Fraunhofer oscillations of the critical current at a varying Zeeman field in a spin-orbit coupled Josephson junction
塞曼相互作用导致自发电流通过与自旋轨道耦合的正常金属的约瑟夫森接触，即使在没有任何电压或相位偏置的情况下。在二维电子气中电子的Rashba自旋轨道耦合的情况下，这种效应发生在平行于2D系统和超导接触的塞曼场。同时，当电场垂直于接触面时，自发电流不存在。结果表明，在后者的情况下，它可能表现在振荡的临界约瑟夫森电流在不同的塞曼能量。这些振荡具有夫琅禾费衍射图案的形式。基于半经典格林函数，计算了强自旋轨道耦合无序二维电子气和三维拓扑绝缘体表面电子在相位偏置下的约瑟夫森电流.在后一种情况下的衍射图案被认为是最明显的，而在拉什巴气体的临界电流的振荡较弱。
2020-10-08 cond-mat.supr-con
Asymmetric Fraunhofer pattern in Josephson junctions from heterodimensional superlattice V$_5$S$_8$
在约瑟夫森结（JJ）中引入自旋-轨道耦合（SOC）会引起不寻常的约瑟夫森效应。我们研究了基于一种新发现的异质超晶格V $_5$ S $_8$的异质结，这种异质结具有特殊的SOC形式，其独特的同质界面使得我们的异质结能够消除界面和无序所带来的非本征效应。我们观察到不对称的夫琅和费图案的垂直磁场和电流。非对称性受面内磁场的影响。图案的分析指出，约瑟夫森电流的非平凡的空间分布，这是固有的SOC在V $_5$ S $_8$。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous Fraunhofer patterns in gated Josephson junctions based on the bulk-insulating topological insulator BiSbTeSe2
基于三维拓扑绝缘体（TI）的约瑟夫森结中，可以形成一维Majorana模。虽然最近报道了在体绝缘TI样品上制作的约瑟夫森结中观察到的超导电流，但在这种基于TI的约瑟夫森结中观察到的夫琅和费图案（有时会出现异常特征）仍然没有得到很好的理解。在这里，我们报告了我们的研究，高度栅极可调TI基约瑟夫森结制成的最大的体绝缘TI材料之一，BiSbTeSe 2，和Al。费米能级可以通过跨狄拉克点的门控调谐，和高的透明性的Al/BiSbTeSe 2接口是由一个高的特征电压和多个Andreev反射与峰值指数达到12。在整个栅极电压范围内观察到具有缺失波瓣的异常夫琅和费图案。我们发现，通过采用先进的拟合过程中使用的最大熵方法在Monte Carlo算法，反常的夫琅和费图案被解释为在TI表面上的结中的超电流分布的不均匀的结果。除了建立一个非常有前途的制造技术，这项工作澄清了一个重要的开放问题，关于TI为基础的约瑟夫森结。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Diode effect in the Fraunhofer pattern of disordered planar Josephson junctions
研究无序对平面约瑟夫森结弗朗霍费尔模式中二极管效应的影响，发现对称结构禁止效应，节点点放大效应，并扩展至多端口和并联系统。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Two-dimensional Josephson vortex lattice and anomalously slow decay of the Fraunhofer oscillations in a ballistic SNS junction with a warped Fermi surface
约瑟夫森结的临界电流是封闭磁通量$ $的振荡函数，因为量子干涉被周期性$h/2e$调制。我们计算这些夫琅和费振荡在一个二维（2D）弹道超导体-正常金属-超导体（SNS）结。对于费米圆，振荡的振幅衰减为$1/Φ$或更快。如果费米圆强烈翘曲，就像它在带中心附近的正方形晶格上一样，我们发现当磁性长度$l_m=\sqrt{\hbar/eB}$下降到NS界面的间隔$L$以下时，振幅衰减较慢$\propto 1/\sqrtΦ$。临界电流缓慢衰减的交叉伴随着正常区域中的电流涡旋和反涡旋的2D阵列的出现，其形成具有晶格常数$\simeq l_m^2/L$的二分矩形晶格。对于圆形费米面，当只剩下通常的单行约瑟夫森涡旋时，二维晶格消失。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pb-graphene-Pb Josephson junctions: characterization in B field
