Period-doubling in the phase dynamics of a shunted HgTe quantum well Josephson junction
本研究通过测量HgTe量子阱分流约瑟夫森结的微波发射，发现分流布线寄生电感导致的倍周期非线性动力学可在半约瑟夫森频率产生额外发射峰，从而模拟拓扑态的$4π$周期性，提示不应将该发射直接作为拓扑超导的证据。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic field-bias current interplay in HgTe-based three-terminal Josephson junctions
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid ICMM-CSIC（马德里材料科学研究所 ICMM-CSIC）；A. V. Rzhanov Institute of Semiconductor Physics（A.V.扎哈诺夫半导体物理研究所）
研究HgTe基三端约瑟夫森结中磁场与偏流的相互作用，揭示其对约瑟夫森行为的影响，并发现强增强的约瑟夫森二极管效率。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-dependent supercurrent and microwave dissipation of HgTe quantum well Josephson junctions
本文通过微波导纳测量并结合Bogoliubov-de Gennes紧束缚模型，表征HgTe量子阱约瑟夫森结的电流-相位关系与耗散，证实相位π处Andreev谱存在小能隙及高界面透明度。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent interference in HgTe Josephson junctions
由拓扑绝缘体（TI）制成的导线是一种很有前途的寻找Majorana束缚态的平台。这些状态可以通过分析以TI线为弱连接的约瑟夫森结中的分数交流约瑟夫森效应来探测。轴向磁场可用于将系统从平凡调谐到拓扑非平凡。本文研究了这种线约瑟夫森结中超导电流的振荡随轴向磁场强度和不同接触电阻的变化。虽然电流平均平行于磁场流动，但我们观察到$h/2e$，$h/4e$ -甚至$h/8e$ -接触电阻率较低的样品中的超导电流的周期性振荡。相应的紧束缚输运模拟使用Bogoliubov-de Gennes模型哈密顿量产生的超导通过约瑟夫森结，特别是显示奇特的$h/4e$ -在实验中观察到的周期性振荡。进一步的半经典分析的基础上Andreev反射的轨迹连接两个超导体，使我们能够确定这些振荡的物理起源。它们可以与围绕TI纳米线缠绕的磁通封闭路径相关，从而突出了与常见平面结相比的结几何形状的三维特征。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson linewidth in a resistively-shunted model with non-sinusoidal current-phase relation
本文详细推导了苏联科学院提出的具有非正弦电流-相位关系的并联约瑟夫森结的电压噪声方程。JETP { \bf 67}，579（1988）。
2019-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Revealing topological superconductivity in extended quantum spin Hall Josephson junctions
量子自旋霍尔超导体混合物是拓扑超导性和马约拉纳模式的有前途的来源，特别是考虑到HgTe和InAs/GaSb的最新进展。提出了一种新的方法来揭示支持分数约瑟夫森电流的扩展量子自旋霍尔约瑟夫森结的拓扑超导性。具体来说，我们表明，作为一个线程之间的超导体的磁通量，临界电流的痕迹具有清晰的指纹拓扑超导性的干扰模式-即使当噪音破坏宇称守恒。
2014-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diode from flux biased Josephson junction arrays
提出了一种在约瑟夫森结磁通偏置超导电路中实现超导二极管效应的方法。到目前为止，对超导二极管效应的观察仅限于相当奇特的材料平台。在理论上，它依赖于约瑟夫森结的电流相位关系的非正弦形式。在这里，我们将展示如何在没有任何此类要求的情况下在超导电路中设计二极管效应。唯一必要的成分是标准的正弦约瑟夫森结和磁通偏置线，它们在可扩展的工业硅芯片超导设计过程中很容易获得。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric response of Josephson junction: from ballistic to disordered
已知的是，容纳具有能量依赖的散射振幅的散射中心的约瑟夫森结（JJ）（其破坏$ω\rightarrow-ω$对称性，其中$ω$是关于费米能级的电子的激发能）表现出有限的热电响应。相反，在这里，我们表明，即使在弹道JJ这种对称性被打破，它导致非零的热电响应时，结的长度是超导体的相干长度的顺序和相应的热电系数确认的通用正弦依赖于$ϕ_{12}$，其中$ϕ_{12}$是超导相偏置。在存在多个散射体的结区，我们已经数值计算表明，即使在$ϕ_{12}$部分的热电系数的符号波动剧烈从一个无序配置到另一个，因此平均到消失的小值，而奇数部分往往对$ϕ_{12}$的普遍正弦依赖，因为我们接近大的无序下的无序平均。
