Dissipation in ultra-thin current-carrying superconducting bridges; evidence for quantum tunneling of Pearl vortices
我们已经取得了电流-电压（IV）测量的人工分层高$T_c$薄膜桥。这些膜的扫描SQUID显微镜提供了超过桥宽度的珍珠长度$Λ$的值，并且显示跨桥的电流分布是均匀的。在高温和高电流下，电压遵循幂律$V \propto I^n$，具有$n=Φ_0^2/8π^2Λk_B T+1$，在高温和低电流下，电阻随温度呈指数变化，与热激活涡旋运动的预测非常一致。在低温下，IV与$I^{-2}$中的$\ln V$线性更好地拟合。这是预期的，如果低温耗散是由珍珠涡的量子隧穿主导。
2005-04-06 cond-mat.supr-con
Emergence of dissipative structures in current-carrying superconducting wires
讨论了载流高温超导导线中自发温度和临界电流空间调制的出现。沿导线的临界电流在3 - 10 mm尺度上的调制迫使一部分传输电流在超导膜和附着在其上的正常金属稳定剂之间的电阻界面上交叉。这产生了额外的热量，使得这种结构能够自我维持。本文还讨论了这种现象的稳定性和实验观测条件。
2009-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Higher harmonic resistance oscillations in micro-bridge superconducting Nb ring
研究了两种超导介观Nb环中的电阻振荡。在一个简单的超导环形装置中，可以清楚地观察到以量子化磁通量h/2 e为周期的电阻振荡。另一方面，在一个微桥环装置中，两个窄的部分被平行嵌入，并作为超导体正常金属超导结工作，高次谐波电阻振荡时，测量电流被调谐良好。我们认为，这样的高次谐波电阻振荡可以检测到，即使在微桥铌超导环装置的设备尺寸是远远大于铌的相干长度。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonuniqueness and derivative discontinuities in density-functional theories for current-carrying and superconducting systems
如果在密度泛函理论中加入适当的附加密度变量（分别为电流密度和超导序参量），那么载流和超导系统就可以在密度泛函理论中得到处理。在这里，我们表明，相应的共轭势（矢量和对势，分别）是{ \it不}唯一确定的密度。因此，这些广义密度泛函理论的Hohenberg-Kohn定理比原来的弱。我们给出了明确的例子，并探讨了一些后果。
2002-01-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Conductance characteristics of current-carrying d-wave weak links
对载流d波超导结构中的局域准粒子态密度进行了理论研究。态密度可以通过扫描隧道显微镜的电导来获得。考虑了两种特殊情况：均匀薄膜的电流状态和两个载流d波超导体之间的弱连接。
2009-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local thermal fluctuations in current-carrying superconducting nanowires
我们分析了不同类型的内部电子能量的波动对直载流超导纳米线的暗速率和光子计数的影响。暗计数出现由于热波动的统计独立的细胞的有效尺寸的顺序的相干长度;每个计数对应于一个逃逸的平衡态通过一个适当的鞍点。对于光子计数，在检测效率的光谱中的确定性截止的光谱增宽可以通过具有与暗计数相同的有效体积的单元内的电子能量的局部热波动来现象性地解释。
2020-10-20 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Observation of supercurrent enhancement in SNS junctions by non-equilibrium injection into supercurrent carrying bound Andreev states
我们报告的超电流的增强首次通过注入在介观三端平面SNSNS设备由Al在GaAs上制成。当电流以注入偏压$V=Δ(T)/e$从超导Al电极中的一个注入时，在另外两个超导电极之间的DC约瑟夫森电流具有最大值，给出了由于非平衡注入到下层半导体的束缚Andreev态中而导致的增强的证据。这种效应一直持续到平衡超电流消失的温度。
1999-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Domain-wall and reverse-domain superconducting states of a Pb thin-film bridge on a ferromagnetic BaFe_{12}O_{19} single crystal