我们制作了超导体-石墨烯-超导体约瑟夫森结，超导区域由铅（Pb）制成。通过gragahene的临界电流可以被外部磁场调制;由此产生的夫琅和费干涉图案显示出几个周期的振荡，表明结是均匀的。偏离完美的夫琅和费模式进行观察，并解释其原因是考虑到样品设计的模拟。
2011-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Even-odd flux quanta effect in the Fraunhofer oscillations of an edge-channel Josephson junction
计算了磁通相关临界超导电流$I_c(Φ)$通过两个超导电极之间的量子自旋霍尔绝缘体时$h/2e$和$h/e$周期振荡的拍频。沿着超导体的导电路径经由非螺旋通道连接螺旋边缘通道，允许沿着一个边缘入射到超导体上的电子沿着相对边缘被Andreev反射。在小Andreev反射概率的限制下，所产生的奇偶效应由$I_c\propto|\cos(eΦ/\hbar)+f|$描述，其中$|f|\ll 1$与相位相干边缘间传输的概率成比例。由于$f$的符号取决于微观细节，大小峰交替的样本依赖性反转是奇偶效应的跳动机制的显著特征。
2015-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical Current Oscillations of Josephson Junctions Containing PdFe Nanomagnets
具有铁磁层的约瑟夫森结是一类新型低温存储器件中的重要元件。一种类型的存储器器件包含具有一个“硬”磁层和一个“软”层的自旋阀。为了实现低切换场，软层具有低磁化和低磁晶各向异性是有利的。满足这些标准的一类候选材料是具有低Fe浓度的Pd $_{1-x}$ Fe $_{x}$合金系统。我们目前的研究微米级的椭圆形约瑟夫森结包含Pd $_{97}$ Fe $_{3}$层的厚度变化。通过施加一个外部磁场，结的临界电流被发现遵循特征夫琅和费模式。从Fraunhofer图案中提取的临界电流的最大值作为铁磁屏障厚度的函数振荡，指示在零值和$π$值之间跨越结的相位差的转变。
2016-09-05 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
Anomalous Fraunhofer Interference in Epitaxial Superconductor-Semiconductor Josephson Junctions
研究了基于InAs/InGaAs异质结的超导-半导体-超导（SNS）结中的临界电流随垂直磁场和面内磁场的变化规律.这种材料系统由于其非常好的超导体-半导体耦合以及半导体中的大自旋轨道相互作用和g因子而引起人们的兴趣。薄的外延Al允许在不破坏超导性的情况下施加大的面内场。对于垂直于结的场，通量聚焦会导致临界电流模式中的非周期性节点间距，称为夫琅和费模式，类似于光学中的相关干涉效应。添加一个面内场会在图案中产生两个进一步的异常。首先，高阶节点被系统地加强，表明电流沿设备的边缘流动，作为由诱导的磁通偶极子驱动的Andreev状态的限制的结果;第二，在干扰中出现的不对称性取决于场的方向和幅度。提出了一个模型，显示出良好的协议与实验，阐明通量聚焦，塞曼和自旋轨道耦合，以及在产生这些效果的障碍的作用。
2016-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity and Josephson critical current in quantum spin Hall systems
