Topological insulator nanoribbon Josephson junctions: evidence for size effect in transport properties
我们使用$_2$纳米带，通过无催化剂物理气相沉积法生长，制备了高质量的Al超导电极约瑟夫森结。在我们的设备中，我们观察到约瑟夫森临界电流密度$J_c$的显着减少，通过减少结的宽度，在我们的情况下，对应于纳米取向的宽度。由于拓扑表面状态在纳米管的整个圆周上延伸，因此与它们相关的超导传输由纳米管的顶表面和底表面上的模式进行。我们表明，作为纳米带宽度的函数的$J_c$减少可以通过假设只有在顶面上行进的模式有助于约瑟夫森输运，因为我们通过几何考虑推导。这一发现与拓扑量子电路方案有很大的相关性，因为它表明约瑟夫森电流主要由拓扑表面态携带。
2020-11-09 cond-mat.supr-con
Superconducting nanoribbon with a constriction: A quantum-confined Josephson junction
已知扩展缺陷强烈影响纳米级超导体。在这里，我们报告的超导纳米带的性质与两个相邻的台阶边缘之间形成的收缩，通过求解Bogoliubov-de Gennes方程自洽的制度，量子限制是重要的。由于收缩区域中的超导能隙的量子共振不同于纳米取向的其余部分，因此这种收缩形成量子限制的S-S '-S约瑟夫森结，其具有取决于相对于纳米取向的收缩的长度和宽度以及可能的门控的广泛可调性能。这些发现提供了一个有趣的方法，以进一步定制超导量子器件约瑟夫森效应的使用。
2018-04-19 cond-mat.supr-con
Theoretical proposal for dual transformation between the Josephson effect and quantum phase slip in single junction systems and nanowires
设计了一种在量子场论中构造广义对偶场论的方法。作为一个简单的例子，使用这种方法，我们研究了相干量子相位滑移和约瑟夫森效应在单结系统和纳米线之间的对偶性。在Villain近似下证明了该方法的可靠性。
2019-06-18 cond-mat.supr-con
Intermittent Josephson effect with feedback voltage and temperature oscillations in graphite-coated nanocapsules with superconducting TaC core
在2K附近的电压-电流曲线上观察到了以电压和温度振荡形式出现的间歇约瑟夫森效应。这种现象是由于非平衡条件下，当库珀对跨越一个结，这刺激了光子的发射和反馈的结的温度变化。它发生在由TaC/碳/TaC隧穿结组成的三维颗粒框架中，具有Mott金属-绝缘体转变，低于非理想II型超导体TaC的临界温度Tc。
2012-01-19 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
Josephson junctions in double nanowires bridged by in-situ deposited superconductors
我们表征了基于原位沉积超导体桥接的紧密生长双纳米线的平行双量子点约瑟夫森结。平行双点行为发生，尽管纳米线的接近和纳米线夹持在生长期间的潜在风险。通过调整电荷填充和铅耦合，我们绘制了最简单的平行双量子点Yu-Shiba-Rusinov相图。我们的准独立的两线混合动力显示出实现奇异拓扑相位的希望。
2021-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Singular length dependence of critical current in SNS bridges
我们研究了两块超导体之间的正常桥N的长度L的临界约瑟夫森电流的依赖关系。这种依赖关系在小L处是非解析的。这种非解析性源于能量远高于超导能隙的扩展准粒子态的贡献。这应该与更熟悉的贡献约瑟夫森电流来自Andreev束缚态本地化正常区域的能量低于间隙。
2007-09-26 cond-mat.supr-con
Josephson current and $π-$state in ferromagnet with embedded superconducting nanoparticles
基于Usadel方程，研究了由超导纳米结构（球、棒）嵌入铁磁金属中构成的超导体/铁磁体/超导体（S/F/S）混合系统。研究了S/F/S约瑟夫森结临界电流随超导电极间铁磁间隔层厚度的振荡。我们证明，$π$状态可以实现在这样的结构，尽管分散的电极的不同部分之间的距离。在铁磁间隔层的一定厚度处，温度变化可以触发0和$π$状态之间的转变。
