Multiple junction biasing of superconducting tunnel junction detectors
本文提出了一种新的基于超导隧道结的单光子探测器偏置方案。它取代了一个单一的检测器结与三个结的电路,并实现偏置的检测器结在亚间隙电流,而无需使用外部磁场。偏置发生通过三个结的非线性相互作用,我们通过数值模拟证明。这种非线性状态是数值稳定的外部波动,并与高保真度的光子感应电流的电读出兼容。外部磁场的消除潜在地增加了这些类型的光子探测器的能力,并且减轻了在制造大型探测器阵列中所涉及的约束。
2004-10-04 cond-mat.supr-con
Intense terahertz emission from intrinsic Josephson junctions by external heat control
提出了一种利用外部局部加热实现本征约瑟夫森结(IJJ)强太赫兹(THz)辐射的实用方法,并从理论上进行了论证。由局部加热引起的人工温度分布强烈激发IJs内的约瑟夫森等离子体波。因此,THz波的发射功率急剧增强,并且其可以达到mW量级。我们的研究结果表明,使用局部热控制是一个强大的方法来实现实用的固态太赫兹发射器的IJs的基础上。
2014-02-12 cond-mat.supr-con
Asymptotic states in long Josephson junctions in an external magnetic field
研究了外磁场中长约瑟夫森结的渐近态。我们证明了定态Ferrell-Prange方程的解的选择可以用sine-Gordon方程的渐近解来实现,并且通过通过亚稳态来演化到该稳定解,该亚稳态是用快速阻尼的初始扰动的形式来确定的。对边界sine-Gordon和Ferrell-Prange问题进行了数值模拟。在外加磁场较大的情况下,得到了涡旋态和反涡旋态的近似表达式。
2000-04-08 cond-mat.supr-con
Resonance phenomena in a nanomagnet coupled to a Josephson junction under external periodic drive
本文研究了外部周期驱动下纳米磁体与 Josephson junction 耦合系统的共振现象,提出了一种普适的解析方法,可用于控制和预测混合结构中的共振行为。
2023-07-20 cond-mat.supr-con
Elliptic Annular Josephson Tunnel Junctions in an external magnetic field: The statics
本文研究了在最一般的椭圆环情况下,一维平面约瑟夫森隧道结的静态特性。我们分析了在结平面或垂直方向上施加外部磁场时临界电流的依赖性。我们报告了一个详细的研究短和长椭圆环形路口具有不同的偏心率。对于具有归一化周长小于1的结,即使在具有一个被捕获的约瑟夫森涡旋的情况下,也导出并计算了阈值曲线。对于较长的结进行数值分析后,适当的扰动sine-Gordon方程的推导。对于一个给定的应用领域,我们发现,一些不同的相位分布存在不同的根据磁通反磁通对的数量。我们证明了在由镜面对称电极制成的样品中,横向磁场等效于在电流方向上施加的面内场。改变椭圆的偏心率,我们重现所有已知的线性和环形约瑟夫森隧道结的结果。在考虑自场效应的情况下,高质量Nb/Al-AlOx/Nb椭圆环形结的实验数据支持了理论分析。
2015-01-14 cond-mat.supr-con
Fraunhofer patterns in magnetic Josephson junctions with non-uniform magnetic susceptibility
基于磁约瑟夫森结的超导存储器和逻辑的发展依赖于对结特性的理解,特别是临界电流对外部磁通量(即夫琅和费模式)的依赖性。随着具有各种形式的非均匀势垒磁性的约瑟夫森结的迅速发展,夫琅和费花样也越来越复杂。在本文中,我们建立了磁约瑟夫森结的夫琅和费图案模型,其中势垒磁化率是位置和外部磁场相关的。该模型预测的异常夫琅和费图案中的约瑟夫森临界电流的局部极小值可以是非零和非周期性的外部磁通量由于高磁化和退磁区域之间的干扰效应。
2019-03-17 cond-mat.supr-con
