Imaging Josephson Vortices on Curved Junctions
本研究利用谱学扫描隧道显微镜观察超导尖晶石氧化物LiTi2O4中沿晶畴边界的Josephson涡旋，发现Josephson结的局部曲率决定涡旋位置，并通过Bogoliubov-de Gennes方程和能隙方程的自洽解提供理论支持，为基于涡旋的超导器件开发提供指导。
2024-11-15 cond-mat.supr-con
Dynamic interactions between pancake vortex stacks and Josephson vortices in Bi2Sr2CaCu2O8 single crystals: relaxation and ratchets
我们提出了一个详细的研究约瑟夫森涡旋和叠层的煎饼涡旋在Bi2Sr2CaCu2O8单晶之间的动态相互作用，通过测量所施加的面内磁场脉冲的c轴磁化强度的影响。主要的相互作用是使系统向平衡松弛。然而，使用高灵敏度的AC技术，我们也能够测量的力量，驱动系统远离平衡，与约瑟夫森和煎饼系统之间的拖曳相互作用的存在一致。这种力最近作为可能的磁通棘轮装置的基础进行了讨论。
2005-08-16 cond-mat.supr-con
Coherent emission from disordered arrays of driven Josephson vortices
我们提出了一种堆叠本征约瑟夫森结中驱动涡旋相干辐射的机制。在对比超辐射，这只发生在高度有序的涡旋晶格，我们预测共振辐射发射弱相关的涡旋阵列。我们的太赫兹波的强度，谐振频率，太赫兹辐射功率对耗散的依赖关系的分析结果与最近的模拟得到的结果吻合得很好。
2012-06-05 cond-mat.supr-con
Controllable plasma energy bands in a 1D crystal of fractional Josephson vortices
本文研究了具有交替$\pmκ$相位不连续的长约瑟夫森结中的一维分数涡旋链。由于每个涡旋都有自己的本征频率，涡旋间的耦合导致本征模分裂并形成等离子体波的振荡能带。能带结构可以在设计时通过选择涡旋之间的距离或通过改变涡旋的拓扑电荷或偏置电流来选择\emph{during experiment}来控制。这样就可以构造出能带可控的等离子体涡旋晶体。
2004-12-11 cond-mat.supr-con
Vortices and Quantum tunneling in Current-Biased 0-π-0 Josephson Junctions of d-wave Superconductors
从理论上研究了由高温超导体制成的电流偏置0-π-0约瑟夫森结。当π结的长度足够大时，该结在π结的两端包含涡旋-反涡旋对。利用正弦-戈登方程计算了涡旋所携带的磁通量。结果表明，随着涡流间距的减小，涡流的磁通量被抑制到零。通过施加外部电流，涡旋的方向被反转，并且产生电压脉冲。计算这种转变所需的电流和产生的脉冲能量。本文还研究了该跃迁中的宏观量子隧穿效应。隧穿率已被评估的有效哈密顿量与一个自由度。
1997-01-21 cond-mat.supr-con
Collective resonance modes of Josephson vortices in sandwiched stack of Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+x}$ intrinsic Josephson junctions
在长结极限下，观察到Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+x}$单晶的本征约瑟夫森结（IJJ）的电流-电压特性中，低偏置涡旋流分支在密集约瑟夫森涡旋态分裂成多个子分支.每个子分支对应于串联耦合的约瑟夫森结中的等离子体模式。分裂成低偏置线性子分支的斜率和子分支间模式切换字符的扩展是在良好的定量协议与预测的弱，但有限的结间电容耦合模型与电感耦合。这表明电容耦合在精确描述串联堆叠IJJ中的涡旋动力学中的作用的重要性。
2003-12-18 cond-mat.supr-con
Observation of Individual Josephson Vortices in YBCO Bicrystal Grain-boundary Junctions
在微波谐振器装置中，用4.4 GHz的低功率微波（rf）信号研究了YBCO双晶晶界结对0 - 10 Oe小直流磁场的响应。在某些直流磁场的微波损耗的峰值，观察到的结果从个人约瑟夫森涡流渗透到研究中的晶界结。该系统被建模为一个长的约瑟夫森结描述的sine-Gordon方程与适当的边界条件。实验数据和模型之间的定量协议已经获得。研究了直流磁场的磁滞效应，并将测量结果与计算结果进行了比较。
2000-03-06 cond-mat.supr-con
Fractional Josephson Vortices and Braiding of Majorana Zero Modes in Planar Superconductor-Semiconductor Heterostructures
本文研究了平面超导体-金属-超导体约瑟夫森结中形成的一维拓扑超导体，其中金属受到自旋轨道耦合和面内磁场的作用。这种一维拓扑超导体一直是最近的理论和实验关注的主题。我们研究了垂直磁场和超电流驱动的结上的位置和结构的马约拉纳零模式，与拓扑超导体的效果。特别是，我们表明，在一定的条件下，约瑟夫森涡细分为半涡，每个携带一半的超导通量量子和一个单一的马约拉纳零模式。此外，我们表明，该系统允许电流控制编织的马约拉纳零模式。
2018-10-02 cond-mat.supr-con
Josephson vortices and the Meissner effect in stacked junctions and layered superconductors: Exact analytical results