2010-09-03 cond-mat.supr-con
Spin-transfer torque switching in nanopillar superconducting-magnetic hybrid Josephson junctions
超导和磁性材料的组合，以创建新的超导器件的动机是约瑟夫森临界电流（ICS）振荡作为磁层厚度的函数的发现和演示的设备与可切换的临界电流。然而，没有一个混合器件显示出任何自旋电子效应，例如自旋转移矩，其目前用于室温磁性器件，包括自旋转移矩随机存取存储器和自旋矩纳米振荡器。我们已经开发了纳米柱约瑟夫森结的最小特征尺寸为50 nm和磁势垒表现出磁赝自旋阀行为在4 K。这些器件允许电流感应磁化切换，导致20倍的变化，在ICS。电流诱导的磁开关与室温磁性器件的自旋转移矩模型是一致的。我们的工作表明，结合超导和自旋电子功能的设备显示出纳米级，非易失性，低温存储器技术的发展前景。
2014-10-16 cond-mat.supr-con
Josephson squelch filter for quantum nanocircuits
我们制作并测试了一个由铜粉滤波器组成的静噪电路，该滤波器带有一个接地的嵌入式约瑟夫森结。对于小信号（静噪开启），小结电感从DC到至少1GHz强烈衰减，而对于较高频率，铜粉中的耗散随频率呈指数增加衰减。对于大信号（静噪关断），电路表现为常规的金属粉末滤波器。测量的ON/OFF比大于50 dB，直到50 MHz。这种静噪可以应用于超导量子比特和量子点等量子纳米结构的低温测量和控制电路中。
2009-08-12 cond-mat.supr-con
Lateral Josephson Junctions as Sensors for Magnetic Microscopy at Nano-Scale
利用超导Nb电极与Cu膜耦合形成的横向约瑟夫森结（LJJ）对磁力显微镜（MFM）中镀钴杠杆的杂散磁场进行了定量研究。磁悬臂梁与LJJ的相互作用反映在LJJ的电子响应以及悬臂梁振荡的相移中，同时测量。该现象被理论化并用于建立杂散场的空间图。基于我们的研究结果，我们建议将LJJ直接集成在悬臂梁的尖端上，并将其用作扫描探针显微镜中局部磁场的纳米传感器。这种探头比传统的磁性MFM杠杆侵入性更小，并且比SQUID尖端传感器更容易实现。
2021-12-14 cond-mat.supr-con
Nanosecond thermometry with Josephson junction
我们展示了一种新的方法，利用超导弱连接在纳米温度测量。利用纳秒电流脉冲探测的这种弱连接可用作温度传感元件，并且由于快速的固有动态特性，能够提供前所未有的时间分辨率。我们用温度计测量了在施加加热脉冲后，长超导导线中电子弛豫到熔池温度时的动态温度。我们的测量提供纳秒级分辨率，从而提供了迄今为止最快的全固态测温技术的概念验证。我们的方法提高了介观温度测量的最先进的时间分辨率至少两个数量级，扩展现有实验的时间分辨率，并为超灵敏量热计和辐射探测器引入新的可能性。
2017-04-16 cond-mat.supr-con
Macroscopic entanglement in Josephson nanocircuits
我们提出了一个方案，以产生和检测超导纳米电路中的电荷态之间的纠缠。我们讨论了不同的程序来区分这种纠缠的经典相关。以两个和三个耦合约瑟夫森结的最大纠缠态为例进行了讨论。
2001-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
AC Josephson effect in a gate-tunable Cd$_3$As$_2$ nanowire superconducting weak link
本文通过辐射谱和Shapiro花样测量研究Cd$_3$As$_2$纳米线超导弱连接的交流约瑟夫森效应，发现传统超流占主导，并结合RCSJ模型热噪声解释了拓扑贡献被掩盖的机制。
2023-05-31 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
Collective excitation-mediated transport in nanoscale Josephson junctions that exhibit quantum confinement
Radboud University（拉德堡德大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
本研究揭示纳米约瑟夫森结中集体激发模式增强准粒子输运，其能量受量子限域调制，可间接探测超导态。