Locking of magnetization and Josephson oscillations at ferromagnetic resonance in $φ_0$ junction under external radiation
我们证明了在$ φ_0 $约瑟夫森结中,通过铁磁共振区的约瑟夫森振荡,外电磁辐射可以锁定磁旋进。这导致磁化强度对偏置电流的依赖性的阶跃,其位置由辐射频率和谐振曲线的形状确定。在具有强自旋轨道耦合的结中,具有负微分电阻的状态出现在IV特性上,导致额外的锁定步骤。详细研究了电压和磁化强度的时间依赖性及其傅里叶变换,结果表明,相应的振荡与第一步的振荡具有相同的频率,但它们具有不同的振幅和对辐射频率的不同依赖性。这使得不仅可以控制频率,而且可以控制锁定区域中的磁旋进的幅度。它为诸如反常约瑟夫森结等混合系统中磁矩的控制和操纵开辟了独特的前景。
2022-01-12 cond-mat.supr-con
The ac Driven Annular Josephson Junctions: The Missing Steps
在外辐射存在下对欠阻尼约瑟夫森结的环形系统的研究表明,系统与某些外辐射锁定的能力不仅取决于旋转激励的数量,而且取决于旋转激励的类型(磁通子或反磁通子)。电流-电压特性曲线中的Shapiro台阶仅在含有陷获磁通子或磁通子-反磁通子对的系统中才能观察到。如果被俘获的磁通子与磁通子-反磁通子对同时循环,则无论所施加的外部辐射的振幅或频率如何,都不存在夏皮罗阶跃。
2019-11-13 cond-mat.supr-con
Intrinsically frustrated superconducting array of SFS π-junctions
我们报道了在三角形超导体-铁磁-超导体(SFS)阵列中直接观察到的超导体-铁磁-超导体(SFS)结到π态的交叉,这种交叉表现为输运临界电流依赖于外部磁场的半周期移动。这与零外场下阵列中自发超电流的出现有关,基态相对于两个可能的电流流动方向退化。在传统的约瑟夫森阵列中,这种状态只能通过施加等于每个单元半整数数量的磁量子的令人沮丧的外部场来观察。
2001-03-11 cond-mat.supr-con
φ-State and Inverted Fraunhofer Pattern in Nonaligned Josephson Junctions
从理论上研究了一般非对准约瑟夫森结在外加磁场作用下的特性,揭示了一种与磁通量有关的电流-相位关系。我们解释了异常CPR的起源,通过外部场诱导的电流密度流内的二维准经典Keldysh-Usadel框架。特别地,证明了非对准的约瑟夫森结可以用于获得不同于0和π的基态,对应于所谓的φ结,其通过外部磁通量是可调谐的。此外,我们表明,标准的夫琅和费中心峰的临界超电流可能会被反转成一个局部极小值,仅仅是由于在平面结的几何因素。这与最近的实验测量显示出这种令人困惑的特征具有很好的一致性[R。S. Keizer等人,Nature 439,825(2006)]。
2013-01-25 cond-mat.supr-con
Controlling Josephson transport by manipulation of Andreev levels in ballistic mesoscopic junctions
讨论了如何通过外加静电门、外加电流注入和电磁辐射来影响Andreev能级的结构和非平衡布居数,从而控制直流约瑟夫森电流。特别是,我们将考虑在“长”SIS隧道结的“巨”约瑟夫森电流和三个终端SNS结的规则和异常的非平衡约瑟夫森电流。我们将简要讨论约瑟夫逊场效应晶体管(JOFET)和新发明的约瑟夫逊干涉晶体管(JOINT)的应用。
1998-12-06 cond-mat.supr-con
Towards the observation of phase locked Bloch oscillations in arrays of small Josephson junctions
我们已经设计了一个实验,并进行了广泛的模拟和初步的测量,以确定一组现实的电路参数,应允许观察恒定电流的步骤,在I=2ef在短阵列的小约瑟夫森结下的外部交流驱动频率f。这些步骤的观察表明布洛赫振荡与外部驱动器的相位锁定需要一个高阻抗环境的阵列,这是由芯片上的电阻器靠近结提供。我们表明,的宽度和形状的步骤至关重要地取决于驱动器的形状和电阻器中的电子温度。
