Spontaneous Fluxon Production in Annular Josephson Tunnel Junctions in the Presence of a Magnetic Field
我们报道了环形约瑟夫森隧道结在热猝灭过程中，在有破磁磁场存在的情况下，磁通子的自发产生。在N-S相变过程中，$\bar{f_1}$捕获单个缺陷的概率对场强$B$的依赖性极大地依赖于样品的周长。我们表明，数据可以理解的框架内的Kibble-Zurek图片的自发缺陷形成的因果界限控制。
2007-11-15 cond-mat.supr-con
Observation of a New Fluxon Resonant Mechanism in Annular Josephson Tunnel Structures
在一个受迫sine-Gordon系统的动力学中观察到一种新的动力学状态。这种谐振状态，已被实验观察到作为一个奇异的直流电流电压特性的环形约瑟夫森隧道结，在磁场的存在下激发。在这方面，它可以被同化的自共振称为费斯克步骤。然而，从这些，随后，我们证明，在数值模拟的基础上，其详细的动力学涉及旋转磁通对，一种机制，到目前为止，被称为零场步骤的自共振。
2004-06-04 cond-mat.supr-con
Fluxon-semifluxon interaction in an annular long Josephson 0-pi-junction
本文从理论上研究了环形约瑟夫森结中整数和半整数约瑟夫森涡旋（磁通子和半磁通子）之间的相互作用。半流激子通常出现在0- $π$ -边界处，此处存在约瑟夫森相位的$π$ -不连续性。我们研究最简单的，但最有趣的情况下，一个$π$ -不连续的循环，这只能人为地创建。我们表明，测量注入一个整数磁通子后的电流-电压特性，可以确定一个半磁通子的极性。根据磁通子和半磁通子的相对极性，静态位形可能是稳定的或不稳定的，但在动态下，两种位形都是稳定的。计算了$N$磁通子被任意分数涡旋钉扎时的脱钉电流。
2004-04-05 cond-mat.supr-con
Scaling Laws for Fluxon Formation in Annular Josephson Tunnel Junctions
Zurek和Kibble认为，在连续相变中产生缺陷的可能性以一种特征方式取决于淬火速率。本文讨论了测量环形对称约瑟夫森隧道结中磁通子产生的Zurek-Kibble标度指数$σ$的实验。预测的指数是$% σ=0.25$，我们找到了$σ=0.27\pm 0.05$。此外，有协议与ZK预测的整体归一化。
2003-01-16 cond-mat.supr-con
Confocal Annular Josephson Tunnel Junctions
约瑟夫森隧道结的物理性质极大地依赖于它们的几何结构，在这里，我们表明，微小的几何细节也起着决定性的作用。更具体地说，我们发展的理论，短和长的共焦环形约瑟夫森隧道结中存在的任意取向的面内磁场。圆环约瑟夫森隧道结的行为，然后被看作是简单的上述结果的一个特殊情况。对于具有归一化周长小于1的结，即使在具有捕获的约瑟夫森涡旋的情况下，也导出和计算阈值曲线。对于较长的结进行数值分析后，推导出适当的运动方程的约瑟夫森相位。我们发现，该系统是由一个修改和扰动的sine-Gordon方程与空间相关的有效约瑟夫森穿透长度成反比的本地结宽度。环隙宽度的非均匀性对通量的静、动力学都有很大的影响。静态零场多通量的解决方案存在，即使在存在一个大的偏置电流。由于耗散损失，行进通量的切向速度不由驱动力和阻力之间的平衡决定。此外，磁通运动的特点是由一个强大的径向向内加速度，导致电磁辐射集中在椭圆赤道点。
2016-02-01 cond-mat.supr-con
Zurek-Kibble domain structures: The Dynamics of Spontaneous Vortex formation in Annular Josephson Tunnel Junctions
在有限时间内执行的相变显示了具有缺陷的畴结构，Zurek和Kibble认为该畴结构以特征方式依赖于淬火速率。在这封信中，我们提出了一个实验来测量Zurek-Kibble标度指数σ。使用对称和长约瑟夫森隧道结，其预测指数为sigma = 0.25，我们发现sigma = 0.27 +/- 0.05。此外，有协议与ZK预测的整体归一化。
2002-07-23 cond-mat.supr-con
Using Annular Josephson Tunnel Junctions to Monitor Causal Horizon