2021-11-08 cond-mat.mes-hall
Superharmonic Josephson relation at 0-/$π$-junction transition
最近测量了超导体/铁磁体/超导体约瑟夫森结中从0到$π$ -接触的临界电流。与预期相反，它不会在过渡点消失。相反，它显示了一个微小的，虽然有限的，最小值。分数夏皮罗步骤的观察加强了约瑟夫森关系中的主要正弦项的消失为下一个谐波提供了空间的想法。在准经典的方法，我们计算的约瑟夫森关系考虑到磁散射。我们发现，所观察到的最小值与理论预期的二次谐波的值是相容的。
2006-01-05 cond-mat.mes-hall
Critical Josephson current in ballistic superconductor-graphene systems
我们计算了弹道石墨烯约瑟夫森结的超导电流的相位、温度和结长的依赖关系。对于低温，我们发现非正弦依赖的超导体相位差的超导体短和长结。的偏度，其特征的电流相位关系从一个简单的正弦曲线的偏差，示出了小电流的临界电流的线性依赖。我们讨论的相似之处和差异方面的经典理论的约瑟夫森结，其中的薄弱环节形成的扩散或弹道金属。指出了与石墨烯约瑟夫森结的其他近期理论结果的关系，并认为我们的工作可能的实验相关性。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage-controlled synthesis of higher harmonics in hybrid Josephson junction circuits
本文测量两个串联的电压控制半导体-超导体混合约瑟夫森结，证明栅极电压可调节耦合强度比，使电流-相位关系在正弦与高度非正弦谐波间连续变化，并与串联模型吻合。
2024-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Driving a Josephson Traveling Wave Parametric Amplifier into chaos: effects of a non-sinusoidal current-phase relation
本研究通过数值分析探究约瑟夫森行波参量放大器（JTWPA）的混沌路径，分析非正弦电流-相位关系对其性能与稳定性的影响，为器件优化及量子计算、精密测量领域的应用提供支撑。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gapless Andreev bound states in the quantum spin Hall insulator HgTe
近年来，由于奇异的新现象及其容错拓扑量子计算的前景，Majorana物理在理论和实验研究中都引起了相当大的关注。为此，人们需要在拓扑绝缘体中设计超导性和电子性质之间的相互作用，但实验工作仍然很少且不明确。在这里，我们报告的实验证据拓扑超导诱导碲化汞量子阱，二维拓扑绝缘体，表现出量子自旋霍尔效应。交流约瑟夫森效应表明，超导电流具有$4π$ -周期性与超导相位差表示的电压阶跃的两倍多夏皮罗步骤。此外，一个异常的SQUID一样的响应垂直磁场表明，这种$4π$周期性的超导起源于位于交界处的边缘上的状态。这两个功能出现最强时，样品被门控对量子自旋霍尔制度，从而提供了证据，诱导拓扑超导量子自旋霍尔边缘状态。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall 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
Evidence for an anomalous current phase relation in topological insulator Josephson junctions
具有拓扑绝缘体弱连接的约瑟夫森结可以具有低能Andreev束缚态，从而产生偏离正弦行为的电流相位关系。特别感兴趣的是零能量马约拉纳束缚态，形成在相位差为$π$。在这里，我们报告了约瑟夫森结和包含拓扑绝缘体弱连接的超导量子干涉器件（SQUID）的干涉测量研究。我们发现，单结衍射花样和SQUID振荡的节点被提升，并且与化学势无关。在高温下，SQUID振荡恢复到常规行为，排除了不对称性。SQUID振荡的节点提升与低能量Andreev束缚态表现出非正弦电流相位关系是一致的，与具有常规正弦电流相位关系的状态共存。然而，在单结衍射图案中的有限节点电流表明可能由马约拉纳束缚态携带的超电流的异常贡献，虽然我们也考虑了不均匀性的可能性。
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
2$Φ_{0}$-periodic magnetic interference in ballistic graphene Josephson junctions