2011-09-09 cond-mat.supr-con
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
Coexistence of 0 and $π$ states in Josephson junctions
从理论上预测了具有铁磁结的SQUID中新的磁通量穿透模式。特征的多节点非谐性的电流相位关系意味着稳定和亚稳0和$π$状态的铁磁势垒的影响在低温下的强度的大的间隔共存。因此,整数和半整数磁通量配置的共存出现在射频和直流SQUID,并产生两个通量跳跃每一个外部通量量子。在直流SQUID,新的磁通跳跃表现为两个下降的临界电流依赖于外部磁通量。
2000-11-22 cond-mat.supr-con
Dynamic electromagnetic response of three-dimensional Josephson junction arrays
本文对三维约瑟夫森结阵列的动力学性质进行了理论研究。我们的研究结果表明,这样的超导网络代表高灵敏度的3D-SQUID与传统的平面SQUID相比,具有一些主要的优势。3D-SQUID的电压响应函数与外部电磁场的矢量特性直接相关。这里开发的理论允许三维重建的检测到的外部场,包括有关的字段变量的相位信息。应用包括设计新型磁力计、梯度计和粒子探测器。
1999-07-07 cond-mat.supr-con
Shapiro and parametric resonances in coupled Josephson junctions
研究了微波辐照对高温超导体中本征约瑟夫森结相位动力学的影响。我们比较了在CCJJ和CCJJ+DC模型框架下计算的耦合约瑟夫森结堆在外照射下的电流-电压特性。
2012-08-22 cond-mat.supr-con
Microscopic Theory of Superconductor-Constriction-Superconductor Josephson Junctions in a Magnetic Field
本文给出了二维超导沟道几何收缩模型的微观Eilenberger理论的自洽解。磁场,外部的,以及那些所造成的超电流,包括和有关的方程数值求解没有进一步的假设。温度,几何参数,$κ=λ_L/ξ_0$和外部磁场的Andreev束缚态的弱连接和电流相位关系的影响的结果。我们发现,当有一个有限的超导电流流过时,结内的Andreev束缚态得到了特殊的亚结构。只要伦敦穿透深度与收缩的延伸相当或大于收缩的延伸,约瑟夫森效应就与$κ$无关。此外,弱连接对外部磁场非常不敏感。限制自洽计算的功能进行了讨论。
2007-07-25 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
Devil's staircase structures in $φ_{0}$ junction
超导体-铁磁体-超导体$φ_{0}$结提供了铁磁势垒的磁矩和约瑟夫森相位之间的直接耦合。我们证明了由于自旋-轨道耦合,$φ_{0}$结在外电磁辐射下的IV特性中出现了额外的分数次谐波阶跃。次谐波阶跃的起源与磁矩进动锁定到约瑟夫森振荡有关。我们证明了这些步骤的位置遵循连分式算法。
2019-05-23 cond-mat.supr-con
On piezophase effects in mechanically loaded atomic scale Josephson junctions
在位错诱导的原子尺度约瑟夫森效应的框架内,考虑了本征约瑟夫森接触对外部施加的应力的响应。预测的准周期性(Fraunhofer样)应力-应变和应力-电流模式应该表现为在固有缺陷(例如,孪生)晶体。
1998-05-27 cond-mat.supr-con
Kapitsa pendulum effects in Josephson junction + nanomagnet under external periodic drive
我们研究了耦合到约瑟夫森结的纳米磁体动力学中在外部周期驱动下的重取向效应。Kapitsa摆作为一个机械模拟引入到这个系统中,我们证明了纳米磁体的易轴的重新取向。由约瑟夫森结和外部驱动产生的磁场在卡皮察摆中起着悬点振荡力的作用。高频振荡改变了磁矩的方向。准粒子电流的磁场决定了磁矩取向的频率依赖性。得到了有无外加周期驱动时磁矩稳定位置的简单解析公式,并论证了外加周期驱动对完全重取向电压的影响。