我们报告的非均匀超导态的Pb薄膜桥上的铁磁BaFe_{12} O_{19}单晶与一个单一的直畴壁沿桥中心的低温扫描激光显微镜成像。我们已经可视化的畴壁超导（DWS）接近的临界温度的铅，当铅膜上的畴壁作为一个超导路径的电流。DWS信号随温度的演化和从DWS到反向畴超导的外场驱动转变被可视化。
2011-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Defect controlled vortex generation in current-carrying narrow superconducting strips
实验研究了单个圆孔对宽度$W$远小于珍珠穿透深度$Λ$的超导窄条临界电流$I_c$的影响。我们发现$I_c$对穿过带的孔的位置的非单调依赖性和$I_c$对孔的半径的弱依赖性已被发现的情况下，孔与$ξ\ll R \ll W$（$ξ$是超导相干长度），这是放置在带的中心。观察到的效果是由两种机制的竞争破坏超导性-入口的涡旋通过边缘的带和孔附近的涡旋-antivortex对的成核。通过$I_c$对弱磁场依赖性的差异，可以清楚地区分这些机制。
2015-07-08 cond-mat.supr-con
High current-carrying capability in c-axis-oriented superconducting MgB2 thin films
在高质量的c轴取向的MgB 2薄膜中，我们观察到在15 K下在自场下的16 MA/cm ^2的高临界电流密度（Jc），与铜氧化物高温超导体的临界电流密度相当。5 K时的Jc外推值估计为40 MA/cm ^2。在5 T的磁场下，在15 K下检测到0.1 MA/cm ^2的Jc，表明该化合物将是在高温和低功耗的实际应用中非常有希望的候选者。涡旋玻璃相被认为是一个可能的解释所观察到的高载流能力。
2001-06-28 cond-mat.supr-con
Probability of the resistive state formation caused by absorption of a single-photon in current-carrying superconducting nano-strips
我们研究了纳米结构Nb和NbN超导薄膜在吸收单光子后的电阻态的超导辅助形成。在非晶窄NbN条的电阻状态形成的概率有一个明显的光谱截止。相应的阈值光子能量随偏置电流的增加而减小。在广义热点模型的框架下对实验数据的分析表明，近红外光子的量子产额比光子能量增加得更快。电阻态的弛豫依赖于光子能量，使得这种现象对于能量分辨单光子探测器的发展是可行的。
2004-10-25 cond-mat.supr-con
Physical mechanisms of timing jitter in photon detection by current carrying superconducting nanowires
我们研究了不同弯曲分数的曲折纳米线中光子计数出现的时间抖动。时间抖动是载流超导纳米线中光子吸收和正常畴出现之间随机时间延迟的概率密度，揭示了两种不同的潜在物理场景。在确定性的制度，这是实现在大电流和光子能量，抖动控制的位置相关的检测阈值在曲折的直线部分，并与电流减小。在小的光子能量，抖动增加，其电流依赖性消失。在这种概率制度抖动控制的泊松过程中，磁涡流跳随机跨越导线的弯曲附近的区域。
2017-09-06 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Phase diagram of a current-carrying superconducting film in absence of the magnetic field
在对输运电流引起的超导薄膜电阻转变的实验研究的基础上，给出了超导薄膜电流态的相图。我们发现，当电流超过Ginzburg-Landau临界电流Ic时，一个相当窄的薄膜从不进入涡旋态，而是经历从纯超导态到具有相位滑移中心的电阻态的直接跃迁。中等宽度薄膜的Meissner电流态在I > 0.8Ic处转变为涡旋电阻态，该涡旋电阻态存在于电流区间0.8Ic < I < Im内，其上临界电流Im值与理论值符合得很好。宽膜的涡旋态是在电流区域I^{AL} < I < Im内实现的，其中I^{AL}是Aslamazov和Lempitskiy提出的涡旋态的转变点。当I>Im时，宽膜进入无涡旋电阻状态，具有相滑移线。
2010-12-08 cond-mat.supr-con
Fluctuation-Dissipative Phenomena in a Narrow Superconducting Channel Carrying Current Below Critical
发展了考虑热涨落的超导窄沟道电流输运理论。这些波动导致样品中出现小但有限的耗散。相应的电压值被发现作为温度（接近转变温度）和任意偏置电流的函数。结果表明，当电流接近临界值时，激活能（Arrenius定律中的指数因子）与（1-J/Jc）^（5/4）成正比。这一结果与热相位涨落引起的Josephson电流衰减的仿射现象一致，其中激活能与（1-J/J_c）^（3/2）成正比（指数的差异与序参量的附加电流相关性有关）。发现激活能对电流的依赖性解释了理论预测之前和实验观察到的电阻转变的加宽之间的巨大差异。
2009-10-14 cond-mat.supr-con