2026-09-21 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
Gate-Tunable Critical Current of the Three-Dimensional Niobium Nano-Bridge Josephson Junction
本研究提出一种顶部带电压栅极的三维铌纳米桥 Josephson 结结构，实验证明通过调节栅极电压可将其临界电流降至零，并能调谐双结干涉的磁通调制，为高集成度超导电路制造提供了新方案。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current between two $p$-wave superconducting nanowires in the presence of Rashba spin-orbit interaction and Zeeman magnetic fields
计算了在Rashba自旋轨道相互作用、面内磁场和法向磁场存在下，具有邻近感应$p$波超导配对的一维纳米线之间的约瑟夫森电流.我们表明Andreev反向隧道是通过三个通道实现的。当类电子准粒子反射到具有相反自旋的类空穴准粒子时，对约瑟夫森电流的主要贡献是在传统的粒子-空穴沟道中产生散射，产生的电流仅取决于序参量的相位差$φ$，并以$4π$周期振荡。第二个反常的粒子-空穴通道，对应于入射的类电子准粒子到具有相同自旋取向的类空穴准粒子的Andreev反射，仅在存在面内磁场的情况下存在。该沟道对约瑟夫森电流的贡献不仅与$φ$而且与面内磁场$θ$的取向角以$4π$周期振荡，导致磁约瑟夫森效应。第三种异常粒子-粒子通道，代表类电子（类空穴）准粒子到具有相反自旋取向的类电子（类空穴）准粒子的反射，仅以面内磁场取向角$θ$振荡。我们提出了一个详细的理论分析，在这样一个系统中的直流和交流约瑟夫森效应显示所有这些渠道的贡献，并讨论实验，可以测试我们的理论。
2019-11-21 cond-mat.supr-con
Effect of Magnetic Field and Rashba Spin-Orbit Interaction on the Josephson Tunneling between Superconducting Nanowires
我们计算了两个一维（1D）纳米线之间的约瑟夫森电流沿$x$与邻近诱导$s$波超导配对，并通过一个狭窄的电介质势垒的存在下，Rashba自旋轨道相互作用（SOI）的特点是强度$α$和塞曼场（$h$沿$\hat z$和${\bf B}$在$x-y$平面）。我们制定了一个通用的方法来计算Andreev束缚态的能量，使我们能够获得这些状态的能量在几个渐近的情况下的解析表达式。我们发现，在没有磁场的情况下，Andreev束缚态之间的能隙随着Rashba SOI常数的增加而减小，最终导致能级的接触。在没有Rashba SOI的情况下，Andreev束缚态依赖于磁场，并且随着取向角B的变化而呈现振荡行为，导致磁约瑟夫森效应。我们还提出了解析表达式的直流约瑟夫森电流绘制出它们的依赖于${\bf B}$，$h$，和$α$。我们证明了在外加磁场的存在下，这些结中存在有限的自旋约瑟夫森电流，并提供了其对$α$，$\bf B$和$h$的依赖关系的解析表达式。最后，我们研究了交流约瑟夫森效应中存在的SOI（$|{\bf B}|=h=0$）和外部辐射，并表明，在这样的系统中产生的夏皮罗步骤的宽度可以通过改变$α$。我们讨论的实验，可以测试我们的理论结果。
2017-05-19 cond-mat.supr-con
Switchable Josephson current in junctions with spin-orbit coupling
本文研究了两种具有自旋轨道耦合和交换场的横向结中的约瑟夫森电流。第一个系统（1型结）由超导体与重金属中间层连接的铁磁桥，使自旋轨道耦合是有限的，只有在超导体/重金属界面。在第二种类型（类型2）的系统中，我们假设自旋轨道耦合在桥区是有限的。这两个结的长度大于磁衰减长度，使得约瑟夫森电流唯一地由冷凝物的长程三重态分量携带。后者是由自旋轨道耦合通过两种机制，自旋进动和非均匀自旋弛豫。我们发现，电流可以通过旋转桥的磁化强度或通过调节2型结中自旋轨道耦合的强度来控制。并且还讨论了如何可以将结的基态从$0$调谐到超导电极之间的$π$相位差。在自旋-轨道耦合的主导顺序中，自旋进动主导三重态分量的行为，并且两个结的行为相似。然而，当包括自旋弛豫效应时，类型2的结提供更宽的参数范围，其中发生$0$ - $π$跃迁。
2019-09-01 cond-mat.supr-con