如果系统在经历相变时尽可能快地变化，那么初始畴结构就受到因果关系的约束。我们将通过测量环形约瑟夫森隧道结中磁通量的自发产生作为进入超导相的失超时间$τ_{Q}$的函数，来说明如何追踪这些因果视界。我们的分析的一个具体的测试是，概率P $_{1}$捕获一个单一的通量在N-S过渡清楚地遵循异速生长的依赖$τ_{Q}$为$P_1 = a τ_Q^{-σ}$，标度指数$σ= 0.25$，与数据一致。
2005-03-29 cond-mat.supr-con
Existence, uniqueness and multiplicity of rotating fluxon waves in annular Josephson junctions
证明了环形约瑟夫森结的方程对所有参数都有旋转磁通波。我们还得到了一些参数区域中旋转通量波的唯一性结果，以及其他参数区域中旋转通量波的多重性结果。
2007-09-22 cond-mat.supr-con nlin.PS
Resonance phenomena in the annular array of underdamped Josephson junctions
本文研究了欠阻尼约瑟夫森结环形系统中共振现象的出现和起源。如果系统中没有磁通子被捕获，则动力学由磁通子-反磁通子对的运动控制，而如果存在捕获的磁通子，则它们可以单独运动，但也可以与对同时运动。旋转激励（磁通子和反磁通子）与约瑟夫森频率之间的锁定导致电流-电压特性中出现零场阶跃，这可以进一步表现出由于旋转激励与其尾部的等离子体振荡之间的共振而引起的分支。零场阶跃及其分支的数目由系统中存在的激发的总数强烈地确定。高分辨率分析不仅进一步揭示了零场阶跃的一些有趣的性质，而且还表明电流-电压特性不仅由激励的数量决定，而且还由激励的类型决定，即，动力学是否仅由磁通子-反磁通子对或被捕获的磁通子的运动控制，或者它们在系统中同时运动。
2019-11-13 cond-mat.supr-con
Vortex qubit based on an annular Josephson junction containing a microshort
本文报道了基于环形约瑟夫森结中微短路的涡旋量子比特的理论和实验研究。微短路为涡旋产生势垒，在面内磁场的作用下产生双势阱;磁场强度调节势垒高度。建立了该系统的一维模型，计算了涡旋脱钉电流、尝试频率以及阱间耦合。通过在结平面中局部较宽的绝缘屏障的一部分实现有效的微短路。使用这种几何结构的结，我们演示了经典状态的准备和读出。在给定的势阱中，通过在结中发送一系列“振荡器”偏置电流脉冲来制备涡旋。读出是通过测量涡流脱钉电流完成的。
2009-10-28 cond-mat.supr-con
Engineering Double-Well Potentials with Variable-Width Annular Josephson Tunnel Junctions
长约瑟夫森隧道结是非线性传输线，其允许电流涡旋（通量子）和电磁波的传播，并且用于MEMS电子器件内的各种应用中。最近，约瑟夫森涡旋被提出作为一种新的超导量子比特。我们描述了一种简单的方法来创建一个双阱势的个人磁通被困在一个长椭圆环形约瑟夫森隧道结的特点是由一个固有的非均匀的宽度。势阱之间的距离和阱间势垒的高度由面内磁场的强度控制。通过在结上施加适当的电流斜坡，可以实现对涡旋态的操纵。通过测量小磁场中的涡旋脱钉电流来完成状态的读出。本文给出了这个强非线性系统的一维sine-Gordon模型，计算了与位置相关的磁通子静止质量、哈密顿密度和相空间中相应的轨迹。我们研究了环偏心率和其电气参数上的潜在属性的依赖性，并解决观察量子力学效应的要求，作为离散能级和隧道，在这个两态系统。
2016-06-08 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
Creation and annihilation of fluxons in ac-driven semi-annular Josephson junction
研究了交流驱动下半环形长约瑟夫森结中磁通子的动力学行为。研究了由于偏置电流分布不均匀而引起的非均匀性。发现振荡电位增加了脱钉电流。采用有限差分法进行数值分析，研究了系统对交流偏压的响应。对于第一、第二和第三阶零场台阶，我们也用数值方法证明了磁通子的产生和湮灭。
2008-06-01 cond-mat.supr-con nlin.PS
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