Generalized Eilenberger theory for Majorana zero-mode-carrying disordered $p$-wave superconductors
无序被称为抑制拓扑超导状态的间隙，支持非阿贝尔马约拉纳零模式。在本文中，我们使用自洽玻恩近似的马约拉纳模式的鲁棒性无序适当扩展的Eilenberger理论，其中包括局域马约拉纳波函数的空间依赖性。我们发现，随着无序度的增加，拓扑超导能隙被抑制，Majorana模变得离域。然而，令人惊讶的是，零偏置峰似乎生存，甚至超过临界值所需的封闭超导能隙内的玻恩近似的无序强度。
2014-08-28 cond-mat.supr-con
Ultra-efficient superconducting Dayem bridge field-effect transistor
超导场效应晶体管（SuFET）和约瑟夫逊场效应晶体管（JoFET）技术利用电场诱导的对载流子浓度的控制来调制沟道超导性质。尽管场效应被认为对超导金属没有影响，但最近的实验表明，在全金属晶体管中，临界电流（IC）的调制依赖于电场。然而，这种现象的基础机制尚未完全理解。在这里，我们展示了实验实现的钛基达耶姆桥场效应晶体管（DB-FET）能够控制IC的超导通道。我们研制的DB-FET工艺简单，在低至VCG~+-8V的临界栅压下，温度达到钛的最低临界温度TC~ 550 mK的85%时，IC完全抑制。当门电压接近临界值（VCG）时，与门无关的TC和正常态电阻（RN）与超导态电阻（RS）的增加相结合，表明在超导海中产生了场效应诱导的金属熔池。我们的器件具有极高的介电常数（在VG~+-6.5V时，gMAXm~ 15 μ A/V）和约瑟夫森动态电感（LK）随VG的两个数量级的变化。因此，DB-FET成为实现超导电子学、超导量子比特、可调谐干涉仪以及光子探测器的理想候选者。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resistively-shunted superconducting quantum point contacts
本文研究了有限温度下任意导电模数下连续分流弹道超导量子点接触的约瑟夫森动力学。与隧道结的经典约瑟夫森动力学相比，量子点接触动力学表现出与载流Andreev能级的占据波动引起的约瑟夫森势的时间波动相关的几个新特征。
1997-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Alternating current loss in radially arranged superconducting strips
给出了径向排列超导带材交流损耗的解析表达式。我们采用权函数法得到临界态模型中的场分布，并发展了一种计算小电流幅值下超导带材磁滞交流损耗的解析方法。我们提出的依赖关系的交流损耗在径向条的配置上的条和条的数量。结果表明，双向载流辐射条的交流损耗行为与单向载流辐射条的交流损耗行为有很大不同。
2006-02-16 cond-mat.supr-con
Observation of superconducting vortices carrying a temperature-dependent fraction of the flux quantum
本研究利用扫描 SQUID 磁强计在过掺杂铁基超导体中观测到携带随温度连续变化的分数磁通量子的涡旋，并验证其可移动、可操控，为 fluxonics 应用奠定基础。
2023-01-29 cond-mat.supr-con
Theory of single photon detection by 'dirty' current-carrying superconducting strip based on the kinetic equation approach
利用动力学方程方法研究了载流超导纳米带吸收近红外或光学范围的单光子后电子和声子的动力学行为。我们发现，当超导体的临界温度为$C_e/C_{ph}|_{T_c}$（$T_c$是超导体的临界温度，$C_e$和$C_{ph}$分别是电子和声子的比热容）的比值越大，光子能量的大部分流向电子，电子受热越强，从而在热点形成的初始阶段热化速度越快。对于具有$C_e/C_{ph}|_{T_c}\gg 1$和小扩散系数$D\simeq 0.5 cm^2/s$的超导体，当热化主要由于相对小体积$\sim ξ^2d$中的电子-声子和声子-电子散射而发生时，热化时间$τ_{th}$可以小于1皮秒（$ξ$是超导相干长度，$d<ξ$是带的厚度）。在较大的时间，由于热电子的扩散，热斑内的有效温度降低，热斑的尺寸增加，超导状态变得不稳定，并且正常畴在大于所谓的检测电流的电流下在带中扩展。我们发现依赖于检测电流的光子的能量，其吸收的地方在带，带的宽度，磁场，并与现有的实验进行比较。结果表明，含$C_e/C_{ph}|_{T_c} \ll 1$的材料，由于光子能量向电子系统的转移较小，而$τ_{th}$较大，因此不宜作为单光子探测器的候选材料。我们还预言，即使是几微米宽的脏超导桥，只要其临界电流超过70 $\%$的破坏电流和$C_e/C_{ph}|_{T_c} \gtrsim 1$，也能探测到单个近红外或可见光子。
2017-01-11 cond-mat.supr-con
Mesoscopic cross-film cryotrons: Vortex trapping and dc-Josephson-like oscillations of the critical current