本文用一个相位差微分方程组的局部解，对具有任意数目N-1个相同结（N为超导层数）的周期性薄层超导体/绝缘体结构中的约瑟夫森涡旋和迈斯纳效应进行了精确的数学描述。我们建立了局部解存在的一般判据。我们证明了Meissner解的特征在于几个约瑟夫森长度[N/2长度为偶数N，和（N-1）/2长度为奇数N]。我们导出了迈斯纳态的过热场作为N的显函数的精确表达式。对于Josephson涡，我们发现两种基本上不同类型的拓扑解：“涡面”解和非相干涡解。热力学稳定的“涡面”解表示N-1个涡的链（每个绝缘层一个涡）。它们的特点是由相同的约瑟夫森长度的迈斯纳解决方案。我们得到了它们的自能和低临界场的精确解析表达式。非相干涡解包括k < N-1个涡和不同的涡-反涡构型的解。与“涡面”解相反，它们被证明是不稳定的，并且它们的空间依赖性的特征在于，一般来说，由N-1个长度尺度。作为一个例子，我们分析1-4-约瑟夫森结堆栈和调查的过渡到层状超导体的限制。
2000-11-22 cond-mat.supr-con
Dynamic transition of vortices into phase slips and generation of vortex-antivortex pairs in thin film Josephson junctions under dc and ac currents
我们目前的理论和数值研究的涡流驱动的强直流和交流电流在长约瑟夫森结所描述的非线性积分微分方程，考虑到非局部电动力学的薄膜，涡韧致辐射和切伦科夫辐射放大的吸引力的涡流的交界处的边缘。研究了薄膜中的约瑟夫森结中的涡旋动力学，其中约瑟夫森非局域性的影响占主导地位，但伦敦屏蔽可以忽略不计。我们得到了一个精确的解决方案，由一个任意的时间依赖的电流驱动的涡旋在过阻尼结的涡旋变成相位滑移，如果结的长度是短于一个临界长度取决于电流。我们的分析和数值计算结果表明，涡的动力学行为的欧姆阻尼参数至关重要。在过阻尼结中，涡流随着它们移动得更快而扩展，并且随着电流的增加而变成相位滑移。在欠阻尼结中，从边缘进入的涡旋产生切伦科夫辐射，产生扩展涡旋-反涡旋对的级联，这最终将整个结驱动到电阻性相位滑移状态。模拟结果显示了各种复杂的动态状态下的直流和交流电流的涡流，可以表现在滞后的电流-电压特性与跳跃和区域的负微分电阻从振荡到弹道传播的涡流，他们的相互作用与钉扎中心和驻非线性波在结。
2017-03-08 cond-mat.supr-con
Josephson anomalous vortices
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
研究通过改进的乌萨德尔方程展示了弱铁磁体约瑟夫森结中奇频率三重态配对涡流的调控与检测方法
2025-10-10 cond-mat.supr-con
Ground states of one and two fractional vortices in long Josephson 0-kappa-junctions
在0- $π$ -结中，半整数约瑟夫森涡旋，理论上讨论和实验观察，自发地出现在约瑟夫森相位是$π$ -不连续的点。约瑟夫森相的\emph{arbitrary}不连续性的产生最近已经被证明。本文研究了在任意$κ$不连续处形成的分数涡旋，讨论了它们的稳定性和可能的基态。这两个稳定状态不是镜像对称的。此外，还研究了在两个距离为$a$的$κ$ -间断处可能形成的基态，并计算了每个基态的能量和稳定区域.我们还表明，基态可能强烈依赖于之间的距离$a$的不连续性。存在交叉距离$a_c$，使得对于$a<a_c$和对于$a>a_c$，基态可以在性质上不同。
2004-08-11 cond-mat.supr-con
Penetration of Josephson vortices and measurement of the c-axis penetration depth in $Bi_{2}Sr_{2}CaCu_{2}O_{8+δ}$: Interplay of Josephson coupling, surface barrier and defects
本文通过对过掺杂$\rm{Bi_{2}Sr_{2}CaCu_{2}O_{8+δ}}$单晶（T_{c} ~ 84 K）锁定态微波吸收的测量，得到了约瑟夫森涡旋的第一穿透场H_{J}（T）。H_{J}（T）的大小太大，以至于不能用第一热力学临界场H_{c1}（T）来解释。我们讨论了一个豆利文斯顿障碍的可能性，也支持不可逆的行为后，通量出口，和缺陷的作用，它涉及H_{J}（T）的c轴穿透深度$λ_{c}(T)$。后者的温度依赖性，由腔微扰技术和缺陷限制的穿透场的理论估计确定，用于从H_{J}（T）推导出$λ_{c}(0)=(35 \pm 15) μm$的绝对值。
2000-06-23 cond-mat.supr-con
Excitation of plasma oscillations by moving Josephson vortices in layered superconductors
在一个精确可解模型的框架下，计算了在平行于导电层的磁场中，输运电流驱动约瑟夫森涡旋晶格匀速运动所产生的电场和磁场。磁场和电流的分布在涡流晶格的大速度下被强烈地修改，超导电子的等离子体振荡在低温下被通量流激发。这改变了磁通流电阻率，并导致I-V曲线中的干扰特征，从而出现负微分电导率区域，其中涡旋晶格的均匀运动不稳定。运动涡旋产生的电磁辐射谱包含与等离子体振荡激发和切伦科夫辐射有关的大峰。
1998-01-21 cond-mat.supr-con
Fraunhofer patterns for Josephson junctions in narrow thin-films with vortices trapped in one of the banks
研究表明，在窄的薄膜超导带中，平面边缘型约瑟夫森结中的一组涡旋能显著改变结临界电流$I_c(H)$的场依赖性.当涡流在带中间的某些位置处被捕获时，图案$I_c(H)$在$H=0$处为零，而不是传统的“0型”结的最大值。这些位置的数量等于在相同位置处捕获的涡流的数量。当连接涡分离超过约$2W$时，$I_c(H)$不再对涡的存在敏感。