我们考虑最近的实验宽超导体量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）超导体约瑟夫森结，这已经显示了接近诱导超导性的边缘模式的QSHI系统的基础上观察到的约瑟夫森临界电流的夫琅和费谱作为一个功能的应用磁场的近似分析的初步证据。使用一个完全独立的精确的数值方法，包括非线性约束的数值优化，我们计算的超导电流的轮廓，比较我们的结果定量与实验Fraunhofer模式在HgCdTe和InAs-GaSb基QSHI约瑟夫森结。我们的结果与实验定性一致，验证了当系统处于QSHI相时，2D样品中的电流分布确实在样品边缘有峰值，从而支持了QSHI边缘模式中确实诱导了超导性的解释。另一方面，我们的数值计算工作清楚地表明，这将是非常困难的，如果不是不可能的，获得详细的定量信息的超导电流分布只是从约瑟夫森夫琅和费光谱的分析，因此，结论的精确宽度的边缘模式或其拓扑性质是最有可能在这个阶段是不成熟的。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical Current Oscillations of Elliptical Josephson Junctions with Single-Domain Ferromagnetic Layers
含有铁磁层的约瑟夫森结对于开发实用的低温存储器和超导量子比特具有相当大的兴趣。对于一定范围的铁磁层厚度，这种结表现出$π$的相移。我们目前的研究铌基微米级椭圆形约瑟夫森结含有铁磁势垒的Ni $_{81}$ Fe $_{19}$或Ni $_{65}$ Co $_{20}$ Fe $_{15}$。通过施加一个外部磁场，结的临界电流被发现遵循特征夫琅和费图案，并显示尖锐的切换行为暗示单畴磁铁。高质量的夫琅和费图案使我们能够提取的临界电流的最大值，即使当峰值被转移到数据的范围外，由于铁磁层的磁矩显着。临界电流的最大值作为铁磁势垒厚度的函数振荡，指示在零和$π$的值之间跨越结的相位差的转变。我们比较的数据，以前的工作和现有理论的基础上的0- $π$转换的模型。
2017-09-18 cond-mat.supr-con
Theory of heterotic SIS Josephson junctions between single- and multi-gap superconductors
利用泛函积分方法，我们建立了单能隙和双能隙超导体间异质SIS约瑟夫森结的理论。该理论预言了超导相的同相和异相集体振荡模式的存在。前者对应于约瑟夫森等离子体模式，其频率因$\pm$ s波对称性而急剧降低，而后者是约瑟夫森结中Leggett模式的对应物。我们还揭示了临界电流和夫琅和费花样强烈依赖于双能隙超导体的对称类型。
2009-06-14 cond-mat.supr-con
Commensurability effects in overlap Josephson junctions coupled with a magnetic dots array
报道了铁磁纳米点阵列对短重叠约瑟夫森结临界电流的强烈影响的实验观察。由于在磁场诱导的衍射图案中存在额外的峰，检测到显著的可重复性效应。约瑟夫森结的夫琅和费图形的变化是由于在电极中形成了Abrikosov涡旋，引起了结区的相位不均匀性。
2005-12-30 cond-mat.supr-con
Periodic oscillations of flux flow resistance in intrinsic Josephson junctions with various lateral sizes down to a size of non-linear core of Josephson vortex
为了研究Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +d本征约瑟夫森结（IJJ）中的约瑟夫森涡旋晶格（JVL）的同相结构（矩形晶格），我们采用聚焦离子束刻蚀技术制备了不同横向尺寸的IJJ，并测量了面内磁场（H）下的磁通流阻（RFF）。我们发现，在一个与尺寸无关的临界场以上，在窄长IJs（0.29-2.77 mm）中，临界电流呈现夫琅和费模式，然后RFF~H以H 0周期振荡。最引人注目的是，这种振荡在亚微米IJs中变得像脉冲一样，这表明在脉冲之间，矩形JVL成为主要结构。
2006-07-05 cond-mat.supr-con
Influence of nonuniform critical current density profile on magnetic field behavior of AC susceptibility in 2D Josephson Junction Arrays
采用互感测量方法，研究了人工制备的高度有序（周期性）的Nb-AlO_x-Nb结二维约瑟夫森结阵列的复交流磁化率与磁场的关系。所观察到的行为可以解释假设单元近似的过阻尼模型与一个单一的结内的非均匀的临界电流分布。
2005-06-20 cond-mat.supr-con