我们研究了在弹道石墨约瑟夫森结中测量的作为磁场的函数的超电流干涉图案。在高掺杂下，观察到预期的$Φ_{0}$周期性“Fraunhofer”图案，表明均匀的电流分布。在狄拉克点附近，我们发现了具有明显的2 $Φ_{0}$周期性的异常干涉图案，类似于携带$e$而不是$2e$电荷的拓扑Andreev束缚态的预测。该特征随着温度的升高而持续，排除了非正弦电流-相位关系。它也存在于结中，其中尖锐的真空边缘被消除。我们的研究结果表明，所观察到的行为可能源于弹道石墨烯约瑟夫森结的固有特性，但确切的机制尚不清楚。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
Superconducting Diode Effect in Selectively-Grown Topological Insulator based Josephson Junctions
本研究利用三维拓扑绝缘体的强自旋轨道耦合，在Nb/Bi₀.₈Sb₁.₂Te₃/Nb约瑟夫森结中观察到效率达7%的超导二极管效应，归因于表面态的弹道超流分量，为拓扑材料系统中该效应的调控开辟新途径。
2025-02-12 cond-mat.mes-hall
Current-phase relation of graphene Josephson junctions
约瑟夫森结的电流-相位关系揭示了影响超电流的微观过程和对称性的重要信息。在这封信中，我们提出了直接测量的CPR的约瑟夫森结与石墨烯的障碍，获得了相位敏感的SQUID干涉技术。我们发现，CPR是歪斜的，相对于通常观察到的正弦曲线的行为。偏斜度的量随临界电流（Ic）线性变化，而不管Ic是否由载流子密度或温度调谐。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson radiation from nonlinear dynamics of Majorana zero modes
约瑟夫森辐射是探测拓扑超导体中马约拉纳零模的一种有效方法。最近，约瑟夫森辐射的约瑟夫森频率的一半已被实验观察到在碲汞基结，可能从马约拉纳零模式。然而，这种辐射在临界电压以上消失，与以前的理论结果严重矛盾。在这项工作中，我们从理论上获得的辐射光谱定量与实验一致后，包括非线性动力学的马约拉纳状态到标准的反向分流结模型。我们进一步预测两个新的结构的辐射光谱为未来的实验验证：一个中断的发射线和混沌政权。我们开发了一个定点分析来理解所有这些功能。我们的结果解决了理论和实验之间的明显差异，并将激发重新检查的各种拓扑约瑟夫森结的辐射光谱的结构。
2020-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
Helical Andreev bound states and superconducting Klein tunneling in topological insulator Josephson junctions
目前，人们正致力于探测基于拓扑绝缘体（TI）的约瑟夫森结中的非常规p波超导性。为此，我们建议使用超导克莱因隧道，即库珀对通过门控弹道结中的势垒的无反射通道。这种现象的发生是由于超导体是由螺旋Andreev束缚态（ABS）携带的，其特征是类似于正常态载流子的自旋动量锁定。我们推导出了在三维TI表面上形成的结的螺旋形ABS的谱和相应的约瑟夫森电流。超导Klein隧穿将产生非正弦电流-相位关系和不随势垒强度增加而消失的反常临界电流$I_c$。我们还分析了I_cR_n乘积（其中R_n是正常态结电阻）对超导体/TI界面微观参数的依赖性，这导致I_cR_n值低于以前的邻近效应约瑟夫森结模型的预期值。
2013-08-03 cond-mat.mes-hall
Exciton-polariton ring Josephson junction
本研究针对激子-极化激元环形凝聚体中构建弱连接的难题，通过光学调控势垒实现了约瑟夫森结，观测到超流流体力学区与正弦隧穿电流的约瑟夫森区，并用自由能景观理论解释其机制，为光学集成及室温应用提供可能。
2024-10-03 cond-mat.mes-hall
Current-Phase Relation and Josephson Inductance of Superconducting Cooper Pair Transistor
本文研究了超导库珀对晶体管（SCPT）的约瑟夫森电感$L_J$。我们跟踪的电感使用微波反射测量的调谐谐振电路中，SCPT安装在平行的$ \sim 200$ pH带状线电感。当逆的约瑟夫森电感，确定的电荷相位偏置平面上的SCPT的约瑟夫森库仑能量比为$E_J/E_C =1.75$，是集成的相位，我们得到的电流相位关系，这是强烈的非正弦附近的电荷简并点。
2009-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The role of Rashba spin-orbit induced spin textures in the anomalous Josephson effect
该研究通过理论推导与数值验证，揭示了二维Rashba自旋轨道相互作用混合横向子带自旋产生自旋不对称，进而在外磁场下引发约瑟夫森电流反常相移的机制，且相移与磁场、自旋轨道强度均线性相关。
2024-03-08 cond-mat.mes-hall
Realization of microwave quantum circuits using hybrid superconducting-semiconducting nanowire Josephson elements