我们从理论和实验上研究了一个简单的铝超导带的输运性质的存在下，一个单一的直载流线，定向垂直于超导带。众所周知，在这种类似冷子管的系统中，超导带材的临界电流Ic可以通过改变控制线中的电流Iw来调节。我们证明了在载流导线附近的窄而长的条带内的钉扎涡/反涡的数量的离散变化导致了Ic对Iw的特有的振荡依赖性。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Soliton induced critical current oscillations in two-band superconducting bridges
利用含时的Ginzburg-Landau理论，我们发现临界电流密度$j_c$随双带超导体桥长$L$的变化而振荡。我们用在$j<j_c$处桥中出现的相位孤子来解释这种效应，相位孤子的数目随$L$的变化而变化。在足够强的带间耦合的情况下，$j_c$的振荡消失。
2017-12-18 cond-mat.supr-con
Very strong intrinsic supercurrent carrying ability and vortex avalanches in (Ba,K)Fe2As2 superconducting single crystals
我们报道了Tc = 32 K的（Ba，K）Fe_2As_2单晶的钉扎电位U_0高达10^4 K，且U_0几乎不受场的影响。此外，（Ba，K）Fe2As2单晶在低温和高磁场下变得各向同性，导致非常刚性的涡旋晶格，即使在非常接近Hc2的磁场中也是如此。二维（Ba，K）Fe_2As_2中的刚性涡旋使其与具有二维涡旋的二维高Tc铜酸盐超导体区别开来，并使其能够承载很高的临界电流，在低温下大样品中也观察到由于高Jc引起的磁通跳跃。
2010-02-10 cond-mat.str-el 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
Non-Linear and Non-Local Meissner Effect in Superconducting Wires
使用半经典近似下精确的数值方法研究了具有任意无序的载流圆柱形导线中的迈斯纳效应的结构。电流的分布被发现是非单调的径向坐标的函数。对于高电流，一个强大的无间隙超导状态在干净和肮脏的引线表面发展。我们的计算提供了一个定量理论的临界电流在现实的电线。
2000-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear Properties of Supercurrent-Carrying Single and Multi-Layer Thin-Film Superconductors
Cavendish Laboratory（卡文迪许实验室）
本文基于广义Usadel方程分析超流体薄膜的非线性特性，研究了超流体对密度态、临界电流、阻抗等参数的影响，为优化探测器和放大器设计提供理论支持。
2019-12-17 cond-mat.supr-con
Superconducting MgB2 thin films nano-bridges for cryo-electronic application
采用磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了前驱体MgB 2薄膜。讨论了非原位退火工艺对MgB 2超导薄膜粗糙度的影响。通过优化MgB前驱体薄膜的真空退火工艺，得到了表面粗糙度小于10 nm，临界温度Tcon = 31 K，相变宽度DTc小于1 K的光滑超导MgB 2薄膜。利用光学光刻和聚焦离子束光刻技术制备了基于超导MgB 2薄膜的纳米桥。在50 nm宽的带材上测得的临界电流密度jc（4.2 K）为7.3 × 10 6 A/cm 2，并且没有检测到超导性能的显著损失。电阻与温度和临界电流与温度特性的测量，这些结构上使用标准的DC四探针测量。
2007-05-29 cond-mat.supr-con
Voltage controllable superconducting state in the multi-terminal superconductor-normal metal bridge
研究了由脏超导体/纯正常金属双层膜和纯正常金属构成的多端桥中电压可控超导态。在所提出的系统中，小的控制电流$I_{ctrl}$通过正常的桥，产生电压降$V$，并修改连接的SN双层中的电子的分布函数。在长正常桥的情况下，电压引起的非平衡效应可以用局部电子温度的增加来解释。在此极限下，我们实验发现Cu/MoN/Pt-Cu桥的临界电流$I_c$对$I_{ctrl}$的灵敏度很高，电流增益也较大，这是由于$I_c$对温度的依赖性很大，而且$I_c$很大（与超导桥的理论破坏电流相当）。在短正常桥偏离平衡不能简单地通过局部温度的增加来描述，但我们在理论上也发现$I_c$控制电流/电压的大的灵敏度。在此极限下，我们预言在有限的$V$中存在所谓的面内Fulde-Ferrell态。我们认为它的出现与N层的电压诱导顺磁响应有关。
2021-05-14 cond-mat.supr-con
Phase slips in superconducting films with constrictions