2022-03-24 cond-mat.other cond-mat.supr-con
RF assisted switching in magnetic Josephson junctions
我们测试了外部射频场对磁约瑟夫森结(MJJ)开关过程的影响,该结适合实现与单通量量子逻辑兼容的快速、可扩展的低温存储器。我们表明,微波和磁场脉冲的组合应用可以提高器件的性能,增加对应于逻辑“0”和“1”的临界电流电平之间的分离。使用最佳参数集,电流电平分离的增强可以高达80%。我们表明,外部RF场可以被用作一个额外的工具来操纵的存储器状态,我们预计,这种方法可能会导致选择MJJ的新方法的发展和操纵它们的状态在存储器阵列中的各种应用。
2018-03-28 cond-mat.supr-con
Local external signal shows larger effectiveness when imposed on the fast components in an array of inductively coupled Josephson junctions
感应耦合约瑟夫森结的阵列被认为是和它示出,在存在的快速杂质,这是一个结的临界电流值较小,一个小振幅的周期性信号可以检测到所有其他地方的阵列中,当施加在快速组件。另一方面,施加在阵列中的其他振子上的小幅度信号对整体的动态特性的影响较小
2011-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Non-equilibrium effects in a Josephson junction coupled to a precessing spin
本文从理论上研究了由两个s波超导导线耦合在经典自旋上形成的约瑟夫森结。当外加磁场时,经典自旋将以拉莫尔频率进动。这种磁激活界面导致了自旋向上和自旋向下准粒子具有不同隧穿幅度的时间依赖性边界条件,并且其中进动产生自旋翻转散射过程。结果表明,Andreev态的边带和非平衡布居数依赖于旋进频率和经典自旋与外磁场的夹角. Andreev态导致稳态约瑟夫森电流,其电流-相位关系可用于表征旋进自旋。除了电荷输运之外,还产生了磁化电流,这种自旋电流是时间相关的,其极化轴以与经典自旋相同的旋进频率旋转。
2010-11-20 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
Annular Long Josephson Junctions in a Magnetic Field: Engineering and Probing the Fluxon Interaction Potential
实验研究了长约瑟夫森结中约瑟夫森磁通子与外磁场感生势的相互作用。从一个潜在的良好的磁通的热激活观察和实验探测其预测的量子特性进行了讨论。提出了一种设计磁通子磁双阱势的方法,并提出了利用耦合磁通子态进行量子计算的建议。
1999-11-26 cond-mat.supr-con
Geometric dependence of Nb-Bi${_2}$Te${_3}$-Nb topological Josephson junction transport parameters
制备了超导体-拓扑绝缘体-超导体约瑟夫森结,研究了临界电流、正常态电阻和临界电流调制在外场中的磁通周期性与结宽的关系。以前的文献报道表明,由于存在马约拉纳束缚态的拓扑结的异常标度。然而,对于大多数实现的设备,人们会期望平凡的$2π$ -周期性Andreev能级主导传输。我们还观察到结参数的异常标度行为,但标度可以很好地解释单纯的几何效应,如并行体电导率分流和通量聚焦。
2014-08-05 cond-mat.supr-con
Magnetization induced dynamics of a Josephson junction coupled to a nanomagnet