我们报告的实现量子微波电路使用混合超导半导体约瑟夫森元件组成的InAs纳米线接触NbTiN。电容分流的单个元件表现为具有电可调跃迁频率的transmon量子比特。双元件电路在零外加通量附近也表现出类似transmon的行为，但在通量量子的一半处表现为通量量子位，其中元件中的非正弦电流-相位关系产生双阱约瑟夫森势。这些混合约瑟夫森元件在需要工作在磁场中的微波超导电路中具有很好的应用前景。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Andreev bound states and supercurrent in an unconventional superconductor-altermagnetic Josephson junction
本文研究了含交变磁体的d波超导约瑟夫森结中安德烈夫束缚态与超流特性，揭示了节点谱、π位移及非正弦电流-相位关系，并展示通过调节AM层参数可调控零超流相位差。
2025-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current--phase relation in a topological Josephson junction: Andreev bands vs. scattering states
我们考虑了在三维拓扑绝缘体（TI）的导电二维表面上形成的长拓扑约瑟夫森结。超导关联是由覆盖表面的s波超导体的邻近诱导的。覆盖物之间的1D间距是未填充的或由磁性绝缘体填充。一般来说，由TI表面介导的约瑟夫森电流由散射模式以及结周围的局域态（Andreev束缚态或Andreev带）确定。我们发现，它是至关重要的，以确定拓扑约瑟夫森结的电流-相位关系，考虑到这两个贡献。我们分析了约瑟夫森电流对结的厚度的依赖关系，以及偏离正弦形状的电流-相位关系。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Selective-Area-Grown PbTe-Pb Planar Josephson Junctions for Quantum Devices
本文提出选择性区域生长的PbTe-Pb混合体系作为新型平面约瑟夫森结平台，实现栅极可调超流、多重安德列夫反射及类夫琅禾费/SQUID干涉行为，并展示可用于马约拉纳探测的原型器件。
2024-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Zeeman effect induced 0-$π$ transitions in ballistic Dirac semimetal Josephson junctions
在约瑟夫森结的夹层中具有有限动量的库珀对的结果之一是$π$结行为。有限动量可以是由于铁磁约瑟夫森结中的交换场，也可以是由于塞曼效应。本文报道了在$_{1-x}$三维狄拉克半金属基约瑟夫森结中观察到塞曼效应引起的0- $π$跃迁。来自在结的平面中施加的磁场的塞曼效应的大g因子允许将约瑟夫森结从0调节到$π$状态。这一点通过非对称超导量子干涉装置（SQUID）的外加磁场对临界电流调制的符号变化来揭示。此外，我们直接测量非正弦电流相位关系的非对称SQUID，符合弹道约瑟夫森输运模型。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-phase relation of ballistic graphene Josephson junctions
约瑟夫森结（JJ）的电流-相位关系（CPR）决定了超导电流随结内超导相位差的变化规律。了解CPR对于了解JJ对各种外部参数的反应至关重要。尽管对超洁净封装的石墨烯JJ的兴趣越来越大，但这种结的CPR仍然未知。在这里，我们使用完全门可调的石墨烯超导量子干涉器件（SQUID）来确定弹道石墨烯JJ的CPR。SQUID中的两个JJ中的每一个都是由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的。通过独立控制JJ的临界电流，我们可以在对称或非对称配置中操作SQUID。高度不对称的SQUID允许我们对其中一个JJ进行相位偏置，从而直接获得其CPR。CPR被发现是偏斜的，显著偏离正弦形式。偏斜度可以用栅极电压来调谐，并且与弹道石墨烯腔的法布里-珀罗电阻振荡反相振荡。我们比较我们的实验与紧束缚计算，其中包括现实的石墨烯超导体界面，并找到一个很好的定性协议。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
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
Topological Superconductivity in a Phase-Controlled Josephson Junction
本研究利用HgTe量子阱与铝膜耦合的Josephson结，通过调节相位差和面内磁场实现了二维拓扑超导态，观测到的零偏压峰为Majorana模式提供了证据，为二维拓扑量子计算开辟了新途径。
2018-09-10 cond-mat.mes-hall
The Josephson diode effect in supercurrent interferometers
