贝雷津斯基-科斯特利茨-索利斯相变，修正相位粒子运动转变认知并预测电流类型转变。
2025-04-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum critical point and scaling in a layered array of ultrasmall Josephson junctions
我们研究了一个量子哈密顿量模型的超小型约瑟夫森结的短程约瑟夫森耦合，$E_J$和充电能量，$E_C$，由于小电容的结。我们导出了一个新的有效量子球模型的阵列哈密顿量。作为一个应用程序，我们开始近似的电容矩阵的自电容限制和在外部均匀的背景下的电荷，$q_x$的存在。在这个限制，我们得到的零温度超导体绝缘体相图，$E_J^{\rm crit}(E_C,q_x)$，提高了以前的理论结果，使用平均场论近似。其次，我们得到了正方形阵列电导率的一个封闭形式的表达式，并导出了一个适用于零温度量子临界点的普适标度关系。在后一种制度的能量尺度是由温度和我们建立普遍的标度形式的电导率的频率依赖性。
1999-03-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Experimental realization of a relativistic fluxon ratchet
本文报道了在非均匀磁场中环形约瑟夫森结中囚禁的相对论通量量子的棘轮效应。在这样的固态系统中，机械量与电学量成比例，因此棘轮效应代表了基于相对论通量量子的二极管的实现。平均静态电压响应，相当于直接磁通运动，实验证明在这样的二极管中的确定性电流强迫在过阻尼和欠阻尼动态制度。在欠阻尼制度，最近预测的电流反转现象也恢复在我们的磁通棘轮。
2001-12-27 cond-mat.supr-con
Efficiency of the SQUID Ratchet Driven by External Current
本文从理论上研究了由三个电容并联的约瑟夫森结构成的非对称超导量子干涉器件的效率。SQUID由外部磁通量穿过，并由恒定（dc）和时间周期（ac）分量的外部电流驱动。该系统作为一个非平衡棘轮的直流电压与外部电流作为能源的SQUID。我们分析了由外部电流提供的功率，发现它强烈地依赖于热噪声和外部磁通量。我们探索的系统参数的空间，揭示了一组SQUID效率是全球最大的。我们检测到的热噪声增强效率的有趣的功能，并显示如何可以通过调整外部磁通量的设备的效率。
2015-02-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Observation of quantum capacitance in the Cooper-pair transistor
我们已经制作了一个库珀对晶体管（CPT）的参数，使适当的电压偏置，子带隙电荷传输发生通过慢隧穿的准粒子连接两个约瑟夫森耦合的电荷流形。在准粒子隧穿事件之间，CPT的行为本质上类似于单个库珀对盒（SCB）。SCB的有效电容可以定义为感应电荷相对于栅极电压的导数。该电容具有两个部分，几何电容C_geom和量子电容C_Q。后者是由于约瑟夫森耦合引起的能级反交叉。它参数依赖于栅极电压，是约瑟夫森电感的对偶。此外，它的幅度可能远远大于C_geom。我们已经能够在我们的CPT中检测C_Q，通过测量从CPT嵌入的谐振电路反射的同相和正交射频信号。通过在这样的谐振电路中放置库珀对盒，可以将C_Q用作电荷量子比特读出的基础。
2005-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage rectification in two dimensional Josephson junction arrays
本文数值研究了具有非对称调制周期涡旋钉扎势的二维约瑟夫森结阵列（JJA）中涡旋（反涡旋）在外加交流偏压下的定向运动。我们发现，棘轮效应在大的二维JJA可以得到使用RSJ模型的过阻尼涡动力学。整流效应表现出很强的依赖于涡流密度，以及与交流振幅的涡流方向的反转，为一个广泛的范围内的高磁场约f = 1/2（f是涡流密度）。我们的结果与D.E. Shalom和H. Pastoriza [Phys. Rev. Lett. 94，177001，（2005）]。
2005-10-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
On the Chaotic Flux Dynamics in a Long Josephson Junction
