Full electrostatic control of quantum interference in an extended trenched Josephson junction
混合半导体/超导体器件构成了从量子计算到基于拓扑状态的架构的广泛应用的重要平台。在这里，我们展示了充分调制的超导干涉装置中的干涉图案的弹道InAs量子阱的两个平行的岛屿分开的沟槽，通过独立地作用于两个侧门。这种迄今为止尚未探索的几何形状使我们能够简单地通过静电门控以高精度将器件从SQUID状行为调谐到Fraunhofer状行为，而不需要额外的面内磁场。这些测量成功地分析了一个扩展的隧道约瑟夫森结的理论模型内，考虑到设置的聚焦因子。这些结果对新器件的设计的影响进行了讨论。
2019-03-07 cond-mat.mes-hall
Light-superconducting interference devices
最近，我们提出了半约瑟夫森激光器（HJL）：一种将激光与超导导线相结合的装置，提供光学相位和导线之间的超导相位差之间的锁定。在这项工作中，我们提出并研究了两个装置来自超导量子干涉仪（SQUID），其中两个传统的约瑟夫森结取代两个HJLs。在第一种设置中，HJL共享相同的谐振模式，而在第二种设置中，两个激光器的两个单独的谐振模式光学耦合。我们称之为“光超导干涉装置”（LSID）。在这两种设置中，我们发现的操作制度类似于一个单一的HJL。重要的是，稳定的激光场是显着影响的磁通量穿透SQUID环，相对于幅度和相位。这提供了通过改变小磁场来调谐或甚至淬灭激光的机会。对于第二种设置，我们找到一个参数范围内的激光场的演化方程支持周期性周期。因此，利用周期的频率调制场，从而产生由一组离散模式组成的发射光谱。从该光谱，两个模式在强光学耦合的极限中占主导地位。因此，LSID也可以用于生成这种调制光。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Persistent Currents in Superconducting Quantum Interference Devices
从双结量子干涉器件的简化动力学模型出发，展示了该系统的量子模拟，以便将该器件的众所周知的特性扩展到量子区域。通过求出相应哈密顿算符的本征值，得到了环中的持续电流。由此产生的过阻尼双结量子干涉器件的量子模拟可以被看作是在可忽略的电容和有限电感的极限下操作的超导量子比特。
2007-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Varistor characteristics of a nano-device containing graphene and oxidized graphene: Verification by DFT + NEGF
采用密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）方法研究了扶手椅型石墨烯及其氧化石墨烯的电子输运和量子电导.计算的$I-V_b$（电流作为偏置电压的函数）特性的研究系统显示的隧道效应的偏置和栅极电压考虑。随着输运性质，电子性质，包括态密度（DOS）计算在所研究的系统。对结果的仔细检查表明，石墨烯的$I-V_b$曲线在某些偏置电压下表现为类似于$I\propto V_be^{λV_b}$，而对于含氧化石墨烯的形式，其趋势在整个施加的偏置范围内与电压依赖电阻器（VDR-可变电阻器）$I\propto V_b^β$的趋势相同。
2015-01-28 cond-mat.mes-hall
Quantum-ring spin interference device tuned by quantum point contacts
我们介绍了一种自旋干涉器件，它包括一个量子环（QR）与三个嵌入式量子点接触（QPC），并从理论上研究其自旋输运性质存在的Rashba自旋轨道相互作用。其中两个QPC符合电极导线-环结，而第三个QPC对称放置在QR的上臂。使用一个适当的散射模型的QPC和$\mathbb{S}$矩阵散射的方法，我们分析了QPC的作用上的Aharonov-Bohm（AB）和Aharonov-Casher（AC）的QR器件的电导振荡。精确的公式获得的QR设备的自旋分辨电导作为QPC和AB/AC相的限制的函数。推导并讨论了自旋电导中出现共振和反共振的条件。我们预测非常独特的变化的QR电导振荡没有看到以前的QR提案。特别是，我们发现，在QR的干涉图案可以在很大程度上通过改变电气导致环的拓扑参数进行操作。后者可用于仅通过施加栅极电压来调制AB相和AC相。我们还表明，电导振荡表现出交叉到定义明确的谐振的横向QPC约束强度的增加，映射的QR的本征能量。此外，电导的独特功能，通过改变上臂QPC的孔径和Rashba自旋轨道耦合。我们的研究结果可能与基于量子干涉机制的有前途的自旋轨道电子器件有关。