2016-09-20 cond-mat.supr-con
High-field vortices in Josephson junctions with alternating critical current density
我们研究了临界电流密度沿结方向交替变化的长约瑟夫森结。新的平衡态，我们称之为场同步或FS状态，存在，如果所施加的领域是从周围的等距系列的共振场，$H_m$为中心的窄间隔。$H_m$的值远高于通量穿透场$H_s$。对于每个FS状态，交变临界电流密度$ϕ_i$的每个周期的通量是固定的。在第$m$ FS状态中，$ϕ_i$的值等于通量量子的整数量$ϕ_i =mϕ_0$。两种类型的单约瑟夫森涡携带通量$ϕ_0$或/和$ϕ_0/2$可以存在于FS状态。特定的逐步共振的电流-电压特性是由结的边缘之间的这些旋涡的周期性运动。
2007-09-08 cond-mat.supr-con
Josephson junction between anisotropic superconductors
导出了具有任意错位各向异性堤的约瑟夫森结的sin-Gordon方程。作为应用，考虑了类YBCO材料孪晶面上的Josephson涡旋问题。它示出，对于任意取向的这些旋涡相对于晶体轴的银行，交界处应经历的机械扭矩进行评估。这个扭矩和它的角度依赖性，原则上，可以在小的领域进行测量，因为磁通量渗透到孪生晶体开始与约瑟夫森涡旋在孪晶面的成核。
1999-06-22 cond-mat.supr-con
Collective Dynamics of Josephson Vortices in Intrinsic Josephson Junctions :Exploration of In-phase Locked Superradiant Vortex Flow States
为了阐明运动约瑟夫森涡旋在所有结上激发同相交流电磁场的“超辐射”条件，我们对层间平行磁场作用下的本征约瑟夫森结进行了大规模的真实尺寸模拟.在一定的高场（本模拟中为$H > 1T$）以上，观察到I-V曲线中三个明显的台阶状结构，在此位置我们发现了运动磁通线晶格中的结构转变。约瑟夫森涡流状态相应地分为四个区域（区域I $\sim $ IV与增加的电流），在每个区域中的电场振荡在样品边缘的功率谱测量和约瑟夫森涡流配置的典型快照显示。在四个区域中，特别是在区域III，出现了同相矩形涡格流状态，功率谱显示出明显的尖峰结构，即，超辐射态横向传播的约瑟夫森等离子体振荡的本征模分析的模拟结果的比较表明，约瑟夫森涡流态和一些本征模之间的共振是负责明确的磁通晶格结构的转变。理论分析还表明，I-V特性曲线中的超辐射态区宽度随超导层和绝缘层厚度的减小而增大。
1999-07-15 cond-mat.supr-con
Amplification of electromagnetic waves excited by a chain of propagating magnetic vortices in YBaCuO Josephson-junction arrays at 77K and above
当孤立子在离散晶格中传播时，它在尾流中激发出小振幅的线性波。在直流偏置的约瑟夫森结（JJ）阵列中，这些表现为由（磁场诱导的）传播磁涡旋链激发的电磁（EM）波。当涡流速度和其中一个激发的电磁波的相速度匹配时，发生锁相。这在电流-电压特性中产生谐振阶跃，其中发生EM辐射的放大。我们首次在由高温超导体制成的JJ阵列中观测到了77 K及以上温度下锁相诱导的电磁辐射放大。
2014-01-24 cond-mat.supr-con
Current - voltage characteristics in magnetic field for layered superconductor with intrinsic pinning of Josephson vortices
M.N. Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院乌拉尔分校 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所）；National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究大学莫斯科工程物理学院）
本研究测量了分层超导体Nd2-xCexCuO4在正交电磁场中的横向电压，发现约瑟夫森涡旋的临界退钉扎电流呈指数依赖，并观察到从涡旋蠕变到磁通流动的转变。
2026-09-14 cond-mat.supr-con
Effect of nearby Pearl vortices upon the $I_c$ vs $B$ characteristics of planar Josephson junctions in thin and narrow superconducting strips
在本文中，我展示了如何计算附近的珍珠涡或反涡后的临界电流$I_c(B)$的效果时，垂直磁感应$B$被施加到一个平面约瑟夫森结的宽度$W$远小于珍珠长度$Λ= 2λ^2/d$，其中$λ$是伦敦穿透深度和$d$是厚度（$d < λ$）的长，薄的超导带。理论结果提供了一个定性的解释不寻常的功能最近观察到的实验Golod {PDMATHAMT等}。\cite{Golod10}在具有类似几何形状的设备中。
2011-09-07 cond-mat.supr-con
Microwave-induced flow of vortices in long Josephson junctions