研究了环形长约瑟夫森结中的磁通动力学。三个主要议题涵盖。第一个是混沌通量动力学及其通过Melnikov积分预测。结果表明，直流偏置电流不能诱导混沌磁通动力学，而交流偏置电流可以。Melnikov积分的公共根的存在是混沌磁通动力学存在的必要条件。第二个主题是关于全局吸引子的组成部分和衡量损耗、偏置和结的不规则性强度的扰动参数中的分叉。全局吸引子可以包含共存的局部吸引子，例如局部混沌吸引子和局部正则吸引子。在无穷维相空间中，分岔是非常复杂的。混沌吸引子可以以随机的方式出现和消失。三种类型的吸引子（混沌，呼吸，空间均匀和时间周期吸引子）。第三个主题是棘轮效应。棘轮效应可以通过对应于非对称势的电流偏置场来实现，在这种情况下，磁通动力学是持续混沌的。当电流偏置场对应于对称势时，磁通动力学通常是瞬时混沌的，在这种情况下，棘轮效应在足够长的时间后消失。
2009-07-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con nlin.CD
Implementing Josephson Junction spectroscopy in a scanning tunneling microscope
本文提出在扫描隧道显微镜中利用高电容超导针尖与超导样品形成约瑟夫森结，通过并联高电容分流降低线宽、热噪声和P(E)展宽，从而推进约瑟夫森结光谱在扫描几何中的实现，用于探测超导量子比特噪声的微观起源。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mean Field Theory of Josephson Junction Arrays with Charge Frustration
利用路径积分方法，给出了具有偏置电荷和非对角电容矩阵的量子约瑟夫森结阵列相边界方程的显式推导。对于具有最近邻电容矩阵和均匀偏移电荷$q/2e=1/2$的模型，我们确定了在低临界温度展开下对相边界方程的最相关贡献。我们明确地构造了对应于最低能量的晶格上的电荷分布。我们发现一个重入行为，即使是一个短程相互作用。路径积分方法的优点在于，它允许为具有电荷阻挫和非对角电容矩阵的一般模型提供Ginzburg-Landau自由能的优雅推导。配分函数分解为拓扑项和非拓扑项的乘积，拓扑项仅取决于一组整数，非拓扑项被显式地评估。
1999-02-12 cond-mat.supr-con hep-th
Competition between local and nonlocal dissipation effects in two-dimensional quantum Josephson junction arrays
讨论了局域和非局域耗散效应对二维约瑟夫森耦合结中全局相位相干跃迁存在性的影响。量子相变也检查各种晶格几何形状：正方形，三角形和蜂窝。T=0超导体-绝缘体相变作为几个控制参数，其中包括自电容和结电容和本地和非本地耗散效应的函数进行了分析。我们发现非局部耗散参数α 1的临界值依赖于晶格的几何形状。如果考虑到实际物理系统中存在的不同阻尼机制，正常态电导的临界值似乎很难通过实验获得。
2007-04-16 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
Fluxon cotunneling in coupled Josephson junctions: Perturbation theory
本文用微扰理论研究互电容耦合的小型约瑟夫森结中的磁通量子共隧穿与库仑拖曳效应，推导出弱耦合和中等耦合下的共隧穿振幅，并证明库仑拖曳在任何非零互电容下均存在。
2025-05-10 cond-mat.supr-con
Influence of the passive region on Zero Field Steps for window Josephson junctions
我们提出了一个数值和分析研究的影响，在窗口结的磁通动力学的被动区域。我们研究了无源区的扩展及其电磁特性，表面电感和电容的影响。当被动区$v_{I}$中的速度等于Swihart速度（1）时，一维模型很好地描述了器件的操作。当$v_{I}$不等于1时，通量子将其速度调整为$v_{I}$。在这两种情况下，我们给出了简单的公式的零场阶跃的极限电压的位置。电感和电容的大值导致不同类型的解决方案进行了分析。
2002-03-31 cond-mat.supr-con
Superfluid Stiffness and Josephson Quantum Capacitance: Adiabatic Approach and Topological Effects
本研究提出统一框架，通过绝热方法将超导系统的超流刚度与量子电容关联于合成空间贝里曲率，揭示其与正常态能带拓扑交叉数相关的拓扑效应，且该效应可在邻近诱导配对的拓扑半金属中实验验证。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ratchet potential and rectification effect in Majorana fermion SQUID