2013-11-02 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Mach-Zehnder interferometer at fractional filling factors
我们使用一种新颖设计的马赫-曾德尔量子霍尔干涉仪来研究分数填充因子下的干涉效应。我们的设备汇集了通常的马赫-曾德尔和法布里-珀罗量子霍尔干涉仪的优点。它实现了最简单的分析马赫-曾德尔干涉方案，没有库仑阻塞效应。通过对比标准的马赫-曾德尔实现，我们的设备不包含一个蚀刻区域内的干涉环。对于马赫-曾德尔干涉方案的第一次，该设备演示了$Φ^*=e/e^*Φ_0=Φ_0/ν$周期性在分数填充因子1/3的干涉振荡。这一结果表明，我们从简单的Aharonov-Bohm干涉中观察到了分数带电准粒子的明显证据。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall
Nonlocal superconducting quantum interference device
超导量子干涉器件（SQUID）在一个闭环中包含两个超导体/绝缘体/超导体（SIS）约瑟夫森结，形成了目前可用的一些最灵敏的磁场和电场检测器的核心。这些应用中的SQUID通常在有限电压下工作，该电压通过交流约瑟夫森效应产生微波辐射。这种辐射可能会影响被测系统。我们在这里描述一种SQUID，其中约瑟夫森结由与超导体（S）良好电接触的普通金属（N）条形成。这样的SNS SQUID可以在有限的电压偏置下操作，其性能与传统的SIS SQUID相当或可能更好。然而，它们也允许一种新的操作模式，该模式基于约瑟夫森结的正常金属中准粒子电流和超导电流的不寻常相互作用。新方法允许测量SNS SQUID的临界电流的通量依赖性，而无需在SNS结上施加有限的偏压，从而在不产生微波辐射的情况下实现灵敏的通量检测。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of a $\sin(2φ)$ current phase relation in a graphene superconducting quantum interference device
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内耳研究所）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构电子光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构材料纳米架构研究中心）
研究通过石墨烯约瑟夫森结直接测量了sin(2φ)电流相位关系，展示了无sin(φ)谐波的超导量子干涉装置对量子位保护的贡献。
2024-05-22 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Veselago Interference in a Bipolar Graphene Microcavity
单层石墨烯中的相对论性载流子可以以类似于传统光学（电子光学）的方式进行操纵：角度相关的克莱因隧道准直电子束（类似于激光），而维斯拉格折射过程将其聚焦（类似于光学透镜）。这两个过程之前已经研究，但准直和聚焦效率已被报道为相对较低，即使在国家的最先进的弹道pn结器件。这些限制阻碍了基于电子光学干涉的更先进量子设备的实现，而对底层物理的理解仍然难以捉摸。在这里，我们提出了一种新的设备架构的石墨烯微腔定义精心设计的局部应变和静电场。我们创建一个控制的电子-光学干涉过程中，在零磁场作为连续的Veselago折射的结果在微腔，并提供直接的实验证据，通过低温电输运测量。实验观察到的第一，第二，和第三阶干涉峰同意定量与Veselago物理在微腔。此外，我们证明退相干的干扰由外部磁场，回旋半径变得可比的干扰长度尺度。对于它在电子光学中的应用，我们利用Veselago干涉来定位未准直的电子，并表征其在进一步提高准直效率方面的贡献。我们的工作为相对论性单粒子物理学提供了新的视角，并为基于电子动量和轨迹的相干操纵的下一代量子器件提供了重要的技术改进。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall
Electron interference in mesoscopic devices in the presence of nonclassical electromagnetic fields
研究了介观干涉器件与非经典电磁场的相互作用。外部量子场在电荷上感应出相位因子。这个相位因子是标准Aharonov-Bohm相位因子的推广，在非经典电磁场的情况下是量子力学算符。它的期望值取决于描述非经典光子的密度矩阵，并决定了干涉。讨论了几个例子，表明非经典光子的量子噪声对电子干涉条纹的破坏很小。一个有趣的应用出现在远程电子干涉装置的背景下，用纠缠光子照射。在这种情况下，两个设备中的干扰电子变得纠缠。同样的想法也适用于非经典电磁场辐照的SQUID环。结果表明，通过约瑟夫森结的库珀对隧穿的统计特性依赖于光子的统计特性。