约瑟夫森二极管是一种非互易电路元件，其在一个方向上比在另一个方向上支持更大的无耗散超电流。在这项工作中，我们提出并理论研究了一类基于超导干涉仪的约瑟夫森二极管，其中包含介观约瑟夫森结，如点接触或量子点，它们本身不是二极管，但具有非正弦电流-相位关系。我们表明，这样的约瑟夫森二极管有几个重要的优点，如电可调，既不需要塞曼分裂，也不需要自旋轨道耦合，只有时间反演打破了一个磁通量。我们还表明，我们的二极管有一个特征的交流响应，揭示了夏皮罗步骤。即使是最简单的实现我们的约瑟夫森二极管范例，依赖于只有两个结可以实现高达$\sim40\%$的效率，有趣的是，更大的效率是通过级联多个干涉仪回路。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Fluctuations in the Equilibrium State of a Thin Superconducting Loop
本文研究了由约瑟夫森结封闭的超导细环中超导电流的振荡磁通依赖性。环中序参量的量子涨落影响超电流振荡的形状并使其振幅重整化。在短回路中，正弦磁通依赖性的幅度被抑制。在一个大回路中，超电流在经典极限下对磁通量呈锯齿状依赖。量子涨落不仅抑制了振荡的幅度，而且还涂抹了锯齿依赖性的尖端。随着波动强度的增加，振荡接近正弦形式。在回路的任何有限长度处，重整化电流振幅是有限的。这个幅度显示了幂律依赖于结电导，与指数依赖于回路的低频阻抗。
1996-11-12 cond-mat.mes-hall
Josephson Effect in a Coulomb-blockaded SINIS Junction
重新考虑了库仑阻塞纳米超导体-正常超导体隧道接触结构中的约瑟夫森电流问题。两个不同的贡献的相位偏置的超电流被确定，这是占主导地位的弱和强库仑相互作用的限制。得到了任意库仑强度下自由能的完整表达式，由该自由能导出的电流随相位偏置从0到π的变化介于弱库仑相互作用和强库仑相互作用的已知结果之间。在库仑强度的宽范围内的电流相位关系是基本上非正弦曲线和定性的半弹道SNS结的情况下不同。库仑相互作用导致出现的局部最小值的电流在一些中间值的相位差施加到结。
2005-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin-polarized Josephson effect in ballistic S/F/S junctions with precessing magnetization
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
研究非平衡S/F/S结中球形长程自旋极化约瑟夫森效应，揭示自旋极化磁化在大预倾角下非正弦电流相位关系及全极化半金属极限下的导电性变化。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous transport effects on switching currents of graphene-based Josephson junctions
我们探讨了噪声的影响弹道石墨烯为基础的小约瑟夫森结的框架下的电容和电容分流模型。我们使用特定的非正弦电流相位关系的石墨烯层部分覆盖的超导电极。当外加偏置电流斜升时，从亚稳态逃逸的噪声给出了开关电流分布，即从超导态到有限电压的通道的概率分布，作为偏置电流的函数，这是在实验中更迅速地获得的信息。我们考虑的噪声源是两种不同类型的过程的混合物：高斯贡献，以模拟一个不相关的普通热浴，和非高斯，$α$稳定（或Lévy）的长期，一般与非平衡输运现象。我们发现，开关电流分布的分析，使它能够有效地检测高斯背景中的非高斯噪声分量。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall physics.data-an
Joint measurement of current-phase relations and transport properties of hybrid junctions using a three junctions SQUID
我们提出了一个测量超导结在正常态和超导态下的电流-相位关系和微分电导$dI/dV$的方案。这是使用直流超导量子干涉器件（dc SQUID）与两个约瑟夫森结在平行的设备进行调查和三个接触。作为演示，我们测量了小约瑟夫森结和碳纳米管结的电流-相位关系和$dI/dV$。在后一种情况下，在一个政权的纳米管是良好的传导，我们表明，我们发现的非正弦电流的相位关系是一致的理论的一个薄弱环节，使用传输提取的微分电导在正常状态。这种方法具有很大的希望，为今后的调查更奇异的结的电流-相位关系。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
Sine-Gordon breathers generation in driven long Josephson junctions
我们考虑一个长的约瑟夫森结由一个合适的外部交流信号激发，以产生控制和检测呼吸。Geniet和Leon研究了正弦驱动的非线性sine-Gordon链中的非线性超传输现象，探讨了传输到链中的能量的分叉，并计算了外部驱动信号幅值的阈值$A (ω)$，在该阈值处，能量以呼吸模式流入系统。我数值研究连续正弦戈登模型，描述了在一个长约瑟夫森结的相位差的动态，为了深入研究“连续极限”修改这个阈值。由于非线性超传递，在能量流入系统的任何地方，在$(A, ω)$参数空间中都会出现一个特殊的呼吸子局部化区域。这些区域的出现取决于阻尼参数值、偏置电流和驱动外部信号的波形。通过在模型中引入热噪声源来模拟环境波动来检查所产生的呼吸器的鲁棒性。提出的结果允许一个考虑低温实验的约瑟夫森呼吸的创建和检测。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transparency-engineered SQUID cells for Kerr-free three-wave-mixing Josephson metamaterials