Testing the Kibble-Zurek Scenario with Annular Josephson Tunnel Junctions
与基布尔对早期宇宙相变开始的描述平行，祖雷克提供了凝聚态系统中相变开始的简单图像，并得到了与He 3实验一致的有力支持。在这封信中，我们将展示如何与环形约瑟夫森隧道结的实验可以，并提供进一步的支持，这种情况。
2000-07-28 cond-mat.supr-con hep-ph
Elliptic Annular Josephson Tunnel Junctions in an external magnetic field: The dynamics
我们分析了电流偏置长平面椭圆环形约瑟夫森隧道结中囚禁的磁通量量子（电流涡旋）的动力学。该系统是由扰动sine-Gordon方程，确定的空间和时间行为的相位差跨越隧道势垒分离的两个超导电极建模。在没有外部磁场的情况下，椭圆环中的磁通动力学与圆环中的磁通动力学没有区别，在圆环中，静止磁通速度仅由系统损耗确定。涡旋磁矩和空间均匀的面内磁场之间的相互作用产生了强烈依赖于环纵横比的可调谐周期性非正弦势。我们研究了当偏置电流超过退钉扎电流时，倾斜势阱中涡旋的逃逸。当偏心率为-1时，环隙的退钉扎电流最小，环隙对外场的灵敏度最低。所提出的广泛的数值结果与微扰方法的研究结果是一致的。我们还探讨了由两个半椭圆弧形成的蛋形环实现的非对称势的整流特性。
2015-10-08 cond-mat.supr-con
Josephson vortex coupled to a flux qubit
报道了利用弹道约瑟夫森涡旋实现超导量子比特读出的实验。我们测量了磁通子在环形约瑟夫森结中运动时产生的微波辐射。通过将磁通量子位作为电流偶极耦合到环形结，我们检测到磁通子的振荡频率与通过量子位的磁通量的周期性变化。我们发现磁通子在电流偶极子上的散射可以导致磁通子的加速，而不管偶极子的极性如何。我们使用微扰理论和数值模拟的扰动sine-Gordon方程来分析我们的结果。
2013-01-22 cond-mat.supr-con
Confocal Annular Josephson Tunnel Junctions with Large Eccentricity
共焦环形约瑟夫森隧道结（CAJTJ）是圆环约瑟夫森隧道结的自然推广，由于其平面隧道势垒的非均匀性，具有丰富的非线性现象。当势垒面内存在均匀磁场时，周期性变化的椭圆环宽度产生了一个非对称双阱，用于捕获长而窄的CAJTJ中的约瑟夫森涡旋。对于中等纵横比2：1的CAJTJ，数值和实验研究了钉扎在两个势极小值之一的涡旋的制备和读出，这对于可能实现涡旋量子比特是重要的。在这项工作中，我们专注于环的偏心度的涡势剖面的属性的影响，并研究在更偏心的样品与纵横比4：1的磁通钉扎机制。我们还讨论了温度相关损耗的影响以及电流和磁噪声的影响。
2018-05-17 cond-mat.supr-con quant-ph
Field Cooled Annular Josephson Tunnel Junctions
我们研究了平面环形约瑟夫森隧道结在外加磁场作用下的相变温度猝灭的物理过程。用Nb/Al-AlOx/Nb长环形结进行的实验表明，在形成结的高质量双连接超导电极中捕获的磁通量产生持续电流，其相关的磁场影响结的静态和动态特性。更具体地说，与直流偏置电流相结合的一个电极的孔中捕获的场引起约瑟夫森涡旋的密集列的粘性流，其通过在结的电流-电压特性中的移位线性斜坡、Fiske阶梯和Eck阶梯的顺序出现来表现自身。此外，在磁衍射图案的第一波瓣中观察到场移位。垂直于结面的外部磁场可以减轻甚至消除持续电流的影响。对于扩展的一维约瑟夫森结，与持续电流相关的径向场可以用经典的唯象sine-Gordon模型精确地模拟。进行了大量的数值模拟，以揭示基本的磁通流机制负责的外观的磁感应步骤，并阐明几何参数的作用。结果发现，场冷却的印记增强共焦环形结，这是很好地研究了圆环结的自然推广。
2020-05-14 cond-mat.supr-con nlin.PS
Ac-induced thermal vortex escape in magnetic-field-embedded long annular Josephson junctions
本文从理论上研究了在直流磁场和交流探测电流扰动下，长环形约瑟夫森结中俘获磁通子的热逃逸行为。这项研究的动机是最近发表的实验数据，显示多峰逃逸分布增加偏置电流在极低的温度制度时，系统是由交流电流扰动。我们证明，所观察到的行为的多峰逃逸分布可以再现和预测完全经典的，热驱动的sine-Gordon模型，这是广泛接受的准确描述的实验系统。我们解释所观察到的多峰分布直接引起的动态共振之间的应用交流扰动和自然振荡频率的一个被困通量。