2005-02-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non local Andreev reflection in a carbon nanotube superconducting quantum interference device
我们研究了一种基于叉状碳纳米管的超导量子干涉器件[J. - P. Cleuziou { \it等人}，Nature Nanotechnology { \bf 1}，53（2006）]，涉及消逝准粒子在与超导相干长度相当的距离上隧穿通过超导体，因此"非局部“过程概括了非局部Andreev反射和弹性共隧穿。非局域过程引起临界电流的减小，并改变电流-相位关系。我们讨论任意的接口兼容性。叉状几何形状的这种设备是用于探测交叉Andreev反射的相位相干性的候选者。
2007-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robust Fabry-Perot interference in dual-gated Bi$_2$Se$_3$ devices
我们研究了混合器件中的法布里-珀罗干涉，每个混合器件由沉积在三维拓扑绝缘体表面上的介观超导盘组成。这样的结构被假设包含被称为马约拉纳费米子的受保护的零模式。干扰表现为幅度为$\sim 0.1$ $e^2/h$的周期性电导振荡。这些振荡没有表现出强烈的依赖于体载流子密度或样品厚度，这表明它们导致在表面状态的相位相干输运。然而，法布里-珀罗干涉可以通过顶栅和背栅两者来调谐，这意味着拓扑绝缘体的顶表面和底表面之间的强静电耦合。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nanopatterning by Laser Interference Lithography: Applications to Optical Devices
本文系统地综述了激光干涉光刻技术在纳米图形制作中的应用及其在光学器件中的应用。LIL是一种不使用掩模而在大面积上进行简单、快速工艺的图案化方法。LIL是一种用于定义大面积、纳米级、周期性图案化结构的强大技术。图案被记录在光敏介质中，该介质对与两个或多个相干光束的干涉相关联的强度分布作出非线性响应。用LIL产生的光致抗蚀剂图案是进一步制造纳米结构和生长功能材料的平台，功能材料是器件的构建模块。综述了利用LIL制作的定向纳米光子学、表面等离子体共振（SPR）、大面积薄膜反射器和抗反射器等光学和光子器件的研究进展。展望未来的方向LIL和新兴的应用在其他领域。
2014-02-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gate-tunable superconducting quantum interference devices of PbS nanowires
报道了由半导体PbS纳米线和PbIn超导电极构成的门极可调超导量子干涉器件（SQUID）的制备和电输运性质。在垂直于纳米混合SQUID平面的磁场作用下，在T = 4.0 K的温度范围内，观察到SQUID中磁通量子化引起的临界电流的周期振荡。非正弦电流相位关系作为温度和栅极电压的函数，这是符合短和扩散结模型。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulating optical signals at sub-wavelength scale by planar arrays of metallic nanospheres: Towards plasmonic interference devices
我们表明，干涉可以是全光开关和其他纳米等离子体干涉器件（PID）的工作原理。从理论上研究了两类平面等离子体波导的光学响应：弯曲链和Y型密集金属纳米球结构。我们研究对称的Y形阵列作为一个例子的全光开关，并证明，有效的相位和幅度敏感的控制输出信号可以实现由于干涉效应。
2011-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Superconducting Quantum Interference Devices Made of Sb-doped Bi2Se3 Topological Insulator Nanoribbons
报道了用Sb掺杂的Bi_2Se_3拓扑绝缘体（TI）纳米颗粒（NR）与PbIn超导电极接触制成的超导量子干涉器件（SQUID）的制备和表征。当外加磁场沿NR轴方向作用时，由于一维子带的存在，TI NR表现出周期性的磁导振荡，即所谓的Aharonov-Bohm振荡。在PbIn电极的超导转变温度以下，我们观察到超导电流流过TI NR基SQUID。临界电流随垂直于SQUID环的磁场周期性地调制，揭示了周期性对应于超导通量量子。我们的实验观测有助于探索TI NR中的Majorana束缚态，为开发拓扑量子信息器件提供了希望。