Manifestation of geometric resonance in current dependence of AC susceptibility for unshunted array of Nb-AlOx-Nb Josephson junctions
在未分流的Nb-AlOx-Nb约瑟夫森结二维阵列的交流磁化率与电流的关系中观察到明显的类共振结构。使用一个单一的plaquette近似，我们能够成功地拟合我们的数据，假设共振结构与阵列的几何（电感）属性。
2010-08-24 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
Unusually strong coherent response from grain-boundary Josephson network in polycrystalline Pr_{x}Y_{1-x}Ba_2Cu_3O_7
用自制的高灵敏度交流磁化率测量仪测量了Pr_{x} Y_{1-x} Ba_2Cu_3O_7多晶（x= 0.0，0.1和0.3）的交流磁化率，观察到交流磁化率实部的Fraunhofer型低场周期性振荡，这是由于约瑟夫森涡旋穿过晶界约瑟夫森网络的晶间区所致。假设单结接触面积的洛伦兹型分布，我们能够成功地拟合实验数据。
2009-08-14 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
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 junctions with centered step and local variation of critical current density
制备了基于Nb \Al 2 O3 \Ni \Cu \Nb叠层的超导体-绝缘体-铁磁体-超导体（SIFS）约瑟夫森隧道结。几个0.1 nm的台阶高度被定义为通过光学光刻和Nb和NiCu层的控制蚀刻。实验确定的结参数的电流-电压特性和Fraunhofer图案表示一个均匀的NiCu厚度和类似的界面腐蚀和非蚀刻部分的crosperencies。计算和测量了具有相同接地相位差但两半中具有不同临界电流密度的阶梯结的临界电流衍射图案。实测数据与模拟结果吻合较好。
2009-06-10 cond-mat.supr-con
Low-T_c Josephson junctions with tailored barrier
在金属铁磁层\Ni_{0.6} \Cu_{0.4}中制备了Nb/Al_2O_3/ Ni_{0.6} Cu_{0.4} /Nb基超导体-绝缘体-铁磁体-超导体（SIFS）约瑟夫森隧道结。该台阶是通过光刻和控制蚀刻来定义的。台阶高度在几埃的尺度上。实验确定的结参数的电流-电压特性和Fraunhofer图案表明一个均匀的F-层厚度和相同的界面腐蚀和未腐蚀的F-层。该技术可用于定制低T_c约瑟夫森结，其在结区域的限定部分具有受控的临界电流密度，如可调谐谐振器、磁场驱动电子器件或相位调制器件所需。
2007-01-02 cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson Hall effect in doped topological insulators with the nematic superconductivity
本文用Ginzburg-Landau方法研究了具有$E_u$奇宇称的超导体中的约瑟夫森效应。双分量矢量超导序参量使这种效应相当不寻常。我们得到Meissner核有非对角分量。我们推导出不同配置的结，样品的晶轴，和向列性方向的电流相位关系。我们证明了在没有磁化的情况下，可以观察到反常的约瑟夫森霍尔效应。也就是说，对于结和晶轴的确定取向，沿结的约瑟夫森电流分量由接触两端的序参量相位差引起。我们还计算了通过结的最大电流与磁场的关系。我们发现，夫琅和费振荡的最大约瑟夫森电流的周期依赖于结的几何形状，磁场的方向，向列性矢量。
2022-04-14 cond-mat.supr-con
Theory of scanning gate microscopy imaging of the supercurrent distribution in a planar Josephson junction