我们研究了耦合到外部纳米磁体的约瑟夫森结(JJ)的超导电流,该纳米磁体由随时间变化的磁场驱动,在没有和存在外部交流驱动的情况下。我们提供了一个分析,虽然微扰,解决方案的Landau-Lifshitz(LL)方程管理耦合JJ-纳米磁体系统中存在的磁场与任意时间依赖性取向沿纳米磁体的磁化的易磁化轴和弱无量纲耦合$ε_0$之间的JJ和纳米磁体的限制。我们表明Shapiro步骤的存在下,在I-V特性的JJ进行电压偏置的恒定或周期性变化的磁场,并探讨旋转的磁场和外部交流驱动器的存在下,这些步骤的效果。我们支持我们的分析结果与精确的数值解的LL方程。我们还将我们的结果扩展到耗散纳米磁体提供了一个微扰的解决方案的Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程弱耗散。我们研究的命运磁化诱导Shapiro步骤中存在的耗散从我们的分析结果,并通过耦合LLG方程的数值解。我们讨论可以检验我们理论的实验。
2018-01-16 cond-mat.supr-con
Field-free anomalous junction and superconducting diode effect in spin split superconductor/topological insulator junctions
研究了在三维拓扑绝缘体上的超导-铁磁绝缘体双层结构(FIS)自旋分裂超导体之间的扩散约瑟夫森结的输运性质.我们推导出相应的Usadel方程描述在这些系统中的准经典格林函数,并首先求解方程解析的弱邻近的情况下。我们证明了在没有外部磁场的情况下出现的异常相位。我们还探索非互惠电子运输。具体来说,我们通过求解Usadel方程来计算结的二极管效率$η$。我们甚至在零外加磁场下也获得了相当大的二极管效应。我们讨论了二极管效率$η$如何依赖于不同的参数,并发现$η$随温度的非单调行为。
2022-10-03 cond-mat.supr-con
Description of self-synchronization effects in distributed Josephson junction arrays using harmonic analysis and power balance
约瑟夫森结阵列中的功率产生和同步一直受到人们的关注。这源于对非线性耦合系统的基本兴趣以及在实际应用中的潜力。在本文中,我们研究的情况下,一个阵列的结耦合到分布式传输线驱动的外部微波或自振荡模式。我们简化了谐波分析和功率平衡方面的理论处理。我们应用该模型来解释SNS和SINIS结阵列的大操作裕度。我们通过与自振荡ES-SIS结阵列的实验和模拟进行比较,证明了该方法的有效性。
2006-05-19 cond-mat.supr-con
Paramagnetic effect in YBaCuO grain boundary junctions
用射频测量和扫描SQUID显微镜对YBaCuO晶界约瑟夫森结的磁响应进行了详细的研究。在一个名义上零场冷却制度,我们观察到一个顺磁响应在低外场为45度不对称晶界。我们认为,所观察到的现象的d-波序参量对称性的结果,并依赖于Andreev束缚态。
2003-06-29 cond-mat.supr-con
Critical currents in Josephson junctions with macroscopic defects
本文计算了具有宏观缺陷的常规超导体的约瑟夫森结中的临界电流,并对不同的缺陷临界电流密度随磁场的变化进行了分析。我们还研究了零外场下不同模式随缺陷位置的演化。我们研究的解决方案的稳定性,并得出简单的参数,这可能有助于缺陷的表征。在大多数情况下,可以看到重入行为,其中存在最大和最小电流。
2000-09-06 cond-mat.supr-con
Shapiro Step on the rc-Branch in the IV-characteristic of a Josephson Junction with an LC-shunting
研究了外辐射对LC电路分流的约瑟夫森结相位动力学的影响。结果表明,当约瑟夫森频率等于所形成的谐振电路的频率时,结的电流-电压特性中出现了附加的谐振电路(rc)支路。我们表明,夏皮罗台阶宽度的幅度依赖性的变化至关重要时,夏皮罗步骤是在rc分支相比,约瑟夫森结的情况下,没有分流。这些效应的实验实现可能会为现有的方法和技术提供非常重要的优势。
2014-05-15 cond-mat.supr-con
Disorder in two dimensional Josephson junctions