2020-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detection of small single-cycle signals by stochastic resonance using a bistable superconducting quantum interference device
提出并实验验证了利用射频超导量子干涉仪（rf-SQUID）的对称双阱势探测单周期和少周期小信号。我们表明，这个双稳态系统的响应单周期和几个周期的信号有一个非单调的依赖于噪声强度。当噪声引起的rf-SQUID的两个稳定状态之间的跃迁速率与信号频率相当时，由从初始势阱到相反势阱的跃迁概率测量的响应变为最大。与数值模拟结果的比较表明，这种现象是随机共振的一种表现。
2015-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Experimental verification of electrostatic boundary conditions in gate-patterned quantum devices
在栅极图案化量子器件的模型中，重要的是选择正确的静电边界条件（BC）以匹配实验。在这项研究中，我们模型的门控图案化的设备在掺杂和未掺杂的GaAs异质结构的各种BC。最好的匹配是获得一个不受约束的表面之间的栅极，其上的电介质区域和表面电荷的冻结层，连同一个非常深的背边界。在实验上，我们发现一个0.2V的偏移夹断特性的一维通道在掺杂异质结构之前和之后蚀刻掉ZnO覆盖层，预测的模型。此外，我们观察到一个明确的量子化电流驱动的表面声波通过横向诱导的n-i-n结在未掺杂的异质结。在该模型中，在这种类型的器件中泵浦电子的能力对背面BC高度敏感。使用改进的边界条件，可以直接使用标准软件相当准确地建模量子器件。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Fabrication and Characterization of Superconducting Quantum Interference Device using (Bi_{1-x}Sb_x)_2Se_3 Topological Insulator Nanoribbons
报道了由（Bi_{1-x} Sb_x）_2Se_3拓扑绝缘体（TI）纳米颗粒（NR）与Pb_（0.5）In_（0.5）超导电极连接制成的超导量子干涉器件（SQUID）的制备和电输运性质。在超导Pb_（0.5）In_（0.5）电极的转变温度以下，由于磁通量子化，在垂直于平面的磁场作用下，在TI NR SQUID中观察到临界电流的周期振荡。输出电压也作为外部磁场的函数进行调制。此外，SQUID显示电压调制包络，其被认为代表每个单个结的Fraunhofer样图案。TI NR SQUID的这些性质将为研究Majorana费米子提供一种有用的方法。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of large $h/2e$ and $h/4e$ oscillations in a proximity dc superconducting quantum interference device
我们测量了一个直流超导量子干涉器件的磁阻，该器件是一个间断的介观正常金属环与两个超导电极接触的形式。在超导电极的转变温度以下，观察到大的$h/2e$周期性磁阻振荡。通过在交流测量电流中加入一个小的直流偏置，可以产生$h/4e$振荡。进一步降低温度会导致更大的振荡，并最终从超导状态急剧切换到正常状态。这种与磁通量有关的电阻可以用来制作高灵敏度的磁通量探测器。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity and quantum interference in topological crystalline insulator SnTe thin film devices
拓扑晶体绝缘体代表了一种新的物质状态，其中电子输运由镜像对称保护的狄拉克表面态控制。由于这些表面态的螺旋自旋极化，拓扑晶体物质与附近超导体的接近被预测会诱导非常规的超导性，从而主持马约拉纳物理学。我们报道了在拓扑晶体绝缘体SnTe薄膜上图案化的Nb基超导量子干涉器件的制备和表征。SnTe薄膜表现出弱的反定域性和SQUID全能隙邻近感应超导的弱连接。这两个属性给出了120 nm的一致相干长度。磁场诱导的SQUID振荡具有2 $π$周期性，可能由体电导率决定。