2004-04-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Josephson Vortex Qubit based on a Confocal Annular Josephson Junction
我们报道了基于共焦环形约瑟夫森隧道结（CAJTJ）的约瑟夫森涡旋量子比特的理论和实验工作。这种几何构型的关键成分是周期性变化的宽度，其产生具有双态的空间涡旋势。这种内禀涡旋势可以通过外加磁场进行调节，并通过偏置电流进行倾斜。双态系统精确地模拟了一维sine-Gordon方程，通过该方程可以数值计算将涡旋设置在给定状态所需的磁场以及涡旋脱钉电流。在4.2K下对具有单独捕获通量的高质量Nb/Al-AlOx/Nb CAJT J进行的实验数据主张存在鲁棒且可精细调节的双阱势，其涡旋状态的可靠操纵已被经典地证明。通过外加磁场在给定的电势下制备涡旋，而通过测量小磁场中的涡旋脱钉电流来实现状态读出。我们的原理实验证明，令人信服地表明，所提出的基于CAJTJ的涡旋量子比特是鲁棒的和可行的。
2017-07-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Traveling Electromagnetic Waves in Annular Josephson Tunnel Junctions
众所周知，长约瑟夫森隧道结（JTJ）充当用于磁通量量子（以孤波的形式）的慢模传播的有源传输线，这是许多超导电路的基础。同时，它们支持与磁通量非线性相互作用的准TEM色散波的传播。在这项工作中，我们研究的电磁共振的性质，在不同的条件下的实际利益，在环形JTJ（AJTJ），其中的波长被限制为圆周的长度除以一个整数。我们的分析是基于扰动sine-Gordon方程的（1+1）维空间周期边界条件。我们讨论的离散模式中的圆形环形JTJ的平面内磁场的存在下，以及在最近推出的共焦环形JTJ（在磁场的情况下）的行波的EM波。在这两种情况下，变量分离方法导致定量不同的马修方程，其特征在于具有不同特征频率的偶数和奇数空间周期解。这意味着单模循环波是由两个波长相同但频率不同的驻波叠加而成的，因此具有周期性反转的传播方向。这种频率分离的控制参数是圆形AJTJ的平面内磁场振幅和共焦AJTJ的纵横比。在适当的限度内，恢复了先前已知的解决方案。
2019-04-27 cond-mat.supr-con nlin.SI
Flux Flow Effects in Annular Josephson Tunnel Junctions
研究了环形约瑟夫森隧道结（AJTJ）在磁场作用下产生有限电压阶跃的电流-电压特性。共焦AJTJ的实验数据，这是自然的推广，以及研究圆形AJTJ的通量流的影响从来没有报道过。位移线性斜率，Fiske步骤阶梯和Eck步骤顺序记录在$4.2\,K$与高品质的Nb/Al-AlOx/Nb共焦AJTJ时，增加的均匀磁场的强度施加在结的平面。他们的振幅被发现强烈依赖于不仅在强度上，而且在外部场的方向上。广泛的数值模拟的基础上的现象学正弦戈登模型开发共焦AJTJ进行了披露的基本磁通流机制负责的外观的磁感应步骤，并阐明了几个关键参数，即场的方向，系统损耗和环偏心率的作用。结果发现，在拓扑封闭系统中，如AJTJ，其中被捕获的磁通子的数量是保守的，新的磁通子只能以磁通子-反磁通子对的形式产生，约瑟夫森涡旋的稳定粘性流的存在仅依赖于磁通子和反磁通子在结内产生和湮灭的能力。这也意味着在圆形AJTJ中无法观察到通量流效应。
2019-05-17 cond-mat.supr-con nlin.PS
Fluctuation Dominated Josephson Tunneling with a Scanning Tunneling Microscope
我们证明约瑟夫森隧道在真空隧道结之间形成的超导扫描隧道显微镜尖和铅膜，结电阻在50-300 k $Ω$。我们表明，超导相动力学是由热涨落，约瑟夫森电流出现在小的有限电压为中心的峰值。在微波场（f=15.0 GHz）的存在下，峰值的幅度减小，并随着射频功率的增加而向更高的电压移动，这与理论一致。
2001-03-10 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
Phonon assisted tunneling in Josephson junctions
导出了存在电子-声子相互作用时的附加亚带隙电流的表达式。我们发现，声子辅助隧穿导致出现峰值的电流-电压特性对应的拉曼激活声子的约瑟夫森频率。所获得的结果与实验观测的关系进行了讨论。