本文研究了一个由两个共面超导薄膜组成的桥式无缝连接系统。我们观察到两个不同的电阻转变的温度降低。第一个，发生在薄膜中，显示了Berezinskiii-Kosterlitz-BKT（BKT）转变的一些性质。第二个明显的转变（这实际上是一个交叉）是有关冻结的热激活相位滑移（TAPS）本地化的桥梁。我们还提出了一个强大的间接实验方法，允许提取样品的零偏置电阻从高电流偏置测量。使用直接和间接测量，我们确定了电阻$R(T)$的范围内的桥梁{ \em十一个数量级}。在这样宽的范围内，电阻遵循简单的关系式$R(T)=R_N \text{exp} [-(c/t)(1-t)^{3/2}]$，其中$c=ΔF(0) / kT_c$是零温度下相位滑移的归一化自由能，$t=T/T_c$是归一化温度，以及$R_N$是电桥的正常电阻。
2004-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Localized Thermometry via Dayem Bridges Integrated on Superconducting Qubit Chips
Rigetti Computing
研究超导量子比特芯片上的温度测量难题，利用集成的代姆桥，通过提取临界电流获取局部温度定量测量，经实验校准、验证及关联，确立其为低温硬件开发和超导量子电路片上测温的有效工具。
2026-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Properties of Grooved Dayem Bridge based YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ Superconducting Quantum Interference Devices and Magnetometers
本文研究了基于槽形Dayem桥弱连接的$_2$超导量子干涉器件（SQUID）的输运性质随温度的变化：在高温（$60~$ $<T<T_\mathrm{c}=89$ ~K）下，弱连接表现出类似SNS结的性质，而在60~K以下，弱连接表现出类似短Dayem桥的性质。利用这些器件，我们已经制作了SQUID磁强计与电流耦合面内拾波回路：在$T=77$ ~K，磁场白噪声水平低至$63$ ~fT/ $\sqrt{\mathrm{Hz}}$已实现。
2020-01-23 cond-mat.supr-con
Superconducting single-mode contact as a microwave-activated quantum interferometer
在亚带隙电压偏置的超导量子点接触的动力学被示出强烈的微波电磁场的影响。在时间上本地化的序列之间的干扰，微波引起的Landau-Zener过渡之间的电流携带Andreev水平的结果在能量吸收和在几个数量级的亚间隙电流的增加。在电流是反偏置电压的振荡函数的意义上，接触是干涉仪。Andreev能级光谱和微波检测的可能应用进行了讨论。
1998-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetotransport Experiments on Fully Metallic Superconducting Dayem Bridge Field-Effect Transistors
在过去的60年中，传统的固体和电解质门控允许在金属超导体中的表面载流子浓度的相当大的调制，导致调谐它们的导电性和改变它们的临界温度。最近的传统的超导金属纳米结构的门控实验表明，在正常状态下的电阻和临界温度的变化的临界电流的完全抑制。这些结果仍然缺少微观解释。在这篇文章中，我们展示了一套完整的门控实验钛基超导Dayem桥和建议的经典热力学模型，这似乎占我们的几个实验结果。特别是，零偏置电阻和临界电流IC的测量突出了以下几点：与栅极电压的两个极性的IC的抑制，表面性质的效果，临界温度独立于电场和栅极诱导的子间隙耗散组件的增长。此外，约瑟夫森临界电流的温度依赖性似乎显示出从弹道Kulik-Omelychuck行为的Ambegaokar-Baratoff隧道的特性，通过增加电场的过渡。此外，IC抑制在存在相当大的横向到平面磁场的情况下持续。我们提出了一个经典的热力学模型，能够描述一些实验观察的本和以前的作品。最重要的是，该模型抓住了双极电场引起的IC抑制和子间隙耗散分量的出现接近完全抑制的超电流。最后，应用所讨论的效果提出。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nano-bridge Superconducting Quantum Interference Devices: beyond the Josephson limit
纳米级超导量子干涉器件（纳米SQUIDS），其中弱连接由纳米桥制成-即，纳米桥-SQUID（NBSs）-是纳米尺度磁力测量中最灵敏的磁力计之一。由于纳米桥-电极接头中非常强的非线性，NBS的所施加的磁通量（$Φ_{a}$）-临界电流（$I_{c}$）特性与常规隧道结SQUID非常显著地不同，尤其是当纳米桥长和/或屏蔽参数大时。然而，在大多数的理论描述中，NBSs被视为传统的隧道结SQUID，这是基于直流约瑟夫森效应。在这里，我提出了一个模型表明，对于长的纳米桥和/或大的屏蔽参数的$I_{c}(Φ_{a})$的NBS可以解释仅考虑磁通量子化的NBS环路和能量的NBS，它是没有必要考虑约瑟夫森效应。我还证明，使用该模型，我们可以得到有用的表达式，如调制深度和传递函数。我还讨论了动力学电感分数（$κ$）在确定$I_{c}(Φ_{a})$中的作用。