2017-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions and superconducting quantum interference devices made by local oxidation of niobium ultrathin films
提出了一种制备约瑟夫森结和超导量子干涉器件（SQUID）的方法，该方法基于在原子力显微镜的偏压针尖下对3 ~ 6.5 nm厚的铌带线进行局部阳极氧化。微桥结和SQUID回路通过铌层的部分或全部氧化获得。两种类型的薄弱环节的几何构造：横向收缩（Dayem桥）和可变厚度的桥梁。基于这两种几何结构的SQUID显示了最大约瑟夫森电流的调制与相对于超导通量量子h/2 e的磁通量周期性。他们坚持到4K。基于变厚度桥的SQUID的调制形状和调制深度表明，弱连接尺寸变得与超导膜相干长度相当，其数量级为10 nm。
2001-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scanning superconducting quantum interference device on a tip for magnetic imaging of nanoscale phenomena
我们描述了一种新型的扫描探针显微镜的基础上超导量子干涉器件（SQUID），驻留在一个尖锐的尖端的顶点。将SQUID-on-tip粘到石英音叉上，该音叉允许在几nm的尖端-样品分离处进行扫描。SQUID的磁通量灵敏度为1.8 μ 0/Hz^{1/2}，空间分辨率约为200 nm，还可以进一步提高。这种高灵敏度、空间分辨率、带宽和与样品非常接近的组合为研究纳米尺度上的动态磁现象提供了强大的工具。SQUID的尖端显微镜的潜力证明了通过成像的涡旋晶格和超导体中的局部AC磁响应。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Revival of transport reciprocity via quantum interference in asymmetric nonlinear devices
Raman Research Institute（拉曼研究所）
该研究针对非对称非线性器件的非互易光输运问题，通过人工原子耦合波导的双光子散射模型，利用量子干涉效应实现输运互易性的调控与复兴。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental verification of entanglement generated in a plasmonic system
许多量子任务的核心过程是纠缠的产生。从简单的二分系统到复杂的多分系统，人们正在各种物理环境中积极研究它。在这项工作中，我们实验研究的纳米光子系统中的两体纠缠的产生。纠缠产生通过量子干涉的两个表面等离子体激元的分束器结构，即利用Hong-Ou-Mandel（HOM）的效果，它的存在是使用量子态层析验证。纠缠的量由并发度量化，我们发现值高达0.77 +/- 0.04。HOM干涉的输出态的纠缠是一个重要的任务，不能单独从可见性推断。我们用来验证纠缠的技术可以应用于其他类型的光子系统，因此可能有助于表征一系列不同的纳米光子量子器件。
2017-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Superconducting Quantum Interference Devices based on InSb nanoflag Josephson junctions
NEST, Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（纳米科学研究所-国家研究委员会与比萨高等师范学院）；Dipartimento di Fisica, Università di Genova（热那亚大学物理系）；CNR-SPIN（国家研究委员会自旋物理中心）
本文制备并研究基于 InSb 纳米旗约瑟夫森结的 SQUID，通过栅压调控干涉与高次谐波效应，测得低磁通噪声并验证其纳米磁测潜力。
2025-04-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Many-body quantum interference route to the two-channel Kondo effect: Inverse design for molecular junctions and quantum dot devices
本研究针对分子结的广义量子杂质模型提出逆向设计策略，证明多体量子干涉可在简单4/5位点分子基团中实现两通道近藤临界点，且近藤温度极高，相关特征可实验观测。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