考虑热涨落、随机磁场和外电流的影响,导出了二维(即大面积)约瑟夫森结的有效自由能。我们表明,通过使用复本对称性破缺的方法,该结有四个不同的阶段:无序,约瑟夫森有序,玻璃相和共存的约瑟夫森顺序与玻璃相。在S=1/2处,接近共存到玻璃化转变的临界电流为~(面积)^{-s+1/2},其中S是无序的量度。我们的结果可以解释在温度远低于体的临界温度的高T_c三层结的结有序。
1998-01-01 cond-mat.supr-con
Stationary Charge Imbalance Effect in System of Coupled Josephson Junction
研究了耦合过阻尼约瑟夫森结系统中的稳态电荷不平衡效应。结果表明,结间耦合和电阻态的非零稳态电荷不平衡导致了叠层约瑟夫森结中约瑟夫森频率的降低。在约瑟夫森频率的形成的差异导致的不均匀的开关的夏皮罗步骤制度的存在下,外部电磁辐射和外观的扭结的电压上的IV特性的堆栈。我们还表明,由于台阶边缘的电荷不平衡电位的差异,静态电荷不平衡会导致Shapiro台阶的斜率。对电压偏置耦合约瑟夫森结的理论和实验结果与电流偏置耦合的情况进行了比较。
2019-03-22 cond-mat.supr-con
Emission of continuous coherent terahertz waves with tunable frequency by intrinsic Josephson junctions
我们提出了一种机制,电磁太赫兹波的发射模拟。高$T_{c}$超导体形成自然堆叠的约瑟夫森结。当向样品施加外部电流和磁场时,磁通流感应电压。电压通过约瑟夫森效应产生振荡电流,并且电流激发约瑟夫森等离子体。样品作为腔体工作,输入能量以约瑟夫森等离子体的驻波形式存储。一部分能量以太赫兹波的形式发射。
2004-07-02 cond-mat.supr-con
Experimental evidence of a ϕ Josephson junction
实验证明了具有双简并基态的约瑟夫森结的存在,其平均约瑟夫森相位为<$= \pm <$。可以通过设计在0<π <π的区间内选择π的值。我们实验中所用的结被制作成0-π约瑟夫森结,具有中等标准化长度,具有不对称的0和π区域。我们发现,(a)这些约瑟夫森结有两个临界电流,对应于逃逸的相位从-π和+ π状态;(b)相位π可以设置到一个特定的状态,通过调整外部磁场或(c)通过使用适当的偏置电流扫描序列。实验观察结果与以前的理论预测一致。
2012-07-12 cond-mat.supr-con
Two-Fluxon Dynamics in Annular Josephson Junction
对外加磁场作用下环形约瑟夫森结中的双磁通态进行了理论、数值和实验研究。我们得到了一个解析表达式之间的相互作用的磁通子以任意速度移动(不使用“非相对论”近似)的潜力。把磁通子当作准粒子处理,我们就导出了它们的运动方程。直接模拟的充分扩展的sine-Gordon方程的分析模型所产生的结果吻合良好,在相关的参数区域。实验数据与数值结果定性一致。
2003-06-30 cond-mat.supr-con
Coherent Activation of Zero-Field Fiske Modes in Arrays of Josephson Junctions
系列阵列的约瑟夫森结显示出一种模式的证据,在该模式中,所有的结同步振荡的电压谐振出现,在零外部磁场,在倍数的基本Fiske步骤间距。测量结果表明,谐振电流幅值随电压的增加而线性增加。通过阵列和孤立结的磁场响应研究相干模的性质,发现振荡发生在一个参数平面区域,在该区域直流磁场只激活边界电流,并发生磁通量子动力学。
2008-11-26 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
Enhancement of Andreev reflection by spin polarization in out-of-equilibrium ferromagnet-superconductor junctions
本文报道了Nb/Al/Gd/Al/Nb结的输运测量结果。大块钆是一种弱极化铁磁体(5-7%),以颗粒形式(超顺磁体)存在于结中。我们表明,Andreev反射强烈增强的弱极化,通过施加外部磁场。提出了一个新的模型,占这种效果。运输描述的“热”的载体,经历塞曼分裂由于自旋极化背景。Landauer公式为$G=(4e^2)/h A(h_b)$,$h_b$为晶界处的交换场,A(E)为Andreev电流系数,对于电阻结,其随E增加。