2018-09-25 cond-mat.supr-con
Dynamics of Gate-Controlled Superconducting Dayem Bridges
本研究集成铌Dayem桥到谐振器，比较侧耦合门与远程注入器的门控效应，发现远程注入器响应更快更可控，深化了对门控超导器件动力学的理解。
2024-05-12 cond-mat.supr-con
Non-reciprocity of Vortex-limited Critical Current in Conventional Superconducting Micro-bridges
临界电流的非互易性已经在各种超导系统中观察到，并被称为超导二极管效应。这种效应的根源取决于起作用的对称性破缺机制。我们研究了NbN的超导微桥和NbN/磁绝缘体（MI）的混合物。当面外磁场小到25 mT时，二极管效率可达$\approx$ ~ 30%.在NbN和NbN/MI混合晶体中，当磁场平行于样品平面时，二极管效应消失。我们的观测结果与涡面势垒决定的临界电流是一致的。在超导体条的两个边缘上的不相等的势垒导致二极管效应。此外，在高达温度$\sim$ 10-K的温度下观察到整流，这使得器件在比以前更大的温度范围内具有基于二极管的应用的潜力。
2022-09-13 cond-mat.supr-con
Niobium Dayem nano-bridge Josephson field-effect transistors
我们报告的第一个实现的铌基\textit{all-metallic}栅Dayem纳米桥场效应晶体管（Nb-FET）。这些约瑟夫森器件工作在高达$\sim 3$ K的温度下，并且由于施加控制栅极电压而表现出对超电流的完全抑制。的动力学电感的依赖性和栅极电压上的电阻的承诺的性能已经与迄今为止实现的金属约瑟夫森晶体管，并让预见到基于Nb-FET的超导数字逻辑的实现。最后，我们展示了一个方案的实际实现，该方案实现了一个全金属门可调\emph{half-wave}整流器，用于超导电子学或光子探测应用。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical breakdown of a dielectric for the formation of a superconducting nanocontact
铌和50%铟和50%锡的合金的膜电极之间的介电纳米层的电击穿形成电极之间的该合金的桥。电桥电阻取决于击穿电流。桥的长度等于电介质的厚度（30 nm），并且其直径为25 nm。计算得到的合金在0 K时的相干长度与桥的长度接近。在0 K温度下，电阻为1 Ω的电桥的临界电流计算值为2 mA。它的结论是，这样的桥应该有约瑟夫森接触的性能在低于合金的临界温度（6.5 K）的温度。
2022-04-09 cond-mat.supr-con
Stress Accommodation in Nanoscale Dolan Bridges Designed for Superconducting Qubits
针对超导量子比特中Dolan桥易断裂的问题，提出一种结合应力释放通道的Josephson结光刻掩模设计，仿真显示横向应力降低超70%，实验实现100多个结100%良率。
2025-02-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Strong enhancement of superconductivity in a nanosized Pb bridge
在最近的实验中，超导纳米尺寸的铅桥之间形成的扫描隧道显微镜尖端和基板，超导性已被检测到在磁场，这是几倍大于第三（表面）临界场。我们描述了观察到的现象的基础上的数值解的Ginzburg-Landau方程的模型结构由六个圆锥面。超导相的空间分布是强烈不均匀的，超导相的浓度在桥的最西端（“颈”）附近。我们表明，抑制超导性的桥梁施加磁场或温度首先发生在基地附近，然后在颈部区域，导致一个连续的超导正常的电阻转变。转变中点的位置取决于温度，并且通常比第二临界场H_c2高一个数量级。我们发现在低温T/T_c < 0.6时，在桥中可以实现涡旋态。涡旋态导致超导到正常电阻转变的精细结构。我们还分析了桥梁中的涡状态，其特征在于作为桥梁高度的函数的变化的涡度。
2001-07-24 cond-mat.supr-con
Demonstration of high-impedance superconducting NbRe Dayem bridges
本研究制备了不同化学计量比的NbRe超导Dayem桥弱连接，验证其兼具高临界温度、正常态电阻、动力学电感及2T以上面外临界磁场，适用于量子技术领域的多种超导器件。
2024-05-15 cond-mat.supr-con
Current-carrying states in FFLO superconductors
我们证明了非均匀Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）型超导体的电流传导方式与通常的情况非常不同。我们讨论了平衡和非平衡性质，使用修改后的Ginzburg-Landau形式。其中的新功能是存在两个不同的临界电流和两个不同的稳定状态，能够携带一个给定的电流，超导畴壁的可能性，也是一个自发的超导环几何形状。