Università degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Consiglio Nazionale delle Ricerche, CNR-SPIN（意大利国家研究委员会 SPIN 研究所）；QuantWare（QuantWare 公司）；University of Sannio（桑尼奥大学）
本研究提出一种用于无克尔三次混频约瑟夫森超材料的透明度工程rf-SQUID单元，推导了无克尔条件，确定了工作脊线，为克尔抑制约瑟夫森行波参量放大器提供了设计原理。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Andreev-Ising-Josephson Diode
本研究提出伊辛超导体约瑟夫森结中的安德烈耶夫-伊辛-约瑟夫森二极管，通过面内场错位和自旋极化通道实现可调谐非互易电流，效率约40%且对无序不敏感。
2024-11-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Josephson current in a superconductor-ferromagnet junction with two non-collinear magnetic domains
研究了具有非共线磁化的铁磁畴的超导-铁磁-超导（SFS）结中的约瑟夫森效应。作为我们研究的一个模型，我们考虑了一个扩散结与两个铁磁畴沿结。超导体被假定为接近临界温度$T_c$，和线性Usadel方程预测一个正弦电流相位关系。我们发现解析临界电流作为一个功能的域长度和它们的磁化方向之间的角度。作为这些参数的函数，结可以经历0和$π$相之间的转变。我们发现，域的存在下减少的范围内观察到的$π$相的结的长度。对于具有相同长度的两个畴的结，一旦取向差角超过$π/2$，$π$相就完全消失。我们进一步评论可能的影响，我们的实验观察到的0-$π$过渡SFS结的结果。
2007-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase dynamics in graphene-based Josephson junctions in the presence of thermal and correlated fluctuations
在这项工作中，我们研究了弹道石墨烯短约瑟夫森结的相动力学的数值方法。通过石墨烯结的超电流显示出非正弦相位依赖性，不同于由众所周知的直流约瑟夫森关系所支配的传统结。超导体-石墨烯-超导体系统表现出类似于正常电流偏置的JJ中存在的量子亚稳态。我们探讨了当系统受到振荡偏置电流的刺激时，热涨落和相关涨落对从这些亚稳态逃逸时间的影响。作为第一步，在外部高斯白噪声源的存在下进行分析，该噪声源模仿偏置电流的随机波动。改变噪声强度，可以分析在不同温度范围内从亚稳亚稳态逃逸时间的行为。观察到噪声诱导的现象，如共振激活和噪声诱导的稳定性。研究扩展到高斯色噪声源的情况下，分析如何从亚稳态的逃逸时间是由相关的随机波动的噪声相关时间的不同值的影响。
2014-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Role of the quasi-particles in an electric circuit with Josephson junctions
虽然约瑟夫森结可以被视为超导量子技术的高度非线性阻抗，但它们也具有可能强烈影响其行为的内部动力学。在这里，我们构建了一个计算框架，其中包括一个微观描述的结（全面成熟的治疗超导冷凝物和准粒子）在周围的电路的存在。我们的方法将标准电阻电容约瑟夫森模型（RCJ）推广到任意结（包括例如，多终端几何形状和/或嵌入拓扑或磁性元件的结）和在经典水平上处理的任意电路。通过对超导凝聚体和准粒子进行同等处理，我们捕捉到了多重Andreev反射等非平衡现象。我们表明，准粒子动力学和电环境之间的相互作用导致新现象的出现。在单沟道约瑟夫森结上的RC电路中，我们发现非平衡电流-相位关系相对于平衡电流-相位关系（几乎是正弦的）发生了强烈的畸变，揭示了高次谐波交流约瑟夫森效应的存在。在一个RLC电路连接到一个结，我们发现，谐振的形状强烈修改的准粒子动力学：接近谐振，电流可以小于没有谐振器。我们的方法提供了一种途径，超导电路的定量建模。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum simulation of the tricritical Ising model in tunable Josephson junction ladders