本文报道了零直流磁场下微波诱导长约瑟夫森结中涡旋流动的实验和数值研究。我们有趣的观察是，施加一个小频率$f \ll f_p $和足够大的幅度的交流偏置改变结的电流-电压特性（$I$ - $V$曲线）的方式类似于直流磁场的效果，众所周知的磁通流行为。该低压支路的特征电压$V$随着微波辐射的功率$P$而增加，作为具有指数$α\simeq 0.5 $的$V_{s}\propto P^α$。使用低温激光扫描显微镜的实验明确地表明了微波驱动的约瑟夫森涡旋的运动。数值模拟结果与实验数据一致，并显示出强烈的{ \it不规则}涡运动。我们解释了我们的研究结果，利用微波诱导的涡流之间的类比在长约瑟夫森结和非相干多光子吸收小约瑟夫森结中存在的大的热波动。在长约瑟夫森结的情况下，涡旋运动中的时空混沌模拟了热涨落。根据这个类比，通过改变长结的阻尼常数来控制其混沌强度，会导致$I$ - $V$曲线的形状发生明显变化。我们的结果为以前测量到的但尚未理解的高温超导体中本征约瑟夫森结的微波驱动特性提供了一种可能的解释。
2004-07-12 cond-mat.supr-con
Oscillatory eigenmodes and stability of one and two arbitrary fractional vortices in long Josephson 0-kappa-junctions
本文从理论上研究了长约瑟夫森结中一个和两个$κ$相位不连续处钉扎的一个和两个任意分数阶涡旋的本征模和稳定性。在单个$κ$ -不连续的特定情况下，在0和$κ$ -区域之间的边界处自发地产生并钉扎涡流。在这项工作中，我们表明，只有两个四种可能的旋涡是稳定的。一个单一的涡流具有振荡的本征模式，其频率在等离子体间隙内。我们计算这个本征频率作为一个函数的分数通量进行的旋涡。对于两个涡的情况，钉扎在两个$κ$ -不连续性位于一定距离$a$彼此，分裂的本征频率发生。我们计算这种分裂的数值作为$a$的函数为不同的可能的基态。我们还讨论了临界距离的存在下，两个反铁磁有序涡旋形成一个强耦合的“涡旋分子”，作为一个单一的对象，只有一个本征模。
2004-10-13 cond-mat.supr-con
Magnetic field of Josephson vortices outside superconductors
研究了大面积约瑟夫森结中接近真空结边界的约瑟夫森涡旋结构，其中约瑟夫森长度$λ_J$相对于伦敦穿透深度$λ_L$较大.利用一维孤子相对于二维扰动的稳定性论证，证明了在$λ_J$尺度下，Josephson涡旋在结向边界附近不扩散. %，这与Abrikosov涡旋离开超导体的行为有显著差异。计算了真空中由于约瑟夫森涡旋引起的场分布，这是扫描SQUID显微术所需要的信息。
2008-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Attractive interaction between superconducting vortices in tilted magnetic fields
高T $_c$超导体的许多实际应用涉及层状材料和相对于层在任意方向上施加的磁场。当各向异性非常大时，库珀对电流可以在层内或垂直于层循环。因此，倾斜的磁场导致约瑟夫森和阿布里科索夫涡旋的交织晶格，分别在层间和层内具有量子化循环。在这种交织的晶格中的输运已经被详细研究，但直接观察和操纵涡旋仍然具有挑战性。在这里，我们提出了在倾斜磁场中的极准二维超导体$Bi_{2}Sr_{2}CaCu_{2}O_{8}$的磁力显微镜实验。我们在约瑟夫森涡之间触发Abrikosov涡运动，发现不同层的约瑟夫森涡可以相互叠加。我们的测量结果表明，由于Abrikosov和Josephson涡旋之间的相互作用，在倾斜磁场中的交织晶格本质上可以很容易地操纵。
2019-01-20 cond-mat.supr-con
Periodic Oscillations of Josephson-Vortex Flow Resistance in Bi${}_2$Sr${}_2$CaCu${}_2$O${}_{8+y}$
为了研究本征约瑟夫森结中的约瑟夫森涡旋系统，我们测量了Bi ${}_2$ Sr ${}_2$ CaCu ${}_2$ O ${}_{8+y}$单晶中流动阻力随平行于$ab$面的磁场的变化。虽然它是已知的流动阻力增加顺利增加，增加领域，我们发现了新的振荡的涡流阻力在小电流制度。振荡的周期对应于为每个“{\it two}”约瑟夫森结添加“{\it one}”涡旋量子所需的场。沿$ab$平面的Josephson涡旋的晶格间距与结的尺寸之间的公度性与涡旋的流速有关。结果表明，在振荡状态下，约瑟夫森涡旋形成三角形格子。
2001-12-12 cond-mat.supr-con
Josephson critical currents in annular superconductors with Pearl vortices
本文研究了均匀磁场作用下，环形超导薄膜环中边缘型约瑟夫森结附近的Pearl涡旋对超导薄膜环的影响。具体来说，我们得到精确的解析公式，可以描述的循环电流密度和跨结的规范不变的相位增量$Δϕ$。定量地描述了$Δϕ$的主要性质及其对临界电流模式$I_c(B)$的影响，根据环的宽径比$W/R$和环内的涡旋位置${\bf r}_v$。结果表明，窄环（$W/R < 0.3$）可以很好地描述的直线几何极限。然而，这种近似无法预测的一些独特的功能，我们的配方，作为节点提升效应的$I_c(B)$模式在宽循环或实际影响的涡钉在不同的位置。
2018-11-12 cond-mat.supr-con
Thermal escape of fractional vortices in long Josephson junctions
我们考虑长0-κ约瑟夫森结中的分数约瑟夫森涡旋。均匀施加的偏置电流对涡旋施加洛伦兹力。如果偏置电流超过临界电流，则整数磁通从κ涡旋中撕裂，并且结切换到电压状态。在热波动的存在下，逃逸过程已经在偏置电流的亚临界值下以有限的概率发生。我们的实验研究热诱导逃逸的分数涡旋的临界电流的拓扑电荷κ的涡旋的函数的高分辨率测量和比较结果的数值模拟有限的结长度和无限结长度的理论预测。为了研究结的几何形状所造成的影响，我们比较了环形和线性结中的旋涡逃逸。
2009-03-22 cond-mat.supr-con
Topological transitions in electronic spectra: Crossover between Abrikosov and Josephson vortices