Current-phase relation of a short multi-mode Bi2Se3 topological insulator nanoribbon Josephson junction with ballistic transport modes
本研究通过SQUID技术提取Bi2Se3纳米带约瑟夫森结的电流-相位关系，发现其偏离正弦且偏斜度超过扩散极限，证明超电流主要由弹道拓扑表面态携带，为利用三维TI表面态器件设计提供关键依据。
2023-04-24 cond-mat.supr-con
Investigation of all niobium Nano-SQUIDs based on sub-micrometer cross-type Josephson junctions
我们报告具有亚微米环尺寸的高灵敏度SQUID的发展。高质量和低电容SIS Nb/AlOx/Nb交叉型约瑟夫森隧道结的集成导致低至66 $Φ_0$ /Hz $^{ 1/2} $的白通量噪声水平，远低于基于收缩型结的Nb基对应物的最新值。对最佳SQUID自旋灵敏度的估计在白噪声区产生$S_μ^{ 1/2} < 7 μ_B$ /Hz $^{ 1/2} $，适合于小自旋系统的研究。我们讨论了制造的挑战，显示结果的电气特性的设备与各种皮卡循环，并描述了进一步改进的选项，这可能会推动这种设备的灵敏度，甚至单自旋分辨率。
2015-01-05 cond-mat.supr-con
Supercurrent reversal in ferromagnetic hybrid nanowire Josephson junctions
该研究测量 InAs/EuS/Al 混合纳米线约瑟夫森结，发现超导窗口内 0 相与 π 相突变，并将其归因于 EuS 磁畴翻转导致的超电流反转。
2023-03-11 cond-mat.supr-con
Josephson effect for SU(4) carbon nanotube quantum dots
我们提出了在SU（4）对称性可以实现的纳米管点中的约瑟夫森效应的理论。我们发现一个非常丰富的相图，显着不同于SU（2）的情况。特别地，π结行为在很大程度上被抑制。我们解析地得到了约瑟夫森电流在各种参数区域：（i）在近藤制度，涵盖了从SU（4）到SU（2），（ii）弱隧道耦合，（iii）大BCS间隙的全交叉。这些区域之间的过渡进行了数值研究。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Frequency pulling and mixing of relaxation oscillations in superconducting nanowires
许多超导技术，如快速单通量量子计算（RSFQ）和超导量子干涉器件（SQUID）依赖于约瑟夫森结中非线性动力学的调制来实现功能。然而，最近，基于纳米线的开关和热加热的超导器件已经被开发出来，用于诸如单光子检测和数字逻辑等领域。在本文中，我们使用电阻分流来控制超导纳米线的非线性加热，并比较所产生的动力学观察到的约瑟夫森结。我们发现，热点生长与外部分流的相互作用产生高频弛豫振荡与观察到的约瑟夫森结由于其快速的时间常数和能力，由一个弱的周期性信号调制的类似的行为。特别地，我们使用微波驱动器来拉动和混合振荡频率，从而产生类似于AC约瑟夫森效应的锁相特征。基于这些结论的新型纳米线器件在参量放大和频率复用等领域具有广阔的应用前景。
2017-09-19 cond-mat.supr-con
Duality between coherent quantum phase slip and Josephson junction in a nanosheet determined by the dual Hamiltonian method
利用对偶哈密顿方法研究了纳米片中相干量子相位滑移与约瑟夫森结之间的对偶性。这相当于零温度下2 + 1维中超导体和超绝缘体之间的对偶性。该方法在Villain近似下被证明是可靠的。本文还指出了超绝缘体唯象的对偶金-朗道理论和微观的对偶BCS理论的可能性。
2020-06-07 cond-mat.supr-con hep-th
Non-s wave superconductivity in boron-doped nanodiamond films with 0-π Josephson junction array
颗粒材料的超导输运特性受其微观结构的影响很大。我们发现，在重掺硼金刚石薄膜（HBDDF）薄膜中，一些尖锐的输运功能可以通过施加磁场和控制有限的偏置电流来操纵。我们证明了从脏金属的超导状态，通过绝缘峰产生在一个非常低的电流或磁场区域和特别明显的负磁阻与周期性振荡功能的电导率交叉。电流-电压特性显示出Berezinskiii-Kosterlitz-无阻（BKT）相变的特征，证实了最近观察到的HBDDF的二维结构。零偏压电导峰可以归因于在金刚石纳米晶体的晶界处形成的Andreev束缚态。通过金刚石异质结构中具有非s波序参量的超导转变的概念，可以定性地解释这组观测结果。