1999-01-07 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
Josephson currents induced by the Witten effect
我们揭示了一种新型的拓扑约瑟夫森效应的存在,涉及II型超导体和三维拓扑绝缘体作为隧道结。我们预测,涡线诱导威滕效应的一个变体,这是拓扑绝缘体的轴子电磁响应的后果:在交界处的界面处,每个通量量子获得e/4的分数电荷。因此,如果垂直于结施加外部磁场,则威滕效应在没有任何外部电压的情况下感应AC约瑟夫森效应。我们推导出一些进一步的实验结果,并提出潜在的设置,这些{量子化,通量诱导,威滕}效应可能会被观察到。
2016-10-14 cond-mat.supr-con
Magnetic Flux Pumping in Superconducting Loop Containing a Josephson $ψ$ Junction
我们证明,一个约瑟夫森结与半金属弱连接集成到超导回路,使泵的磁通量刺穿的环路。在这种结中,基态相位$ψ$由围绕半金属的两个铁磁体中的磁矩的相互取向确定。因此,两个铁磁体之一中的磁矩的进动被控制,通过微波辐射,导致相位$ψ$的累积以及随后在具有不同涡旋的状态之间的切换。所提出的通量泵送机制不需要施加电压或外部磁场,这使得能够设计超导自旋电子学中的电去耦存储单元。
2020-04-28 cond-mat.supr-con
Magnetic flux noise in the three Josephson junctions superconducting ring
本文分析了噪声对含有三个约瑟夫森结的超导环磁特性的影响。该电路是持续电流(通量)量子比特的经典模拟。计算了在热涨落存在下,外加磁场诱导的环形超电流。为了与实验相联系,我们计算了低频谐振回路与感兴趣回路电感耦合的阻抗。我们比较得到的结果与量子模式下的结果-当三结环表现出量子隧穿的磁通量。我们证明了经典模式和量子模式下的槽回路阻抗具有不同的温度依赖性,并且可以很容易地在实验上区分。
2008-01-24 cond-mat.supr-con
Effect of memory and dynamical chaos in long Josephson junctions
研究了在恒定外磁场和直流偏置电流作用下的长约瑟夫森结。结果表明,由sine-Gorgon方程模拟的系统,“记住”一个快速阻尼的初始扰动和最终的渐近状态被确定与此扰动。边界sine-Gordon问题的数值求解和李雅普诺夫指数的计算表明,该系统即使在动力学混沌状态下也具有记忆性,即,动力学混沌不破坏初始信息,具有快速阻尼扰动的特性。
2000-03-27 cond-mat.supr-con
Bifurcations and a chaos strip in states of long Josephson junctions
研究了长约瑟夫森结中的稳态和非稳态,特别是混沌态。计算了参量偏置电流-外磁场平面上的分叉线。观察到沿分岔线的混沌带。结果表明,定态之间的跃迁是从亚稳态到稳定态的跃迁,这些稳定态的热力学吉布斯势可能大于某些亚稳态的热力学吉布斯势.定义了表征定态磁场稳定性的动态临界磁场
2000-03-23 cond-mat.supr-con
Superconducting pi qubit with three Josephson junctions
我们提出了一种新的量子比特,它由两个普通零结和一个铁磁π结组成的超导环组成。在没有外加磁场的情况下,由于零态和π态之间的竞争,系统在相空间中出现了两个简并稳定态。两个简并态之间的量子隧穿导致形成成键态和反键态(相干态),它们被用作比特。为了操纵量子比特的状态,仅需要零附近的小的外部磁场。这一特点导致了大规模的集成和构造具有较小尺寸的量子比特,这是鲁棒的退相干由外部噪声。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Silent Phase Qubit Based on d-Wave Josephson Junctions
我们报告的设计和制造的一种新型的磁通量子比特,利用亚微米YBCO晶界结的本征性质。工作点被保护免受外部场的波动,已经在经典水平上;外部扰动的影响是不存在的,到二阶或三阶,取决于耦合的性质。我们提出了一个实验来观察量子比特中的量子隧穿和拉比振荡。给出了由外磁通涨落引起的退相干的估计。