受最近在自旋-轨道耦合纳米线和超导体的异质结构中实现马约拉纳费米子（MF）的实验进展的启发（V. Mourik等人，Science.1222360），我们研究了由包含MF的新型超导体-纳米线-超导体约瑟夫森结和常规超导体-绝缘体-超导体结形成的SQUID。结果表明，在两个电流方向上，SQUID的临界电流是不同的。由于非对称Josepshon电流形成了超导相动力学的棘轮势，所以当SQUID由交流电流驱动时，预期会有整流效应。这些新的属性，预计将是有用的探测难以捉摸的MF以及他们的动力学。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase diagram of superconducting vortex ratchet motion in a superlattice with noncentrosymmetry
超导涡旋的棘轮运动是超导体中涡旋的一种定向流动，它对于研究量子现象和超导器件（如超导二极管和微波天线）的研制具有重要意义。然而，由于在涡旋的动态运动的定量表征的挑战，涡旋棘轮运动的相图仍然是缺失的，特别是在低维结构的超导体。在这里，我们建立了一个定量的相位图的涡旋棘轮运动在一个高度各向异性的超晶格超导体，（SnS）1.17NbS2，使用非互易磁输运。（SnS）1.17NbS2具有层状原子结构和非中心对称性，在垂直和平行于平面的磁场中表现出非互易磁输运，这被认为是超导涡旋棘轮运动的表现。我们证明了棘轮运动是响应于电流激励，磁场和热扰动。此外，我们还外推了一个定量描述涡旋棘齿运动大小的巨非互易系数（γ），并建立了涡旋棘齿运动的相图.最后，我们提出棘轮运动起源于煎饼涡（PV）和约瑟夫森涡（JVs）的共存。相图对于控制超晶格超导体中的涡旋运动和开发下一代节能超导器件具有重要意义。
2022-11-19 cond-mat.supr-con
Phase and Charge reentrant phase transitions in two capacitively coupled Josephson arrays with ultra-small junction
本文研究了具有充电能$E_c$和约瑟夫森耦合能$E_J$的两个电容耦合约瑟夫森结阵列的相图。我们的结果是使用路径积分量子蒙特卡罗算法。量化第i个阵列中的量子涨落的参数由$α_i\equiv \frac{E_{{c}_i}}{E_{J_i}}$定义。根据$α_i$的值，每个独立的阵列可能是在半经典或在量子制度：我们发现，热波动是重要的，当$α\lesssim 1.5 $和量子波动占主导地位时，$2.0 \lesssim α$。我们已经广泛地研究了涡旋和电荷主导的单个阵列相位之间的相互作用。这两个阵列通过晶格的每个位置处的电容$C_{\rm inter}$耦合。我们发现一个{ \it再入过渡}在$Υ(T,α)$，在低温下，当阵列之一是在半经典极限（即$α_{1}=0.5 $）和量子阵列有$2.0 \leqα_{2} \leq 2.5$，为考虑的层间电容的值。此外，当$3.0 \leq α_{2} < 4.0$和对于上面考虑的所有层间耦合时，在电荷自由度中发生{ \it新颖}凹入相变，即在低温下存在凹入绝缘-导电转变。我们得到了相应的相图，并发现了一些功能，类似于那些在实验中看到的2D JJA。
2004-09-21 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Universal R-C crossover in current-voltage characteristics for unshunted array of overdamped Nb-AlO_x-Nb Josephson junctions
本文报道了人工制备的二维无分流Nb-AlO_x-Nb过阻尼约瑟夫森结阵列的电流-电压特性（CVC）的一些异常行为。发现所获得的非线性CVC在一定电流I_{cr} = \left（\frac{1}{2β_C}-1 \right）I_C下表现出明显的（并且实际上与温度无关的）交叉，从电阻R主导的状态（其中V_R=R \sqrt{I^2-I_C^2}低于I_{cr}）到电容C主导的状态（其中V_C= \sqrt{\frac{\hbar}{4eC}} \sqrt{I-I_C}高于I_{cr}）。所观察到的行为的起源进行了讨论，假设传统的RSJ模型与一个有限的电容和Ambegaokar-Baratoff关系的单结的临界电流在一个单一的plaquette近似。
2010-08-26 cond-mat.supr-con
Rectification by imprinted phase in a Josephson junction
在约瑟夫森结中，由于附近的阿布里科索夫涡旋（AV）被钉扎，可以引起约瑟夫森相移.对于沿结的压印相位的不对称分布（由AV的位置控制），这种简单的系统能够在宽的和可调谐的频率范围内整流$ac$电流。由此产生的整流电压是约瑟夫森antivortex的定向运动的结果，该antivortex在局部平衡时与AV形成对。所提出的通过印记相位实现棘轮电势比结本身的非对称几何形状更有效，它容易在实验上实现，并且即使在没有施加磁场的情况下也提供整流。