本文提出用可调混合约瑟夫森结双腿梯实现三临界伊辛相变，并通过三频率 sine-Gordon 理论与矩阵乘积态模拟验证三临界点及实验探测方案。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From nonreciprocal to charge-4e supercurrents in Ge-based Josephson devices with tunable harmonic content
本文实验研究SiGe/Ge/SiGe异质结构Josephson SQUID，通过栅压和磁通调控多谐波CPR，实现非互易二极管效应与π周期charge-4e区域。
2023-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum interference in a superconductor-${\mathrm{MnBi}}_{2}{\mathrm{Te}}_{4}$-superconductor Josephson junction
本文研究了由两个相同的${\mathrm{MnBi}}_{2}{\mathrm{Te}}_{4}$波超导体组成的约瑟夫森结的输运性质。用递归格林函数方法计算了垂直磁场作用下的超导电流，发现当MBT处于不同的磁状态时，其量子干涉呈现出不同的模式。在反铁磁状态下，MBT是一个轴子绝缘体，支撑着一个扩展的“铰链”超电流，这导致了一个正弦干涉图案随场强衰减。在铁磁状态下，MBT是一个陈氏绝缘体和不平衡的手征超电流的相对边缘引起高度不对称的干涉图案。如果当费米能级被调谐到导带中时，MBT变成金属，则由于均匀分布的体超电流，干涉呈现出夫琅和费图案。我们的工作揭示了一个强有力的指标，以确定不同阶段的MBT，可以直接通过实验进行验证。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fully in-situ InAs nanowire Josephson junctions by selective-area growth and shadow evaporation
采用一种特殊的超导电极阴影蒸镀工艺，原位制备了基于InAs半导体纳米线和Nb超导电极的约瑟夫森结。与其他金属超导体如Al相比，Nb具有更大的超导能隙的优点，这允许在更高的温度和磁场下操作。我们的结是通过在两个相邻的倾斜Si（111）面上选择性生长的InAs纳米线对上阴影蒸发Nb来制造的，并且彼此以很小的距离交叉。相对于沉积源的上部线充当确定下部纳米线上的超导电极的间隙的荫罩。电子显微镜测量表明，完全原位制备方法给出了一个干净的InAs/Nb界面。在电流-电压特性曲线中观察到明显的约瑟夫森超电流，并可通过底栅进行控制。0.68的过量电流表示高的结透明度。在微波辐射下，观察到明显的整数夏皮罗台阶，表明正弦电流-相位关系。由于Nb的临界场很大，在超过1 T的磁场下仍能维持约瑟夫森超导电流。我们的研究结果表明，原位制备的Nb/InAs纳米线接触是非常有趣的候选人超导量子线路需要大磁场。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Demonstration of dual Shapiro steps in small Josephson junctions
该研究通过将小型Al/AlOₓ/Al约瑟夫森结的布洛赫振荡与不同频率的正弦及脉冲驱动同步，观测到双夏皮罗台阶，验证了量子对偶关系，为量子计量应用奠定基础。
2024-10-09 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
Josephson Transport across T-shaped and Series-Configured Double Quantum Dots System at Infinite-U Limit
本文用Slave Boson平均场近似研究无限U极限下T形与串联双量子点Josephson结，揭示点间隧穿和能级对ABS及电流的不同调控规律。
2023-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Engineering a Josephson junction chain for the simulation of the clock model
该研究设计了可映射为$\boldsymbol{\text{Z}}_3$时钟模型的约瑟夫森结阵列结构，通过矩阵乘积态模拟与玻色化分析验证了用少量实验可控参数探索低能场论丰富相图的可行性，拓展了约瑟夫森结阵列在模拟量子模拟领域的应用范围。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
All fractional Shapiro steps in the RSJ model with two Josephson harmonics
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics RAS（朗道理论物理研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Laboratory for Condensed Matter Physics, HSE University（高等经济大学凝聚态物理实验室）
本文研究了RSJ模型中通过包含两个约瑟夫森谐波产生所有可能分数肖普步骤的现象，并揭示了正负分数步骤的不对称性。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con math-ph