本文利用扫描门显微镜技术，从理论上研究了在垂直磁场作用下超导-正常-超导平面结中超导电流分布的映射。我们发现，如果结中的通量设置为接近夫琅和费图案的最大值，则约瑟夫森涡旋中排列的反向传播超电流的分布可以通过扫描探针尖端感应的临界电流的变化来映射。相反，当磁场将结驱动到夫琅和费模式中的超电流最小值时，超导相适应，并且尖端总是增加超电流。垂直的磁场导致约瑟夫森涡旋的形成，其高度透明的结的延伸取决于电流的流通方向。我们表明，这导致一个不对称的超电流分布在交界处，这可以通过扫描栅显微镜揭示。我们解释我们的研究结果的基础上的数值计算的短和长结的限制，并提供了一个现象学模型所观察到的现象。
2022-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson inductance as a probe for highly ballistic semiconductor-superconductor weak links
本文对基于外延Al-InAs异质结的弹道式约瑟夫森结的约瑟夫森电感和直流输运特性进行了同步测量。有限偏置电流下的约瑟夫森电感直接揭示了电流-相位关系。在不需要相位偏置的情况下提取了邻近诱导间隙、临界电流和透明度$\barτ$的平均值，证明了例如~ $\barτ=0.94$的接近1的值。我们的方法使我们能够深入探测设备在非耗散制度，普通的运输测量是没有特色的。在垂直磁场中，结的临界电流呈现出近乎完美的夫琅和费图形，对$\barτ$的大小不敏感。相比之下，电感中的超电流干扰的特征对$\barτ$极其敏感。
2021-02-04 cond-mat.supr-con
Asymmetric Josephson Effect in Inversion Symmetry Breaking Topological Materials
具有拓扑保护表面态的拓扑材料近年来引起了人们的广泛关注。本文研究了超导体/反转对称破缺拓扑材料/超导体结的临界电流。我们惊奇地发现，在具有破缺反转对称性的拓扑材料中，在固定磁场$B$下的临界约瑟夫森电流$|I^{+}_c(B)|$的大小对于沿相反方向流动的临界电流$|I^{-}_c(B)|$是不相同的。此外，临界电流违反了$| I_{c}^{\pm}(B)| = |I_{c}^{\pm}(-B)|$关系，并产生不对称的夫琅和费图案。我们称这种现象为非对称约瑟夫森效应（AJE）。AJE可以用来检测拓扑材料中的反转对称性破缺，例如量子自旋霍尔系统和Weyl半金属。
2018-02-28 cond-mat.supr-con
Magneto-Chiral Anisotropy in Josephson Diode Effect of All-Metallic Lateral Junctions with Interfacial Rashba Spin-Orbit Coupling
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Aalto University（阿尔托大学）
研究全金属扩散约瑟夫森结中界面拉比自旋轨道耦合对约瑟夫森二极管效应的影响，发现其具有铁磁-手性各向异性特性。
2026-04-27 cond-mat.supr-con
Reentrant AC magnetic susceptibility in Josephson-junction arrays: An alternative explanation for the paramagnetic Meissner effect
在高$T_{C}$颗粒超导体中测得的顺磁迈斯纳效应（PME）归因于颗粒间存在$π$结。在这里，我们提出的测量复杂的交流磁化率从二维阵列的传统（非$π$）Nb/Al/AlOx/Nb约瑟夫森结。我们测量了作为温度$T$、激励场的AC振幅$h_{AC}$和外部磁场$H_{DC}$的函数的磁化率。实验表明，强的顺磁贡献的多结环，这表明在低温下作为一个折返筛选本身，为值的$h_{AC}$高于50 MoE。一个高度简化的模型，基于一个单一的循环，包含四个结，占这种顺磁的贡献和参数范围内，它出现。该模型提供了一种不涉及$π$ -连接的PME的替代解释。
1999-10-06 cond-mat.supr-con
Exact solution of the Lawrence-Doniach model in parallel magnetic fields
首次得到了层状超导体在平行磁场中Lawrence-Doniach模型的完整精确解析解。通过解决一个非平凡的数学问题的自由能泛函的精确最小化，我们得到一个封闭的，自洽系统的平均场方程只涉及两个变量。这些方程的精确解证明了约瑟夫森涡旋同时渗透到所有的障碍，产生一个全新的表达较低的临界场，驳斥了三角形约瑟夫森涡旋晶格的概念，并澄清了物理的夫琅和费振荡的总临界约瑟夫森电流。PACS编号：74.80.Dm、74.20.De、74.50.+ R