2017-10-14 cond-mat.supr-con
Josephson Junctions defined by a Nano-Plough
我们用扫描探针显微镜犁削沉积的铝膜来定义超导收缩。显微镜尖端通过电子束沉积进行修改，以形成具有金刚石般硬度的纳米犁，从而可以定义高度透明的约瑟夫森结。此外，制作了一个直流SQUID来验证结的适当功能。该器件易于集成在介观器件中作为局部辐射源，并可用作可调谐片上毫米波源。
1998-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum charge diffusion in underdamped Josephson junctions and superconducting nanowires
在欠阻尼极限下研究了量子涨落对约瑟夫森结和超导纳米线电流-电压特性的影响。量子涨落引起库仑阻塞和超电流分支之间的跃迁，并且在高电阻环境的情况下可以显著地修改电流-电压特性的形状。由于相荷对偶性，我们的结果可以直接推广到相反的过阻尼极限。
2008-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Current in Rashba-based Superconducting Nanowires with Geometric Misalignment
我们研究了两个Rashba基超导纳米线之间的几何错位的弱链接的性质。通过施加外部磁场，可以将系统驱动到拓扑非平凡区域。我们表明，约瑟夫森电流可以调制的幅度和符号，通过外加电场的变化，并显着，通过角度控制的自旋轨道锁定失配在纳米线的界面。所提出的设置与未对准的共面纳米线提供了积木配置的操纵通过几何控制的混合/分裂的界面态的相干输运。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent in Nb/InAs-Nanowire/Nb Josephson junctions
我们报道了平面介观约瑟夫森结的制备和测量，该结由InAs纳米线耦合到超导Nb终端形成。使用具有不同体载流子浓度的Si掺杂的InAs纳米线允许调整结的性质。我们研究了结特性作为温度，栅电压和磁场的函数。在高掺杂浓度的纳米线结中，约瑟夫森超电流值可达100 nA，由于采用Nb作为超导体，约瑟夫森耦合在4K温度下仍能保持。在所有的结中，临界电流随磁场单调下降，这可以用最近发展的超小约瑟夫森结邻近效应的理论模型来解释。对于低掺杂的约瑟夫森结，通过改变栅电压来控制临界电流已被证明。我们研究了纳米线耦合到超导和正常的金属终端的电导波动。超导接触纳米线的电导波动幅度约为接触纳米线的6倍。电导涨落的增强归因于相位相干Andreev反射以及由于Nb电极的大超导能隙而产生的大量相位相干通道。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tuned high frequency response of carbon nanotube Josephson junctions
碳纳米管（CNT）约瑟夫森结在开放的量子点限制表现出超导开关电流，可以控制与栅极。在射频电流激励下可以观察到Shapiro电压阶跃，相位动态的阻尼强烈依赖于栅极电压。这些测量由标准RCSJ模型描述，表明从超导到正常状态的切换电流接近结的临界电流。的纳米管结的有效动态电容被发现是强烈的栅极依赖性，表明扩散接触的纳米管。
2007-05-14 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
Manipulation and Generation of Supercurrent in Out-of-Equilibrium Josephson Tunnel Nanojunctions
我们从两个附加的隧道耦合Al超导库中向Ti岛注入准粒子，在实验上实现了对Al-AlO_x-Ti约瑟夫森隧道结中超导电流的操纵。实现了相对于平衡的超电流增强和猝灭。我们证明了冷却的Ti线从正常状态的准粒子注入到超导相深。基于热输运和非单调电流-电压特性的约瑟夫森结的模型满意地解释了我们的研究结果。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable Josephson parametric amplifiers based on semiconductor nanowires
University Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）；Institut Néel（内尔研究所）；Center for Quantum Devices（量子器件中心）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本研究基于平行InAs纳米线阵列制备出栅极可调约瑟夫森参量放大器，实现近1 GHz的频率调谐范围、超20 dB的多频增益及接近量子极限的噪声水平，为同材料体系的栅极可调量子比特与量子极限放大器片上集成提供了新平台。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrostatic control of phase slips in Ti Josephson nanotransistors
研究约瑟夫森结的开关电流概率分布是获得作为温度函数的相位滑移动力学信息的常规工具。在这里，我们采用这种成熟的技术来探测外部静态电场的影响，发生在门控全金属钛（Ti）约瑟夫森弱链接的相位滑移。我们表明，在20 mK和420 mK之间的温度范围内，作为静电场的函数的相位滑移动力学的演化与作为温度的函数所观察到的截然不同。这一事实表明，一方面，电场抑制的临界电流是不是简单地涉及到一个传统的类热准粒子在弱连接区过热。另一方面，我们的研究结果可能打开的方式来操作一个静电驱动的操纵金属约瑟夫森纳米结中的相位滑移，这可能是关键的控制超导纳米结构中的退相干。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pb/InAs nanowire Josephson junction with high critical current and magnetic flux focusing
我们研究了由高掺杂$n$的InAs纳米线和超导Ti/Pb源漏引线形成的介观约瑟夫森结。通过改变温度和外加面外磁场，研究了系统的电流-电压特性。Pb电极的超导性持续到$ \sim 7$ K，磁场值高达0.4 T。约瑟夫森耦合在零背栅电压观察到高达4.5 K和临界电流被测得高达615 nA。作为磁场的函数的超电流抑制揭示了衍射图案，该衍射图案由形成结的超导电极提供的强磁通量聚焦来解释。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gap Engineered Superconducting Multilayer Nanobridge Josephson Junctions
University of Glasgow（格拉斯哥大学）
本文报道了基于Nb/NbN和Nb/TiN超导堆叠的多层三维纳米桥约瑟夫森结的实现，通过电子束光刻和氯基干刻蚀工艺制备。高电阻率氮化层定义几何弱连接，顶部Nb层决定整体临界温度和薄膜质量。该多层设计无需依赖离子束铣削或氧化物隧道屏障即可工程化超导能隙和临近效应。
2026-03-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson effect between superconducting nanograins with discrete energy levels
我们研究了两个耦合超导体之间的约瑟夫森效应，通过电子对的隧穿耦合，在他们的能级间距是可比的散装超导能隙，但忽略任何充电效应的制度。在这种情况下，BCS理论是无效的，超导序参量的概念与一个明确的阶段是不适用的。利用密度矩阵重整化群计算了两个耦合超导体的基态，并提取了约瑟夫森能量。约瑟夫森能量被发现显示重入行为（减少后增加）作为增加的能级间距的函数。对于弱约瑟夫森耦合，紧束缚近似的介绍，这说明了在一个透明的方式，这种重入的物理机制。DMRG方法也适用于两个强耦合的超导体，并允许详细检查紧束缚模型的有效性的限制。
2003-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting junction of a single-crystalline Au nanowire for an ideal Josephson device
我们报告的单晶金纳米线，连接到铝电极的超导结的制造和测量。电流-电压特性曲线显示出明显的超导转变温度以下的Al和量子化的电压平台上的应用微波辐射的超导分支，从约瑟夫森关系预期。在正常金属（Au）和超导体（Al）之间的界面处形成非常接近理想极限1的高度透明（0.95）接触。非常高的透明度归因于Au纳米线的单一结晶性和Au与Al之间形成的无氧化物接触。差分电导的子隙结构很好地解释了介观约瑟夫森结的标志--相干多次Andreev反射（MAR）。这些观察结果表明，单晶Au纳米线可用于开发利用相干电输运的新型量子器件。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evidence for $π$-shifted Cooper quartets and few-mode transport in PbTe nanowire three-terminal Josephson junctions