1998-12-30 cond-mat.supr-con
Josephson current noise above Tc in superconducting tunnel junctions
在临界温度附近考虑了两个超导体之间的隧道结。高于Tc的超导波动引起交流约瑟夫森电流的噪声，尽管电流本身平均为零。作为涨落的结果，电流噪声谱在约瑟夫森频率处出现峰值，这可以被认为是正常态超导的前兆。温度依赖性和形状的约瑟夫森电流噪声谐振线计算各种结配置。
2008-09-11 cond-mat.supr-con
Theory of macroscopic quantum tunneling with Josephson-Leggett collective excitations in multi-band superconducting Josephson junctions
集体激发揭示了超导态的基本性质和潜在应用。本文从理论上研究了多带超导体组成的约瑟夫森结中的宏观量子隧穿（MQT），重点研究了由带间涨落引起的相位模：约瑟夫森-莱格特（JL）集体激发模。利用时间路径积分方法，我们推导出低温开关事件的MQT逃逸率公式。我们阐明了JL模对MQT有两个主要的影响：（i）零点涨落增强了逃逸率，（ii）由与规范不变相位差耦合引起的量子耗散抑制了量子隧穿。我们发现，增强超过了抑制的结参数范围很广。这种增强源于隧道变量和带间涨落之间的单模相互作用。
2014-05-23 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
Theory of vortex structure in Josephson junctions with multiple tunneling channels: Vortex enlargement as a probe of $\pm s$-wave superconductivity
本文从理论上研究了由多个超导能隙引起的多隧道约瑟夫森结中的约瑟夫森涡旋结构。从考虑多个隧穿通道的自由能导出“耦合sine-Gordon方程”，我们研究了两种典型的情况，一种是由多能隙超导体、绝缘体和单能隙超导体组成的异质结，另一种是由两个相同的多能隙超导体形成的晶界结。然后，我们揭示了在两种情况下，$\pm s$波超导的Josephson涡旋磁场分布比s波超导的Josephson涡旋磁场分布更大，而序参量之间没有符号变化。其机制归因于多个约瑟夫森电流的抵消。我们显示这样一个异常的约瑟夫森涡，并建议如何评估扩大。
2010-01-05 cond-mat.supr-con
Superelliptic Josephson Tunnel Junctions
约瑟夫森结最重要的实用特性是它的临界电流。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，我们解决特殊形状的平面约瑟夫森隧道结的磁衍射图案。我们专注于广泛的广义椭圆，称为超椭圆，它保留了二阶对称性合奏。我们分析了这种等距性的含义，并推导出了超椭圆约瑟夫森结阈值曲线的显式表达式。详细研究了它们的磁场模式，重点是大场强时旁瓣振幅的衰减率。
2016-11-07 cond-mat.supr-con
Static Properties of Small Josephson Tunnel Junctions in a Transverse Magnetic Field
数值模拟了外加磁场垂直于势垒面时，小平面约瑟夫森隧道结势垒内的磁场分布。模拟允许启发式的解析解的约瑟夫森静态相位分布，从所施加的场振幅的最大约瑟夫森电流的依赖关系推导出来。最常见的几何配置被认为是，在可能的情况下，理论研究结果与实验数据进行比较。
2008-04-07 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
Josephson Effect in Pb/I/NbSe2 Scanning Tunneling Microscope Junctions
我们开发了一种可重复制造超导扫描隧道显微镜（STM）针尖的方法。我们使用这些尖端形成超导体/绝缘体/超导体隧道结的STM尖端作为电极之一。我们表明，这样的结表现出波动为主的约瑟夫森效应，并描述如何约瑟夫森产品IcRn可以推断出在这个制度的结的隧穿特性。这是第一次证明为铅膜隧穿，然后应用于研究的NbSe 2单晶。我们发现，在NbSe 2，IcRn低于预期，这可能是由于超导性和共存的电荷密度波在这种材料之间的相互作用。
2003-02-04 cond-mat.supr-con