用Bogoliubov-de Gennes理论分析了II型超导体中平面缺陷俘获的涡旋线的电子结构。电子和空穴在缺陷面上的正反射导致了光谱的拓扑跃迁，形成了沿缺陷跳跃或滑动的新型准粒子态。这种拓扑转变似乎是从Abrikosov到Josephson涡旋类型的交叉的初始阶段的标志，揭示了量子化准粒子能级和态密度的特定行为。在所产生的硬和软的差距的增加影响沿缺陷平面和分裂的零偏置异常的隧道光谱特性的涡旋迁移率。
2020-08-17 cond-mat.supr-con
Flux flow of Abrikosov-Josephson vortices along grain boundaries in high-temperature superconductors
研究表明，在高温超导体中，小角度晶界（GB）呈现出具有约瑟夫森核的中间Abrikosov涡旋，其沿GB的长度$l$小于伦敦穿透深度，但大于相干长度.我们找到了在磁场$H$中沿GB运动的周期性涡旋结构的精确解，并计算了磁通流电阻率$R_F(H)$和非线性伏安特性。预测的$R_F(H)$依赖性很好地描述了我们对$7^{\circ}$未辐照和辐照$YBa_2Cu_3O_7$双晶的实验数据，从其中的核心尺寸$l(T)$，和纳米尺度上的几个GB位错的本征缺陷密度$J_b(T)$首次被测量。所观察到的温度依赖性的$J_b(T)=J_{b0}(1-T/T_c)^2$表明一个显着的序参量抑制GB位错核心之间的电流通道。
2002-01-15 cond-mat.supr-con
Static vortices in long Josephson junctions of exponentially varying width
对宽度呈指数变化的长约瑟夫森结中的静态涡旋进行了数值模拟。在参数的特定值下，相应的边值问题有多个解。每个解决方案（分布的磁通量在结）相关联的Sturm-Liouville问题，其中最小的本征值可以使用，在第一近似，评估相对较小的时空扰动的旋涡的稳定性。与线性一维模型的情况相比，结的宽度的变化导致磁通量的重整化。详细研究了模型参数对磁通量状态稳定性的影响，特别是形状参数的影响。结的临界曲线由对于给定磁场具有最高临界电流的不同磁通量分布的多条临界曲线构成。
2004-10-04 cond-mat.supr-con
The influence of magnetic vortices motion on the inverse ac Josephson effect in asymmetric arrays
本文研究了在外加磁场B作用下，磁涡旋运动对YBaCuO约瑟夫森结（JJ）的逆交流约瑟夫森效应（直流Shapiro台阶的出现）和相干运转的影响。约瑟夫森涡旋的运动的优先方向是由于不对称引起的棘轮效应，并具有显着的影响：对于一个特定的正直流偏置电流I时，磁通量流是强大的多个明显的Shapiro步骤观察一致的阵列的相干操作。这表明在相关应用中MW的有效发射/检测。相反，当我们反转I的方向时，通量流减少，Shapiro步骤由于高度不相干的操作而被强烈抑制，这表明MW的发射/检测效率低下。值得注意的是，通过稍微改变B，情况就颠倒过来了：对于正电流I，夏皮罗阶跃现在被抑制了，而对于反向电流-I，夏皮罗阶跃很明显。我们的研究结果表明，一个优先的涡旋流有一个非常显着的影响，由多个JJ或一个单一的长JJ不对称偏置的超导设备的相干MW操作。这在用于亚太赫兹集成接收器、通量驱动约瑟夫森（行波）参量放大器或通常在夏皮罗阶跃区域中的偏置电流下操作的片上超导MW发电机的通量流振荡器的情况下是特别相关的。
2022-11-04 cond-mat.supr-con
Fiske Steps and Abrikosov Vortices in Josephson Tunnel Junctions
本文从理论和实验两方面研究了具有不规则排列的Abrikosov涡旋的“小”约瑟夫森结的电流-电压特性中的Fiske共振。我们得到，在存在的Abrikosov涡的电磁波的共振相互作用，在一个结内激发，与交流约瑟夫森电流表现出Fiske步骤本身的电流-电压特性，即使在没有外部磁场。我们发现，电压位置的Fiske步骤是由结的大小，但Fiske步骤的大小取决于被困的Abrikosov涡的密度和它们的失调参数。我们测量了具有人工引入的Abrikosov涡旋的低耗散小型$Nb$约瑟夫森隧道结的第一费斯克台阶幅度和约瑟夫森临界电流的磁场依赖性。观察到约瑟夫森临界电流的强烈衰减和第一费斯克阶跃振幅对Abrikosov涡旋密度的弱非单调减小。实验观察到的依赖关系很好地描述了发达的理论。
2010-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Superconducting transition of a two-dimensional Josephson junction array in weak magnetic fields
实验研究了弱磁场作用下二维约瑟夫森结阵列的超导转变。电阻测量揭示了超导电阻相边界的理论和数值预期严重不符。$IV$特性的临界标度分析表明，与弱磁场中的超导到电阻转变与磁场诱导的涡旋直接从钉扎固相到液相的熔融转变相关联的预期相反。没有观察到预期的从钉扎固相到中间浮动固相的旋涡脱钉过渡。讨论了无序诱导的随机钉扎势对二维约瑟夫森结阵列中涡旋相变的影响。
2005-06-11 cond-mat.supr-con
Pancake vortices
我描述的磁场和电流密度分布所产生的二维（2D）饼状涡流在无限，半无限，和有限厚度的约瑟夫森解耦超导层堆栈。这种涡旋阵列已被用来模拟高度各向异性层状铜氧化物高温超导体的磁结构。我展示了如何煎饼涡之间的电磁力可以计算，我简要地讨论了层间约瑟夫森耦合的影响。
2004-11-02 cond-mat.supr-con
Slowing down Josephson vortex lattice in Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+d} with pancake vortices