1999-01-21 cond-mat.supr-con
Thermal expansion of Josephson junctions as an elastic response to an effective stress field
通过引入约瑟夫森结的热膨胀（TE）概念，研究了单个小结和正方形结TE系数$α$随温度和磁场的变化关系.特别是，我们发现，除了{ \it场}振荡由于Fraunhofer的依赖性的临界电流，$α$的一个小的单结也表现出强烈的磁通驱动的{ \it温度}振荡附近的$T_C$。我们还数值模拟了有限自感闭环（阵列的原型）的应力诱导响应，发现只要施加的磁场足够强以补偿屏蔽诱导效应，$5\times 5$阵列的$α$仍可能表现出温度振荡。
2007-01-18 cond-mat.supr-con
Edge critical currents of dense Josephson vortex lattice in layered superconductors
本文计算了沿原子层超导体层施加大磁场$B$所产生的稠密约瑟夫森涡旋晶格的临界电流随场的变化关系。在干净的样品中，由于晶格与边界的相互作用，出现有限的临界电流。边界引起晶格的交替变形，在典型长度处在样品内部衰减，该典型长度大于约瑟夫森长度并且与磁场成比例地增加。这种变形的确切形状和沿表面流动的总电流由晶格在体块中的位置唯一地确定。总的最大约瑟夫森电流具有强振荡的整体1/B依赖性。与公知的夫琅和费依赖性相反，振荡周期对应于添加\emph{one flux quantum per two junctions}。由于与边界的相互作用，慢晶格运动的磁通流电压也随场振荡，与最近的实验一致。
2002-10-17 cond-mat.supr-con
Zero-bias conductance peak and Josephson effect in graphene-NbTiN junctions
我们报告的电子传输测量接触NbTiN电极，在低温下保持超导高达至少11特斯拉的石墨烯。在一个单一的超导接触的设备，我们发现在零偏置的电导，我们解释在无反射隧穿的两倍以上的增强。在具有两个超导接触的器件中，我们观察到了约瑟夫森效应、双极超电流和夫琅和费斑图。
2012-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Breakdown of the escape dynamics in Josephson junctions
我们发现了高临界电流密度Jc的约瑟夫森结中零电压态的逃逸率的反常行为。在这项研究中，我们采用了YBa 2Cu 3 O 7-x晶界结，它跨越了广泛的Jc，并有适当的电动力学参数。这种高Jc结，当滞后时，不按照预期的随机约瑟夫森分布从超导切换到正常状态，尽管具有标准的约瑟夫森特性，例如夫琅和费磁场图案。开关电流分布（SCD）是一致的非平衡动力学发生在当地，而不是一个全球范围内。这意味着，宏观量子现象似乎是实际上无法实现的高Jc结。我们认为，SCD是一个准确的手段来衡量非平衡效应。这种从全局到局部动力学的转变与所有类型的弱连接都相关，包括纳米混合约瑟夫森结的新兴家族。因此，在使用这种结时应该谨慎，例如，寻找马约拉纳费米子。
2015-08-05 cond-mat.supr-con
Anomalous quantum interference effects in graphene SNS junctions due to strain-induced gauge fields
研究了应变引起的规范场对石墨烯基约瑟夫森结中超导电流的影响。我们发现，在一个恒定的伪磁场${\bf B}_S$的存在下，起源于一个弧形的弹性形变，约瑟夫森电流单调增强。这与实磁场通过结引起的超导电流振荡行为（称为夫琅和费模式）形成对比。由于时间反演对称性，应变诱导的规范场在两个谷处具有相反的方向，因此不存在振荡超电流。随后，由于${\bf B}_S$，在由来自不同谷的电子和空穴组成的束缚态所携带的电流中没有净Aharonov-Bohm效应。另一方面，当磁场和赝磁场同时存在时，我们发现Fraunhofer振荡随实磁场通量的变化而变化，我们发现Fraunhofer图案，特别是其周期，随应变诱导的规范场以及结的几何纵横比的变化而略有变化。有趣的是，两种规范场的组合在局部电流密度分布中产生了两个特殊的指纹：（i）约瑟夫森电流密度的强局部化，具有更强的最大振幅;（ii）膨胀涡核的出现-约瑟夫森电流几乎减少的有限区域-其大小随着${\bf B}_S$的增加而增加。这些发现揭示了石墨烯SNS结中应变诱导的规范场的意想不到的干涉特征，并为伪磁场的灵敏探测提供了独特的工具。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-dependent Spin Polarization of Cooper Pairs in Magnetic Josephson Junctions