Josephson super-current in graphene-superconductor junction
在八分量旋量的隧穿哈密顿公式中，计算了平面超导体-正常石墨烯-超导体结中的约瑟夫森临界超电流。超导体区域和石墨烯之间的耦合被考虑的隧穿哈密顿量，其中包含两种类型的隧穿，谷内和谷间隧穿。在目前的隧穿方法中，我们发现两种隧穿对临界超电流的贡献是完全可分离的。因此，在临界超电流中考虑谷间隧穿效应是可能的。将这些类型的过程并入隧穿哈密顿量中，暴露了石墨烯约瑟夫森结的特殊特征。谷间隧穿效应以振荡的形式出现在临界电流的长度依赖图中。我们也给出了临界超电流的温度依赖性的结果，并与实验结果和其他理论计算进行了比较。
2011-07-28 cond-mat.supr-con
Properties of tunnel Josephson junctions with a ferromagnetic interlayer
利用准经典理论研究了脏极限下的超导体/绝缘体/铁磁体/超导体（SIFS）隧道约瑟夫森结.我们制定了一个定量模型描述的临界电流的振荡作为铁磁层的厚度的函数，并使用该模型来拟合最近的实验数据。我们还定量计算了这种类型的结的态密度（DOS），并比较DOS振荡与临界电流的振荡。
2008-01-14 cond-mat.supr-con
Probing interfacial pair breaking in tunnel junctions based on the first and the second harmonics of the Josephson current
它将表明，一个明显的界面对断裂可以确定约瑟夫森隧道结提供的第一j_{1c}和第二j_{2c}谐波的超电流，以及在散装j_{dp}的depairing电流，是已知的。也就是说，在金兹伯格-朗道理论中，强界面电子对破缺导致关系式j_{2c} j_{dp} >> j_{1c} ^2，而在标准结中，电子对破缺小到可以忽略不计，则出现相反性质的关系。
2012-05-29 cond-mat.supr-con
Enhanced Macroscopic Quantum Tunneling in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$ Intrinsic Josephson Junction Stacks
我们用微波辐射研究了Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$本征约瑟夫森结在毫开尔文温度下的宏观量子隧穿.测量结果表明，均匀切换N结堆的逃逸率是约$N^2$倍高于具有相同的等离子体频率的单个结。我们认为，这种巨大的增强堆栈中的宏观量子隧穿率是由电流的波动，发生在由环境的阻抗加载的结的串联阵列。
2006-03-16 cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum tunneling in "small" Josephson junctions in magnetic field
研究了外加磁场作用下小约瑟夫森结中的宏观量子隧穿现象。后者导致沿势垒的电流密度的夫琅和费型调制的外观。将类点JJ的MQT问题归结为量子粒子在搓衣板势中的运动。在有限大小的JJ的情况下，考虑这个问题对应于MQT的潜力本身，除了相位，取决于空间变量。最后，计算了热激活区与宏观量子隧穿区之间的交叉温度T_0和逃逸时间τ_esc的一般表达式。
2007-01-31 cond-mat.supr-con
Investigation of TiO$_x$ barriers for their use in hybrid Josephson and tunnelling junctions based on Ba-122 thin films
我们测试了氧化钛层作为高$I_cR_n$产品的混合约瑟夫森结的势垒，并用于隧道光谱的结的制备。为此，我们首先分别用传统的超导体电极铅和铌制备结。通过调整势垒厚度，我们能够将结的行为从约瑟夫森结改变为适用于准粒子光谱的隧道样行为。随后，我们将该技术转移到使用通过脉冲激光沉积制备的Co掺杂BaFe $_2$ As $_2$薄膜作为基极和蒸发Pb作为对电极的结。对于厚度为1.5nm的势垒，在4.2K下，用$I_cR_n$、$\approx$、90、$μ$ V观察到明显的约瑟夫森效应。这些结的行为类似于SNS，并由Andreev反射输运机制控制。对于势垒厚度为2.0nm或更高的结，没有观察到Josephson效应，但观察到了类似于SIS '或SIN'的行为，并观察到了类似隧道的电导谱.