本研究在PbTe纳米线三端约瑟夫森结中观测到π移相约瑟夫森效应和少模输运，证实了库珀四重态介导的端间耦合，为多端拓扑量子器件提供了实验基础。
2024-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent caloritronics in Josephson-based nanocircuits
我们在这里描述的第一个实验实现的热干涉仪，热对应的著名的超导量子干涉仪（SQUID）。这些发现首先证明了基于约瑟夫森的超导电路中存在相位相关的热传输，其次，开辟了在纳米尺度上控制热量的新方法。结合使用外部磁场的相位偏置和不同的约瑟夫森结架构，我们在这里表明，可以获得一些热干涉图案。这些架构的实验实现，除了从基础物理学的角度来看是相关的，可能会发现重要的技术应用作为相位相干量子热电路的构建模块。特别是，两种不同的热整流装置的性能进行了分析。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
MicroSQUIDs based on V/Cu/V Josephson nanojunctions
我们报告了基于纳米级钒/铜/钒约瑟夫森弱连接的microSQUID器件的制造和表征。磁驱动的量子干涉图案已被测量的温度在0.24 - 2 K范围内。作为磁力计，这些器件获得高达450 microV/Phi_0的通量-电压传递函数值，导致有希望的磁通量分辨率Phi_N < 3 microPhi_0 / Hz^（1/2），在此受限于室温前置放大级。磁通噪声性能的数字，这已经是现有的最先进的商业SQUID系统的竞争力显着改善，预计无论是与低温前置放大或采用基于主动反馈方案的优化电子读出阶段。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A self-aligned nano-fabrication process for vertical NbN-MgO-NbN Josephson junctions
提出了一种利用自对准氮化硅间隙壁制作垂直NbN-MgO-NbN约瑟夫森结的新工艺。它允许从0.02 μ m^2到几百μ m^2的宽范围的结面积。同时，它适用于复杂的微波电路的实施与传输线阻抗范围从< 1 Ohm to >1千欧姆。组成的薄膜和成品结的特点。后者被示出具有高的间隙电压（> 4 mV）和低的子间隙漏电流。
2017-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimizing Anharmonicity in Nanoscale Weak Link Josephson Junction Oscillators
约瑟夫森隧道结作为非线性元件广泛应用于低噪声放大器、量子比特等超导电路中。然而，氧化物隧道势垒中的微观缺陷可产生低频和高频噪声，这可潜在地限制谐振电路的相干时间和品质因数。弱连接约瑟夫森结是一个有吸引力的替代品，提供了足够的非线性可以设计。我们计算超导弱链接的电流相位关系，与零温度相干长度的尺寸相媲美，连接到二维和三维超导电极。我们的研究结果表明，50-100 nm长的铝纳米桥连接的三维银行可以用来构建非线性振荡器的分叉放大。我们还表明，在静态电流偏置下，这些振荡器具有足够的非谐能级结构，以形成量子比特。这样的弱连接结为实现灵敏的量子线路提供了一条实用的新途径。
2009-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of the 4$π$-periodic Josephson effect in indium arsenide nanowires
通过非阿贝尔马约拉纳零模（MZM）的量子计算提供了一种通过在拓扑超导体制度中的半导体纳米线网络的非局域电荷宇称态中编码量子信息来实现容错的方法。迄今为止，MZM的实验研究主要依赖于单电子隧穿测量，这导致存储在MZM中的量子信息的退相干。作为拓扑量子计算的下一步，需要基于约瑟夫森效应的电荷宇称守恒实验，这也可以帮助排除零偏压电导异常的非拓扑起源。在这里，我们报告的约瑟夫森辐射频率的直接测量InAs纳米线与外延铝壳。对于第一次，我们观察到的$4π$周期约瑟夫森效应以上的磁场$\approx 200\,$ mT，与估计和测量的拓扑相变的类似设备。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson coupling driven magnetoresistance in superconducting NiBi3 nanowires