在过去的几十年里，超导体-铁磁体混合结构（SF）引起了人们极大的兴趣，这是由于在这些结构中预测和观察到的各种有趣的现象。其中之一就是所谓的逆邻近效应。它由库珀对的自旋极化来描述，这种极化不仅发生在铁磁体（F）中，而且发生在超导体（S）中，从而在超导体内部产生有限的磁矩$M_{\text{S}}$。这种效应已被预测和实验研究。然而，对实验数据的解释大多是模糊的。本文从理论上研究了自旋极化库珀对对SFS结中约瑟夫森效应的影响。我们表明，感应磁矩$M_{\text{S}}$不依赖于相位差$φ$，因此，将振荡的约瑟夫森频率$2eV/\hbar$的时间，如果电流超过一个临界值。最重要的是，超导体中的自旋极化导致夫琅和费图案的显着变化，这可以很容易地通过实验获得。
2019-08-22 cond-mat.supr-con
All-MgB2 Josephson tunnel junctions
利用分子束外延生长的MgB_2薄膜首次制备了三明治型全MgB_2约瑟夫森隧道结（MgB_2/AlOx/MgB_2）。结表现出相当大的超导电流（IcRN产品~ 0.8 mV在4.2 K），一个明确的超导能隙（δ = ~2.3 mV），和明确的夫琅和费模式。δ的超导能隙电压与多能隙情况下的小能隙电压一致。结果表明，MgB 2在T ~ 20 K的超导电子学中具有广阔的应用前景。
2004-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High quality ferromagnetic 0 and pi Josephson tunnel junctions
我们制备了高质量的$\Nb/\Al_2Ø_3/\Ni_{0.6}\Cu_{0.4}/\Nb$超导体-绝缘体-铁磁体-超导体约瑟夫森隧道结。根据铁磁$\Ni_{0.6}\Cu_{0.4}$层的厚度和环境温度，结处于0或$π$基态。所有的交界处都有均匀的界面，显示出几乎完美的夫琅和费模式。$\Al_2Ø_3$隧道势垒允许实现相当低的阻尼，这是许多实验所期望的，特别是在量子域中。McCumber参数$β_c$随温度降低呈指数增加，并在$T=2.1 {\rm K}$处达到$β_c\approx700$。在$T=2.1 {\rm K}$下，$π$态的临界电流密度高达$5\:\rm{A/cm^2}$，导致约瑟夫森穿透深度$λ_J$低至$160\:\rm{μm}$。实验确定的结参数很好地描述了考虑到自旋翻转散射的$\Ni_{0.6}\Cu_{0.4}$层和不同的界面的反射率的理论。
2006-08-24 cond-mat.supr-con
Odd-frequency Pairing in Conventional Josephson Junctions
使用一个简单的理论模型，我们证明了出现在传统的约瑟夫森结的奇频对振幅在没有电压（直流效应）和有限的电压（交流效应）的存在下。在这两种情况下，我们发现，奇数频率interlead配对出现时，约瑟夫森电流预计流动。此外，我们表明，铅间的自旋磁化率是直接影响的奇频对振幅的存在。具体地说，我们发现，自旋磁化率被抑制时，奇频分量是最大的。通过在约瑟夫森结物理学和奇频配对之间建立一种新的联系，这项工作证明了奇频配对对于理解传统超导系统的重要性。
2018-04-19 cond-mat.supr-con
Josephson vortex dynamic in superconducting $YBa_2Cu_3O_x$ ceramics
本文用交流磁化率测量法研究了$YBa_2Cu_3O_x$超导陶瓷在非完全磁通量穿透区的约瑟夫森涡旋动力学。从0.01 Hz开始，随着磁场频率的增加，交流磁响应呈现出复杂的频率依赖性：在正弦磁场的半个周期内，交流磁化率的实部$Δχ\prime$和虚部$χ\prime\prime$出现两个不对称的峰。通过对实验结果的分析，提出了约瑟夫森涡旋在运动过程中体积（直径）可能增大的观点。根据约瑟夫森涡-涡相互作用对实验结果进行了讨论.