2017-11-17 cond-mat.supr-con
Fabrication of Metal Air Bridges for Superconducting Circuits using Two-photon Lithography
提出结合双光子光刻三维胶结构与剥离工艺制备超导铝空气桥，验证其低温、机械及微波特性。
2025-03-13 cond-mat.supr-con quant-ph
High-frequency diode effect in superconducting Nb$_3$Sn micro-bridges
超导二极管效应最近已被报道在各种系统和不同的对称性破缺机制已被检查。然而，这些潜在的重要设备的频率范围仍然不清楚。我们研究了在面外磁场中Nb $_{3}$ Sn的超导微桥; $\sim$ 10 mT的最佳磁场产生$\sim $ 10%的二极管效率，而$\sim$ 15-20 mT的更高磁场则淬灭该效应。二极管随着磁场反转而改变其极性。我们记录了频率高达100 kHz的二极管整流，这是迄今为止报道的最高频率。有趣的是，二极管工作期间的电桥电阻达到比正常状态小两倍的值，这与涡流引起的电阻率机制相一致。这是证实了有限元建模的基础上随时间变化的Ginzburg-Landau方程。为了解释实验结果，不需要晶格热不平衡的假设。不同的边缘的超导体带可以负责的反转对称性破坏的涡旋穿透势垒，这个机会的视觉证据是通过扫描电子显微镜。据估计，这种类型的二极管的频率范围更高（GHz）。
2023-01-06 cond-mat.supr-con
Flux domes in superconducting films without edges
在超导薄膜中，如带材和薄板中，圆顶状的磁通密度分布已经在实验上观察到并进行了理论分析。这样的磁通量圆顶已被解释为产生的强几何障碍和弱体钉扎的组合。在本文中，我们预测，即使在电影与散装钉扎，磁通圆顶也发生时产生的涡流和反涡流远离载流导线，线圈，或永磁体放置在薄膜上方的薄膜边缘。当平行于表面的磁场超过H_{c1} +K_c时，会产生穿透薄膜的涡旋-反涡旋对，其中H_{c1}是下临界磁场，K_c = j_c d是临界面电流密度（体临界电流密度j_c与薄膜厚度d的乘积）。涡旋和反涡旋以相反的方向移动到它们加入其他涡旋和反涡旋的位置，以产生分离的涡旋和反涡旋通量圆顶。本文考虑一对载流导线的简单排列，载流电流I_0方向相反，计算了无体钉扎（K_c = 0）和存在体钉扎（K_c > 0）时磁场和电流密度随I_0的变化。
2006-07-03 cond-mat.supr-con
Imaging ac losses in superconducting films via scanning Hall probe microscopy
各种局部探针已被应用于了解电流通过超导薄膜，这往往是令人惊讶的不均匀。在这里，我们表明，磁成像允许定量重建的电流密度，J，和电场，E，解决在时间和空间中，在一个电影进行亚临界交流电流。电流重建需要反转毕奥-萨伐尔定律，而电场则使用法拉第定律重建。我们描述了相应的数值计算程序，在很大程度上适应现有的工作的情况下，一个带进行交流电流，但包括新的方法获得完整的电场从法拉第定律确定的感应部分。我们还描述了数学变换背后的物理要求。然后，我们将该程序的图像的一条YBa 2Cu 3 O 7（YBCO）进行交流电流在400 Hz。我们的扫描霍尔探针显微镜产生一个时间序列的磁带图像与1微米的空间分辨率和25微秒的时间分辨率。结合重建的J和E，我们得到一个完整的表征，包括局部临界电流密度，E-J曲线，和功率损耗。这种分析有一系列的应用，从涡流动力学的基础研究，以实际的涂层导体的发展。
2006-12-02 cond-mat.supr-con
Temporary cooling of quasiparticles and delay in voltage response of superconducting bridges after abrupt switching on the supercritical current
我们重新讨论了超导桥突然接通超临界电流$I>I_c$后的动态响应问题。与以前的理论工作相比，我们考虑到空间梯度，并使用局部温度的方法和准粒子的分布函数的动力学方程。在这两种模型中，电压响应中的有限延迟时间$t_d$与由于电流抑制超导序参量而引起的准粒子的暂时冷却有关。我们发现，$t_d$有不同的值和不同的温度依赖性所考虑的模型。事实证明，即使是很小的不均匀性的存在下，在桥或散装引线/接触的{ \it同质}桥的两端有利于超导序参量$|Δ|$在动态响应期间的局部抑制。与空间均匀模型相比，由于非平衡准粒子从局部抑制$|Δ|$的区域扩散，它导致延迟时间的减少。在电流分布在桥上空间不均匀的情况下，延迟时间主要与在电流密度最大的位置（在$I\sim I_c$和对于不太宽的膜）处第一涡旋成核所需的时间有关。我们还发现，一个短的交流电流脉冲（正弦波）与零时间平均可能会导致非零的时间平均电压响应，其符号取决于交流电流的相位。
2014-08-15 cond-mat.supr-con
Metastability in a nano-bridge based hysteretic DC-SQUID embedded in superconducting microwave resonator