本文从理论和实验上研究了层状高温超导体中饼状涡旋对约瑟夫森涡旋晶格运动的影响。层状超导体中的约瑟夫森涡旋的迁移率被少量的煎饼涡旋堆强烈抑制。运动的约瑟夫森涡晶格力振荡锯齿形变形的煎饼涡堆栈有助于阻尼。这种贡献的显着特点是它的非单调依赖于晶格速度和相应的电压。当约瑟夫森频率与叠层的弛豫频率相匹配时，实现了最大的煎饼效应。煎饼涡阻尼强烈抑制煎饼涡的热波动。这一理论图象通过两个由Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+d}晶须制备的台面的实验得到了定性的证实。我们发现约瑟夫森涡旋磁通流电压对小c轴磁场非常敏感。煎饼涡的电流贡献确实非单调地依赖于电压，并随着温度和面内磁场的增加而减小。我们还发现，用重离子辐照对约瑟夫森涡旋的运动没有明显的直接影响，但在低温下大大减少了煎饼涡旋对约瑟夫森涡旋晶格阻尼的贡献。
2006-09-13 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Instability of flux flow and production of vortex-antivortex pairs by current-driven Josephson vortices in layered superconductors
本文对层状超导体中强直流电流驱动的约瑟夫森涡旋的非线性动力学进行了数值模拟。求解了耦合超导层堆叠中层间相位差的动力学方程，计算了涡旋的拖曳系数$η(J)$作为垂直直流电流密度$J$的函数。结果表明，在高涡速$v$下，运动涡产生的切伦科夫辐射引起显著的辐射阻力增加$η(v)$，并使运动速度大于终端速度$v_c$的Josephson涡产生显著的不稳定性.稳态通量流在$v>v_c$处破裂，因为涡流开始产生扩展的涡流-反涡流对的级联，其演变成平面大涡结构或沿层和跨层传播的分支通量模式。由快速移动的涡旋触发的电子对产生在欠阻尼平面结的堆叠中最为显著，在欠阻尼平面结的堆叠中，它可以发生在$J>J_s$远低于层间约瑟夫森临界电流密度处。$v_c$和$J_s$作为准粒子阻尼参数的函数进行计算，并且直流磁场平行于层施加。研究了涡旋相互作用对约瑟夫森结中运动涡旋链和晶格切伦科夫不稳定性的影响。它示出，由电流密度$J>J_s$在一个有限长度的多层驱动的涡流激发自持大振幅驻波的磁通量，导致在时间振荡的总磁矩。我们评估了这种效应对样本辐射的功率$W$的贡献，并表明随着层数的增加，$W$强烈增加。
2019-06-11 cond-mat.supr-con
Spectroscopy of a fractional Josephson vortex molecule
在长约瑟夫森结中，由于约瑟夫森相位的多重不连续性，分数涡旋分子会自发地形成。在每个不连续点处，携带磁通量$|Φ|<Φ_0$的分数约瑟夫森涡旋被钉扎，$Φ_0\approx 2.07\times 10^{-15}$ Wb是磁通量量子。每个涡旋都有一个振荡的本征模，其频率取决于$Φ/Φ_0$，并位于等离子体间隙内。实验研究了双涡旋分子的本征频率与涡旋间距、涡旋的拓扑电荷$\wp=2πΦ/Φ_0$和施加在约瑟夫森结上的偏置电流$γ$的关系。我们发现，随着减少涡之间的距离，分裂的本征频率发生，这对应于两个涡的集体振荡模式的出现。我们使用的共振微波光谱技术，并找到很好的实验结果和理论预测之间的协议。
2011-10-19 cond-mat.supr-con
Magnetic screening in proximity effect Josephson-junction arrays
在邻近效应约瑟夫森结阵列（JJAs）上测量的薄层电感的磁场调制随着温度的降低逐渐消失，导致低温场无关响应。这种行为与晶格参数以下的二维穿透长度的减小是一致的。低温数据进行定量比较与理论预测的基础上的XY模型在没有热波动。结果表明，XY模型对JJA的描述是不完整的，系统被置于远超过弱屏蔽极限的位置，而弱屏蔽极限通常是为了调用描述经典约瑟夫森结阵列的阻挫XY模型而假设的。
2009-04-14 cond-mat.supr-con
Josephson Plasma Excitation and Vortex Oscillation Mode in Josephson Vortes State
研究了$_2$ $_2$ O $_2$单晶在平行于$ab$面的磁场中的约瑟夫森等离子体共振。我们发现了两种共振模式;一个出现在零场和绝对零度下的等离子体频率$ω_p$以上的高场中的较高频率处，另一个位于$ω_p$以下，并且仅在磁场中观察到，而没有相当大的场依赖性。在临界电流随机的单结模型中，数值模拟也发现了两条共振线。高频模式归因于约瑟夫森涡旋的周期性结构修改的约瑟夫森等离子体模式，而低频模式被解释为约瑟夫森涡旋的振荡。
2001-12-27 cond-mat.supr-con
Spectroscopy of the fractional vortex eigenfrequency in a long Josephson 0-kappa junction
分数约瑟夫森涡旋携带磁通量Phi，其是磁通量量子Phi_0 ~ 2.07 × 10 ^{-15} Wb的分数。它们的性质与通常的整数磁通子的性质有很大的不同。特别是，分数涡旋被钉扎，并具有振荡本征频率，预计将在约瑟夫森等离子体间隙内。利用微波光谱技术，我们研究了分数约瑟夫森涡旋的本征频率与磁通量$Φ$和偏置电流的关系。实验结果与理论预测吻合较好。
2006-10-02 cond-mat.supr-con
Fluctuating pancake vortices revealed by dissipation of Josephson vortex lattice