2003-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Created-by-current states in long Josephson junctions
研究了非均匀变宽度长约瑟夫森结的临界电流-外磁场曲线。我们证明了存在的区域的磁场,其中一些通量状态是稳定的,如果通过结的外部电流是不为零。这些区域的位置和大小取决于结的长度、其几何形状、不均匀性参数和结的形式。随着结长的增加,非均匀约瑟夫森结中出现了非中心(左、右)纯磁通子态。我们证明了新的分叉点的宽度的变化的不均匀性和约瑟夫森电流通过的不均匀性的振幅。
2008-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vortex solid phase with frozen undulations in superconducting Josephson-junction arrays in external magnetic fields
在各向异性耦合的外磁场作用下,从理论上发现了阻挫约瑟夫森结阵列(JJA)中具有自生随机性的涡旋固体。由外部磁场引起的涡旋发展出平行于较弱耦合方向的条纹。分析表明,存在一个连续的、无隙的亚稳态带,其中条纹由横向起伏随机变形。具有处于亚稳态的冻结波动的涡旋固体沿着较强耦合的方向自由滑动,从而即使在零温度下也破坏相的有序性,但是沿着较弱耦合的方向被卡住。
2010-11-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Exact analytical solution of the problem of current-carrying states of the Josephson junction in external magnetic fields
本文从稳定性理论的观点出发,重新考虑了在外加磁场(H)和输运电流(J)作用下,任意长度W的约瑟夫森结的经典问题。特别是,我们推导出完整的无限集的精确解析解的相位差,描述的载流状态的结与任意W和任意模式的注入J。这些解决方案是参数化的两个自然参数:积分常数。它们在参数平面上的稳定区域的边界由相应的无穷多个精确泛函方程确定。被映射到物理平面(H,J),这些边界产生临界传输电流Jc对H的依赖性。与广泛传播的信念相反,即使对于任意小的W,精确的解析依赖性Jc=Jc(H)也被证明是多值的。更重要的是,精确解揭示了存在非量子化的约瑟夫森涡旋携带分数通量,并位于结的边缘之一,只要J是足够接近Jc的某些有限值的H。这一结论(以及其他精确的分析结果)说明了典型情况下的图形分析。
2007-10-29 cond-mat.supr-con nlin.PS
Critical current oscillation by magnetic field in semiconductor nanowire Josephson junction
从理论上研究了具有强自旋轨道相互作用的半导体纳米线约瑟夫森结的临界电流。临界电流在外加磁场作用下振荡。我们揭示了在存在自旋轨道相互作用的情况下,临界电流的振荡依赖于磁场的方向。我们使用紧束缚模型对纳米线进行了数值模拟。Andreev能级被计算为两个超导体之间的相位差$φ$的函数。在短结的情况下,直流约瑟夫森电流从Andreev水平评估。自旋-轨道相互作用产生有效磁场。当外场与有效场平行时,临界电流振荡并伴随着$0$ - $π$类跃迁.当外场与有效场之间的夹角越大时,振荡周期越长。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological order in the insulating Josephson junction array
我们提出了一种约瑟夫森结阵列,它可以通过改变外部磁场来调谐到一个非常规的绝缘状态。这种绝缘状态保留了一个间隙到一半的漩涡,因此,这种阵列与非平凡的全球几何表现出基态简并。这种简并被保护免受外部噪声的影响。我们计算的间隙分离更高的能量状态从简并基态,我们讨论的实验探测这种绝缘体的不寻常的属性。
2002-11-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con