2011-09-28 cond-mat.supr-con
The Effect of Parameter Variations on the Performance of the Josephson Travelling Wave Parametric Amplifiers
对基于一维射频SQUID阵列的约瑟夫森行波参量放大器（JTWPA）的性能进行了仿真。与理想模型不同，在理想模型中，所有的SQUID被假定为是相同的，我们允许的变化的设备参数，如SQUID环的几何电感，对地电容，约瑟夫森结电容和临界电流。我们的模拟确认的负面影响的设备参数的变化，导致个别细胞之间的微波反射和偏移的磁通偏置从最佳点。最强的影响是由几何电感的变化，因为它改变波阻抗和磁通偏置。然而，最有害的是点缺陷，例如对地短路，使电路对微波不透明。这对制造过程提出了严格的要求，使其极具挑战性。我们强调在这些设备的参数传播的严格限制，同时也讨论了该计划的变化的鲁棒性
2021-12-14 cond-mat.supr-con
Spontaneous supercurrents and vortex depinning in two-dimensional arrays of $φ_0$-junctions
研究发现二维φ₀结阵列中自发超流环路诱导的ratchet效应及涡旋解pin现象，揭示了无时间反演对称条件下新型磁结构的探索需求。
2025-04-29 cond-mat.supr-con
Cooper Pair Transport in a Resistor-Biased Josephson Junction Array
研究了通过片上Cr电阻偏置的小Al约瑟夫森结长阵列的直流输运特性。IV-特性显示了一个大的库仑阈值电流以及负斜率区域，表明自治布洛赫振荡的制度，高达相当高的频率f = I/2 e ~1 GHz，与其他团体报道的单结。另一方面，小深度的回弯意味着低占空比和宽频谱的振荡，这归因于偏置电阻器的阻抗不够高。在一个小的偏置电流的自我维持的开关过程中被用来研究的开关电压的统计数据，并确定被发现大大超过几何结电容的有效布洛赫电容。
2006-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anodization-free fabrication process for high-quality cross-type Josephson tunnel junctions based on a Nb/Al-AlO$_x$/Nb trilayer
本文提出一种无阳极氧化的Nb/Al-AlO$_x$/Nb交叉型约瑟夫森结制备工艺，步骤少且兼容晶圆级制造，所得结具有低电容和近矩形临界电流密度分布，可应用于超低噪声SQUID及微波多路复用器等超导器件。
2024-10-23 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Synchronization of One Dimensional Array of Point Josephson Junctions Coupled to a Common Load
研究了一维约瑟夫森结阵列与一个公共电容的耦合过程中的同步现象。给出了无噪声系统同步的稳定性图。计算了结从阻性态转变为超导态时的电流，揭示了其与分流参数和结的耗散的关系。在热噪声存在下，同步振荡在临界温度处被破坏，系统经历连续的相变。一个可能的稳定性图的同步振荡相对于热噪声，电流，耗散和并联电容，然后构建。最后，我们研究了从随机振荡到同步态的动力学弛豫。弛豫时间随系统尺寸和温度的增加而增加，但并联电容器会使弛豫时间减小。
2011-08-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Efficient evaluation of decoherence rates in complex Josephson circuits
对约瑟夫森结量子比特的退相干特性进行了全面的分析。量子位是通量型的，由形成梯度计的两个大回路和一个小回路以及三个约瑟夫森结组成。计算了由两个不同的控制电路（一个耦合到小回路，一个耦合到大回路）引起的弛豫（T_1）和失相（T_∞）的贡献。我们使用一个完整的，定量的描述电感和电容的电路。包括两个杂散电容使得系统的量子力学建模为五维。我们开发了一个通用的Born-Oppenheimer近似，以减少计算中的有效维数。我们探索T_1和T_∞沿应用通量的空间中的最佳线;沿这条“S线”，我们看到显着的和迅速变化的退相干参数的贡献，主要是从电路耦合到大回路。
2005-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