在倾斜磁场中的强各向异性层状超导体中，约瑟夫森涡旋晶格与饼状涡旋晶格共存。由于它们之间的相互作用，约瑟夫森涡晶格的耗散发生是非常敏感的煎饼涡的存在。如果c轴磁场小于相应的低临界场，则不会形成饼状堆叠，但单个饼状可能存在于波动制度中，或者在大尺寸样品的表面附近，或者在小尺寸台面的中心区域。我们计算的贡献，这种波动的煎饼涡的约瑟夫森涡晶格的c-轴电导率，并比较的理论结果与小台面制作出的Bi $_{2}$锶$_{2}$钙铜$_{2}$ O $_{8+δ}$晶体的测量。波动煎饼的指纹是实验观察到的c轴电导率的特征指数依赖性。我们的研究结果提供了强有力的证据的波动煎饼的存在及其对约瑟夫森涡晶格耗散的影响。
2011-04-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Lamellar mesophase nucleated by Josephson vortices at the melting of the vortex lattice in $Bi_2Sr_2CaCu_2O_{8+delta}$
利用微分磁光成像技术研究了面内场$H_{ab}$作用下\BSCCO晶体中Josephson涡旋对涡旋晶格熔化过程的局域效应。熔化过程被发现开始沿约瑟夫森涡栈，形成一个介晶相的周期性液体和固体薄片，其方向和间距由$H_{ab}$控制。沿约瑟夫森涡堆的局部熔化场$H_m$的减少比平均体$H_m$减少$H_{ab}$大一个数量级以上。
2011-10-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Generation of tunable Terahertz radiation using Josephson vortices
我们提出了如何控制空间调制（无论是沿c轴或ab平面）的Bi-2212和相关的超导化合物样品中的快速移动约瑟夫森涡旋产生的太赫兹辐射。我们发现，在一个子集的较弱的结移动的JVs可以产生外的AB平面和外锥切伦科夫辐射。超导性质的ab平面调制（例如，通过离子辐照光刻实现）可以导致某些频率窗口内的跃迁辐射，即，允许设计可调谐的THz发射器和THz光子晶体。
2005-08-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Critical relations in symmetric $0-π$ Josephson junctions
对几何对称$0-π$约瑟夫森结的“临界电流-外磁场”依赖关系进行了数值模拟。临界电流的计算归结为非线性特征值问题。接触的临界曲线作为不同分布的磁通量的分叉曲线的包络而获得。明确地观察到的结构中的接触和这些旋涡的基本物理特性的依赖关系的结的长度进行了探索。数值计算结果与已知实验数据的比较表明，定性和定量的一致性较好。
2007-02-18 cond-mat.supr-con
Quasiparticle trapping at vortices producing Josephson supercurrent enhancement
强自旋轨道材料在磁场作用下的约瑟夫森结是一种很有希望的马约拉纳费米子候选体。在InAs纳米线约瑟夫森结中观察到磁场对超导电流的增强，并将其归因于拓扑转变。在这项工作中，我们观察到一个类似的现象，但讨论的非拓扑起源，通过考虑捕获的准粒子的旋涡，穿透超导体在有限的磁场。当上下扫过磁场时，观察到的开关电流的滞后支持这种分配。我们的实验表明了准粒子在具有磁场的超导器件中的重要性，这可以为利用超导体设计量子比特提供重要的见解。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fragmentation of Fast Josephson Vortices and Breakdown of Ordered States by Moving Topological Defects
拓扑缺陷如涡旋、位错或畴壁在超导性、超流性、磁性、液晶和固体塑性中定义了许多重要的效应。在这里，我们解决了故障的拓扑保护的稳定性，这种缺陷驱动的强大的外力。我们专注于约瑟夫森涡旋，出现在平面弱链接的抑制超导性，吸引了很多关注的电子应用，新的太赫兹辐射源，和低耗散计算。我们的数值模拟表明，一个快速移动的涡流驱动的恒定电流变得不稳定的切伦科夫辐射引起的涡旋-反涡旋对的产生。结果，涡旋和反涡旋在空间上分离，并在不断扩大的耗散域的相对两侧不断积累。这种效应在低温下的薄膜边缘约瑟夫森结中最为显著，其中单个涡旋可以在远低于约瑟夫森临界电流的电流下将整个结切换到电阻状态。我们的工作提供了一个新的见解不稳定的移动拓扑缺陷，破坏全球长程序的方式是非常相似的裂纹在固体中的传播。
2015-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Role of in-plane dissipation in dynamics of Josephson lattice in high-temperature superconductors
我们计算了层状超导体中约瑟夫森涡旋晶格的磁通流电阻率，同时考虑了面间和面内耗散通道。我们考虑小场（孤立涡）和高场（重叠涡）的极限情况。在占主导地位的面内耗散的情况下，典型的高温超导体，磁通流电阻率的场依赖性的特点是由{ \it三}个不同的区域。通常，在低磁场下，磁通流电阻率随磁场线性增长。当约瑟夫森涡旋开始重叠时，磁通流电阻率跨越到{ \it quadratic}场依赖的区域。最后，在非常高的磁场下，磁通流电阻率在c轴准粒子电阻率处饱和。中间二次政权表示主导作用的面内耗散机制。场的形状与磁通流电阻率的关系可以用来提取准粒子的两个分量
2000-05-22 cond-mat.supr-con
Josephson vortex dynamic in superconducting $YBa_2Cu_3O_x$ ceramics
本文用交流磁化率测量法研究了$YBa_2Cu_3O_x$超导陶瓷在非完全磁通量穿透区的约瑟夫森涡旋动力学。从0.01 Hz开始，随着磁场频率的增加，交流磁响应呈现出复杂的频率依赖性：在正弦磁场的半个周期内，交流磁化率的实部$Δχ\prime$和虚部$χ\prime\prime$出现两个不对称的峰。通过对实验结果的分析，提出了约瑟夫森涡旋在运动过程中体积（直径）可能增大的观点。根据约瑟夫森涡-涡相互作用对实验结果进行了讨论.