我们研究了由两个纳米桥中断的铌环制成的高滞后DC-SQUID的亚稳态响应。我们用交流电和直流磁通量激发SQUID，发现在SQUID上测得的电压中形成了不同的稳定区。当这样的SQUID嵌入在传输线谐振器中时，在谐振器的反射图案中观察到类似的金刚石结构。我们已经计算了DC-SQUID的稳定性图在平面上的激励控制参数，解析和数值。此外，我们已经得到了SQUID运动方程的数值模拟，考虑到温度变化和非正弦电流相位关系的纳米桥。实验结果与理论结果吻合较好。
2010-07-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Hotspot Relaxation Dynamics in a Current Carrying Superconductor
实验研究了载流WSi超导纳米线中光激发热点随偏置电流、水浴温度和激发波长的变化规律。我们发现：（1）热点弛豫在WSi中比在NbN中慢约4倍;（2）热点弛豫时间取决于偏置电流，以及（3）热点弛豫时间的电流依赖性随温度和波长而变化。我们解释了所有这些影响与准粒子复合的基础上的模型。
2015-06-09 cond-mat.supr-con
Wafer-scale uniformity of Dolan-bridge and bridgeless Manhattan-style Josephson junctions for superconducting quantum processors
本文对比 Dolan 桥与无桥 Manhattan Josephson 结在平面及 TSV 衬底上的均匀性，结合几何模型与电镜分析揭示晶圆边缘电导下降机制。
2023-04-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Influence of superconducting leads energy gap on electron transport through double quantum dot by Markovian quantum master equation approach
研究了马尔可夫体系中超导贮库效应对双量子点载流输运的影响。为此，导出了有限温度下开放量子系统多体密度矩阵的量子主方程。研究了任意偏压下双量子点系统的动力学和稳态性质。我们将展示超导导线如何影响系统态的布居数和相干性。量子点系统的能量参数主要包含四个方面的贡献：电极耦合、量子点内耦合、两量子点间耦合和超导能隙。将每个能量贡献的耦合效应应用于电流和相干结果。另外，为了获得更大的电流通过系统，通过考虑相干的幅度和寿命，研究了能隙的影响。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reverse-domain superconductivity in superconductor-ferromagnet hybrids: effect of a vortex-free channel on the symmetry of I-V characteristics
实验证明，在铁磁BaFe_{12} O_{19}衬底上存在单畴壁会引起超导铝桥的电流（I）-电压（V）特性的不对称性。所观察到的二极管样效应，即极性相关的临界电流，与超导区域内的无涡流通道的形成有关，该通道增加了流过超导桥的总电流而没有耗散。无涡流区域仅在注入电流的特定符号和外部磁场的有限范围内出现。
2010-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge effect pinning in mesoscopic superconducting strips with non-uniform distribution of defects
纳米尺寸的超导带和超导桥的输运特性是由表面和体钉扎的复杂相互作用决定的。在非常窄的桥的极限情况下，临界电流主要由其表面势垒定义，而在非常宽的带的相反情况下，它主要由其体钉扎特性决定。在这里，我们提出了一个详细的研究的中间制度，其中的临界电流是由随机放置的钉扎中心，并在外部磁场中的超导带的边缘的豆利文斯顿障碍。我们使用含时的Ginzburg-Landau方程来描述临界区的涡旋动力学和电流分布。我们的研究表明，虽然散装缺陷逮捕旋涡运动远离边缘，在其附近的缺陷促进旋涡渗透，从而抑制临界电流。我们确定的空间分布的缺陷优化的临界电流，并发现它是在一般的不均匀和不对称的：在涡流出口边缘的障碍影响的临界电流比涡流入口边缘强得多。此外，这种优化的缺陷分布比均匀无序超导膜的临界电流密度高30%以上。
2018-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear quantum processes in superconducting resonators terminated by neon-focused-ion-beam-fabricated superconducting nanowires
我们已经使用了氖聚焦离子束来制造纳米级NbDayem桥和NbN相位滑移纳米线位于四分之一波长共面波导谐振器的短路端。Dayem电桥器件在300 mK至至少60 mT的局部磁场下显示出超过10，000的通量可调谐性和固有品质因数。NbN纳米线显示出在300 mK的通量的非相干量子隧穿的签名。
2020-11-04 cond-mat.supr-con physics.app-ph