2014-03-12 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium effects in tunnel Josephson junctions
本文研究了在低外加电压、$eV \ll 2Δ$和有限温度下，带长扩散超导引线的偏压隧道结中电流输运的非平衡效应。由于约瑟夫森频率的小值，准粒子谱随超导相位差的时间演化而变化，这导致在隧道结附近形成振荡束缚态（Andreev带）。被Andreev带捕获的准粒子产生更高的偶次谐波的约瑟夫森交流电流，而且，在非弹性散射的存在下，非平衡直流电流，这可能大大超过直流准粒子电流给出的隧道模型。由于谱振荡，行进准粒子的分布也偏离平衡，这导致对直流电流的额外贡献，与$\sqrt{V}$成比例。
2005-04-24 cond-mat.supr-con
Josephson Flux Flow Oscillator: the Microscopic Tunneling Approach
基于Werthamer的微观隧穿理论，对大约瑟夫森结进行了详细的理论描述。该模型自然地包含了电磁辐射对隧道电流的耦合，因此特别适合于描述约瑟夫森结中的自耦合效应。在我们的数值计算中，我们处理所产生的积分微分方程，它描述了时间演化的超导相位差耦合到电磁场，由Odintsov-Semenov-Zorin算法。这使我们能够避免在每个时间步计算时间积分，同时考虑所有的记忆效应。为了验证所得到的大约瑟夫森结的微观模型，我们把注意力集中在约瑟夫森磁通流振荡器。所提出的磁通流振荡器的微观模型不涉及唯象阻尼参数，而是在给定温度下计算的隧道电流幅值中自然地考虑阻尼。理论计算的电流-电压特性进行比较，我们的实验结果得到一组制造的磁通流振荡器的不同长度。我们的理论计算与实验结果符合得很好，据我们所知，是第一个约瑟夫森磁通流振荡器的理论描述带来的扰动sine-Gordon方程。
2017-07-12 cond-mat.supr-con
Microwave photon-assisted phase-incoherent Cooper-pair tunneling in a Josephson STM
在30 mK的扫描隧道显微镜（STM）中，我们观察到了超导Nb针尖与超导Nb样品之间形成的原子级约瑟夫森结中的光子辅助库珀对隧穿。高分辨率的隧道光谱数据显示了零偏置的导电峰和其他尖锐的子带隙峰的STM结的耦合，在电磁环境中的共振。子间隙峰通过分裂成位置和高度取决于微波的频率和振幅的多个峰来响应入射微波辐射。峰间间距表明，载流子是库珀对，而不是准粒子，和功率依赖性表明，电流源于光子辅助相位非相干隧道对，而不是更传统的相位相干隧道对产生夏皮罗步骤。
2015-10-21 cond-mat.supr-con
New Experiments for Spontaneous Vortex Formation in Josephson Tunnel Junctions
Zurek和Kibble认为，在连续相变中产生缺陷的可能性以一种特征方式取决于淬火速率。本文讨论了测量环形对称约瑟夫森隧道结中磁通子产生的Zurek-Kibble标度指数$σ$的改进实验。我们找到了$σ\simeq 0.5$。此外，我们报告的结隙电压的温度依赖性，允许精确监测淬火过程中的快速温度变化的准确测量。
2006-07-02 cond-mat.supr-con
Planar Josephson Tunnel Junctions in an Asymmetric Magnetic Field
我们分析了由非均匀外部磁场在平面约瑟夫森隧道结的末端施加的非对称边界条件所产生的后果，并预测了一些可测试的签名。当结长$L$小于其约瑟夫森穿透深度$λ_j$时，静态分析计算会导致类似菲涅耳的磁衍射图案，而不是均匀场的典型的夫琅和费图案。数值模拟允许调查中间长度（$L\approx λ_j$）和长（$L>λ_j$）结。我们考虑均匀和$δ$形偏置分布。我们还推测，利用该系统的独特的静态性能的基础实验和设备的可能性。
2010-06-01 cond-mat.supr-con
Josephson Tunnel Junctions in a Magnetic Field Gradient
测量了高质量铌基平面约瑟夫森隧道结在可控非均匀场分布下的临界电流随磁场的变化关系。我们发现倾斜和缓慢变化的磁衍射图案完全不同于典型的Fraunhofer一样的一个均匀的领域。我们的发现可以很好地解释在最近的理论预测[R。Monaco，J.Appl.Phys.vol.108，033906（2010）]，用于均匀的磁场梯度，导致类菲涅尔磁衍射图案。我们还表明，费斯克共振可以抑制由一个不对称的磁场配置文件。
2011-01-08 cond-mat.supr-con
Magnetic Field Effect in Josephson tunneling between d-Wave Superconductors
研究了d波超导体间约瑟夫森隧穿的磁场效应。当一个（或每个）超导体相对于界面法线的晶体取向使得中间带隙态存在于界面处时，存在由于中间带隙态引起的隧穿电流分量。对于具有平面的连接{001}|{110}或{100}|{110}接口，该组件是对电流的主要贡献。预测的电流场的依赖性完全不同于传统的夫琅和费模式，在协议与已公布的测量。这是因为，除了夫琅和费因子之外，临界电流还取决于通过电流密度的磁场B，对于弱B，电流密度也是B的线性函数。
1999-02-26 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
On the theory of Josephson effect in a diffusive tunnel junction
本文在一维几何条件下研究了扩散超导体间约瑟夫森隧道结平衡载流态的特性。结果发现，约瑟夫森电流诱导的电子激发在隧道势垒附近，这是一个连续的模拟在弹道结中的Andreev水平的本地化状态。相应的“势阱”的深度远大于Andreev能级和连续能谱边界之间的间隔，对于相同的势垒transmittance。在弹道结中，约瑟夫森电流完全通过局域激发传输，与此相反，扩散结中的电流贡献来自能隙边界附近的整个光谱区域，其中态密度与其未扰动值有很大不同。计算了势垒跃迁的二阶约瑟夫森电流的修正，发现扩散结微扰理论的真正展开参数不是隧穿几率$Γ$本身，而是一个大得多的参数$W = (3ξ_0/4l)Γ$ .