2004-06-22 cond-mat.supr-con
Field theoretical model of multi-layered Josephson junction and dynamics of Josephson vortices
多层约瑟夫森结建模的背景下的场论，和约瑟夫森涡旋内绝缘体的动力学进行了研究。本文从复标量场和实标量场耦合U（1）规范场的理论出发，在复标量场之间引入弱的约瑟夫森耦合，其中U（1）规范场允许平行的$N-1$畴壁解。$N-1$畴壁表现为隔离$N$超导体的绝缘体，其中一个复数标量场具有间隙。我们构造有效的拉格朗日域壁，这减少到一个耦合的正弦戈登模型以及分离的墙壁，然后我们构建正弦戈登孤子出现在一个有效的理论，我们确定约瑟夫森涡旋携带单量子化磁通量。当两个相邻的超导体趋向于具有相同的相位时，基态不随畴壁的位置而改变。另一方面，当两个相邻的超导体倾向于具有$π$ -相位差时，基态具有取决于畴壁位置的相变;当两个畴壁彼此靠近时，由于除了薄超导体之外的两个超导体之间的耦合而发生阻挫。对于由两个绝缘体隔开的三个超导体的情况，我们发现对于前一种情况，不同绝缘体上的两个约瑟夫森涡旋之间的相互作用改变了它的性质，即，吸引或排斥，这取决于畴壁的位置。在后一种情况下，当两个简并基态因电荷对称性自发破缺而出现时，会出现分数约瑟夫森涡旋，并且约瑟夫森涡旋的数目随畴壁的位置而变化.我们的预测应该在多层约瑟夫森结中得到验证。
2016-09-25 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Topological Josephson vortices at finite voltage bias
本文研究有限电压偏置下拓扑约瑟夫森结中涡旋晶格的CdGM态，发现电压驱动涡旋稳态运动并压缩CdGM谱，超过临界击穿电压后态坍缩到零能量且急剧局域化，同时有限偏置改变跃迁选择定则，稳态下时间平均电流消失，揭示了涡旋动力学与量子相干性的新颖相互作用。
2025-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Second magnetization peak, anomalous field penetration, and Josephson vortices in KCa$_2$Fe$_4$As$_4$F$_2$ bilayer pnictide superconductor
我们在各向异性双层磷属元素化物超导体KCa $_2$ Fe $_4$ As $_4$ F $_2$的单晶中进行了磁化测量，其中$T_c$ $\simeq$ 34 K，用于$H$ $\parallel$ $c$ -轴和$H$ $\parallel$ $ab$ -平面。在低于16 K时测量的$H$ $\parallel$ $ab$ -平面的等温$M(H)$曲线中观察到第二磁化峰（SMP）。临界电流密度$J_{c}$（$T$）的温度变化在16 K处出现峰值，强烈表明在较低温度下出现约瑟夫森涡旋，这导致样品中的SMP。此外，它是注意到，约瑟夫森涡的外观低于16 K呈现容易磁通量穿透。详细的涡动力学研究表明，SMP可以解释弹性钉扎塑性钉扎交叉。此外，与通常的理解相反，第一峰值场$H_1$的温度变化在低于和高于16 K时表现为非单调性。在17 K和23 K之间，在一个非常大的第一峰值场周围的场区域内，观察到了由塑性钉扎引起的高度无序的涡旋相。钉扎力标度表明，点缺陷是$H$ $\parallel$ $ab$ -平面钉扎的主要来源，而对于H $\parallel$ $c$ -轴，除了表面缺陷之外，点缺陷也在起作用。由于载流子平均自由程的变化，这种无序有助于钉扎，$δ$ $l$ -钉扎。此外，在我们的研究中观察到的大$J_c$与文献一致，文献提倡这种材料用于高磁场应用。
2022-11-29 cond-mat.supr-con
Josephson junction of non-Abelian superconductors and non-Abelian Josephson vortices
约瑟夫森结是由两个超导体包裹一个绝缘体构成的，约瑟夫森涡旋是被吸收到约瑟夫森结中的磁涡旋（通量管），其动力学可以用sine-Gordon方程描述。在场论框架下，提出了一种柔性约瑟夫森结，其中约瑟夫森结由分隔两个凝聚的畴壁表示，约瑟夫森涡旋是畴壁有效理论中的sine-Gordon孤子.本文提出了一种用非阿贝尔畴壁描述的非阿贝尔色超导体的约瑟夫森结，并证明了在畴壁有效理论中，被吸收的非阿贝尔涡旋（色磁通量管）是一个用非阿贝尔sine-Gordon孤子表示的非阿贝尔约瑟夫森涡旋，即$U(N)$主手征模型.
2015-08-06 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Dynamics of semifluxons in Nb long Josephson 0-pi junctions
我们提出，实施和实验测试使用传统的Nb-AlOx-Nb技术制造的长约瑟夫森0-π结。我们表明，使用一对电流注入器，可以创建一个任意的约瑟夫森相位的不连续性，特别是π-不连续性，就像在d-波/s-波或d-波/d-波结，并研究分数约瑟夫森涡自发出现。此外，使用这样的结，我们可以研究分数涡的\emph{dynamics}-由于其固有的高阻尼，自然0 π结还不能使用的域。我们观察到半整数零场台阶出现的电流-电压特性，由于跳跃的半流子。
2003-11-26 cond-mat.supr-con