On the Phase Diagram of Josephson Junction Arrays with Offset Charges
研究了外偏置电荷对约瑟夫森结阵列相图的影响。使用路径积分的方法，我们提供了一个教学推导方程的绝缘和超导相之间的平均场论近似的相边界线。对于均匀偏置电荷q=e，超导相位相对于q=0增大，当在固定温度下画出临界线时，在相图中出现特征波瓣结构。我们回顾我们的分析的物理相关的情况下，约瑟夫森网络的感觉随机偏移电荷的影响。我们观察到，Mott绝缘波瓣结构的相图消失的偏移电荷的概率分布的大的变化（σ> e），最近邻相互作用，绝缘波瓣周围的q=e被破坏，即使是小的值的σ。最后，我们研究的情况下，随机自电容：在这里，我们观察到，直到分布的方差达到一个临界值，超导相增加的情况下，所有的自电容是平等的。
2004-01-20 cond-mat.supr-con
Quantum Phase Transitions in Capacitively Coupled Two-Dimensional Josephson-Junction Arrays
研究了两层电容耦合超小约瑟夫森结的量子相变.随着层间电容的增加，系统在零温度下被发现表现出绝缘体到超导体的转变。它示出，不同于一维阵列具有类似的耦合配置，过渡不能占排他地由粒子-空穴对。
1998-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decay of plasmonic waves in Josephson junction chains
本文研究了线性约瑟夫森结链和两个电容耦合链中等离子体波的阻尼。在对地电容可以忽略的参数范围内，双链中反对称模的理论可以映射到单链的理论上。我们考虑了两个弛豫源：量子相位滑移（QPS）的散射和与约瑟夫森势的非线性相关的等离子体激元之间的相互作用。非线性对弛豫速率$1/τ$的贡献与频率的四次方$ω$成比例，而相位滑移的贡献表现为具有非普适指数的幂律。在与结电容相关的充电能量远小于约瑟夫森能量的参数范围内，QPS的幅度被强烈抑制。这使得与QPS相关的弛豫机制仅在非常低的频率下有效。因此，对于在超导体-绝缘体转变的绝缘侧上的红外极限中的链，品质因数$ωτ$显示出对频率的强烈非单调依赖性，如在最近的实验中观察到的。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of a 4$π$-periodic supercurrent in the voltage response of capacitively shunted topological Josephson junctions
我们研究的理论方面的检测Majorana束缚态约瑟夫森结使用半经典RCSJ模型的结动力学。4 $π$ -周期性超电流贡献的影响可以通过其对Shapiro台阶的宽度和电压信号的傅立叶谱的影响来检测。我们解释了如何列入一个电容项的结果在一个强大的淬火的奇数步骤时，结欠阻尼，因此可以用来有效地检测马约拉纳束缚态。此外，在电容的存在下，第一和第三步骤被淬灭到不同的程度，如实验观察到的。我们研究的相位锁定的解决方案的发射光谱，表明存在的周期加倍可能难以测量的4 $π$ -周期的贡献，从傅立叶光谱。最后，我们研究了准周期区域的电压响应，并指出该区域的傅里叶谱和首次返回图如何反映超电流周期性的变化。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall 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
Mesoscopic Josephson Effect
在经典的约瑟夫森效应中，跨结的相位差被很好地定义，并且超导电流仅被相位扩散微弱地减少。对于小电容的介观结，相位经历大的量子涨落，并且电流也由于库仑阻塞效应而减小。我们讨论了大范围参数下的电流-电压特性，包括相干约瑟夫森电流的相扩散机制以及库仑阻塞机制下非相干库珀对隧穿引起的超电流峰。
1998-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Phase Dynamics in an LC shunted Josephson Junction
本文从理论和实验两方面研究了LC串联电路与约瑟夫森结并联对约瑟夫森动力学的影响。壳层电路的存在引入了两个能量尺度，在特定情况下，这可能与隔离结的等离子体频率有很大不同。约瑟夫森结采用Nb/Al-AlOx/Nb制造技术制造，具有各种片上LC分流电路。在量子极限的光谱测量显示出良好的协议与理论考虑到并联电感和电容的电阻和电容并联结模型。结果清楚地表明，系统的动力学是二维的，导致系统的两个共振模式。这些发现对基于约瑟夫森结的量子比特的设计和操作具有重要意义。
2011-05-21 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