本研究通过对比含与不含Ni杂质的100 nm宽颗粒状NiBi₃纳米线的磁阻测量，证实磁性杂质引发的随机约瑟夫森耦合是导致负磁阻与磁阻振荡的原因，验证了相关理论预言。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall 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
Theory of Josephson transport through spintronics nano-structure
我们研究了铁磁绝缘体中的约瑟夫森输运，并考虑了它的能带结构。在全极化的FI（FPFI）的情况下，我们发现形成一个π结和原子尺度的0-π过渡诱导增加FI厚度。更值得注意的是，在约瑟夫森结中，通过自旋过滤器材料，如Eu硫属化物，导电d和局部f电子之间的轨道杂化引起π结行为。这种基于FI的π结可以用于实现高度相干的固态量子比特。
2010-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Radiation of Terahertz Electromagnetic Waves from Build-in Nano Josephson Junctions of Cuprate High-Tc Superconductors
高各向异性铜氧化物超导体中的纳米尺度本征约瑟夫森结具有产生太赫兹电磁波的潜力。当超导体样品的厚度远小于真空中电磁波的波长时，超导体呈现为空腔。与传统激光器不同，由于长结中超导相的内部自由度，腔的存在并不能保证相干发射。本文研究了本征约瑟夫森结中孤子对太赫兹波的激发，特别是对于相对较短的结。相干发射需要矩形孤子结构。然而，这样的配置是不稳定的弱波动，相反，孤子有利于三角形晶格对应的异相振荡的电磁波。为了利用腔，我们建议使用短本征约瑟夫森结的堆叠阵列来产生强大的太赫兹电磁波。该腔使不同堆中的等离子体振荡同步，预计发射强度与堆数的平方成正比。
2010-03-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetically induced Josephson nano-diodes in field-resilient superconducting microwave circuits
Physikalisches Institut, Center for Quantum Science (CQ)
研究开发了在强磁场下工作的非线性和可调谐超导微波电路，发现纳米缩窄量子干涉仪中的磁场诱导约瑟夫森二极管效应，提高了电路性能，并揭示了其在量子电路中的应用潜力。
2026-04-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting Qubit Storage and Entanglement with Nanomechanical Resonators
我们描述了一个量子计算架构的基础上集成纳米机械谐振器与约瑟夫森结相位量子比特，我们实现单和多量子比特操作。纳米机械谐振器是GHz频率、高品质因数的压电谐振器，通过压电相互作用耦合到约瑟夫森相位。该系统类似于可调谐电磁腔（纳米机械谐振器）中的一个或多个少能级原子（约瑟夫森量子比特）。我们的架构结合了固态和腔QED方法的最佳功能，并可能在可扩展的固态环境中进行多量子位处理。
2003-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Photon assisted tunneling of high order multiple Andreev reflections in epitaxial nanowire Josephson junctions
半导体/超导体混合体表现出一系列现象，可用于新物理学的研究和新技术的开发。因此，了解这种混合物的能量谱的起源是一个至关重要的目标。在这里，我们研究的约瑟夫森结定义的阴影外延InAsSb/Al纳米线。该器件在低温下表现出栅极可调的超电流，在有限的偏压下表现出多重Andreev反射（MAR）。在微波辐射下，MAR的光子辅助隧穿（PAT）在量子化能量处产生特征振荡边带，它依赖于MAR阶数$n$，与最近提出的经典Tien-Gordon方程的修正一致.量子化的能量间距与微波频率的缩放提供了由$n^\mathrm{th}$顺序隧道过程转移的有效电荷$ne$的独立确认。测量结果表明，PAT作为一个强大的方法分配的低能量的混合约瑟夫森器件的光谱特征的起源。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