1999-03-23 cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junctions with nonlinear damping for RSFQ-qubit circuit applications
我们证明了超导体-绝缘体-正常金属（S-I-N）结构对超导体-绝缘体-超导体约瑟夫森结的分流具有显著的非线性I-V特性，可以显著地改变约瑟夫森动力学。在约瑟夫森产生的制度中，相位表现为过阻尼坐标，而在超导状态下，阻尼和电流噪声非常小，这对于这种结用于读出和控制约瑟夫森量子比特的应用至关重要。制备了由Nb/AlO ${_x}$ /AuPd结分流的S-I-N型超导Nb/AlO ${_x}$ /Nb结，并与我们的模型一致，在温度低至1.4K时表现出非滞后的I-V特性。
2004-11-24 cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junctions with ferromagnetic $\Fe_{0.75}\Co_{0.25}$ barriers
研究了以强铁磁合金$\Fe_{0.75}\Co_{0.25}$为势垒材料的约瑟夫森隧道结。制备的结具有高质量的厚度范围内的几个单层的Fe-Co。之间的振荡长度的$ξ_{F2}\approx 0.79\:{\rm {nm}}$ 0和$π$约瑟夫森相位耦合和一个非常短的衰减长度$ξ_{F1}\approx 0.22\:{\rm {nm}}$的超导对波函数的振幅在Fe-Co层。强铁磁交换场和附加磁对破缺散射导致Fe-Co层内磁对波函数的快速衰减。具有Fe-Co势垒的约瑟夫森结显示出对于较大厚度$d_{F}$的剩磁和通量捕获的显著增加的趋势。
2009-05-06 cond-mat.supr-con
$δ$-biased Josephson tunnel junctions
长约瑟夫森隧道结的特性与直流偏置电流的分布密切相关。我们调查的情况下，偏置电流馈入的中心点的一维结。这种结配置最近已被用于检测超导回路中循环的持续电流。分析和数值结果表明，分数涡的存在导致显着的差异，从传统的情况下均匀分布的直流偏置电流。理论研究结果的支持下，详细的测量数的$δ$偏置样品具有不同的电气和几何参数。
2009-12-08 cond-mat.supr-con
Indirect Tunneling Enabled Spontaneous Time-Reversal Symmetry Breaking and Josephson Diode Effect in TiN/Al$_2$O$_3$/Hf$_{0.8}$Zr$_{0.2}$O$_2$/Nb tunnel junctions
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
利用间接隧穿实现约瑟夫森二极管效应，展示出高效率的非对称性控制及时间反演对称性破缺。
2025-12-12 cond-mat.supr-con
Andreev Bound States and Josephson Coupling in YBCO/Pb tunnel junction
我们原位制备了[103]和[110]YBCO/Pb结，它们显示出具有明确的准粒子分支和约瑟夫森电流的滞后行为。在d波超导体表面的Andreev束缚态（ABS）的隧穿电导中观察到零能量电导峰。在低温下观察到的这个峰的分裂可以证实存在打破时间反演对称性的表面态。然而，到目前为止，我们还没有看到任何证据表明约瑟夫森电流和零能ABS之间的耦合，由Y。Tanaka和S.柏屋（PRB 56 p.892）。
1999-09-14 cond-mat.supr-con