2004-06-22 cond-mat.supr-con
Anomalous $h/2e$ periodicity and Majorana zero modes in chiral Josephson junctions
本文揭示了手性约瑟夫森结中手性Andreev边缘态耦合导致$h/2e$磁通周期性的机制，并指出该周期性与结两端鲁棒的马约拉纳零能模同源，从而提供了一种通过夫琅禾费振荡周期识别马约拉纳零能模区间的方法。
2023-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Junctions with a synthetic antiferromagnetic interlayer
我们报告的测量的临界电流与Co的厚度在Nb/Cu/Co/Ru/Co/Cu/Nb约瑟夫森结，其中内部的Co/Ru/Co三层是一个“合成反铁磁体”的两个Co层的磁化耦合到彼此通过0.6 nm厚的Ru层反平行。由于反平行磁化排列，结中的净内禀磁通量几乎为零，并且这种结在临界电流与施加的磁场的关系中表现出优异的夫琅和费图案，即使总Co厚度大至23 nm。临界电流与Co厚度的关系没有明显的振荡，与这种情况的理论预期一致。当Co总厚度从3 nm增加到23 nm时，结的临界电流衰减超过4个数量级。这些结可以作为有用的模板，为未来的探索自旋三重态超导相关性，这是预测发生在超导/铁磁混合系统中的某些类型的磁不均匀性的存在下。
2009-05-13 cond-mat.supr-con
Phase biasing of a Josephson junction using Rashba-Edelstein effect
本文利用 Rashba-Edelstein 效应，通过 Nb-(Pt/Cu)-Nb 平面 Josephson 结直接探测非平衡自旋矩，发现 Fraunhofer 图样在垂直磁场下发生偏移，并证明该器件可作为超导量子电路的无磁相位电池。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On the origin of reentrance in 2D Josephson Junction Arrays
对并联和未并联的二维约瑟夫森结阵列（2D-JJA）的磁特性进行了比较研究。使用2D-JJA模型的单元格近似，我们能够成功地拟合我们所有的实验数据（对于磁化率的温度，AC和DC场依赖性），并证明AC磁化率的动态再入与Stewart-McCumber参数β_C的值直接相关。在大量数值模拟的基础上，绘制了β_C与β_L的相图，该相图划分了阵列中重入和非重入行为的边界。
2005-06-24 cond-mat.supr-con
High Tc Josephson nanoJunctions made by ion irradiation : characteristics and reproducibility
用离子辐照的两步工艺制备了可重复的高Tc约瑟夫森结。首先，通过经由金掩模对c轴取向的YBa 2 Cu 3 O 7膜进行离子照射，设计1 ~ 5 μ m宽的微桥，使得未受保护的部分变为绝缘。然后，通过在标准电子光致抗蚀剂中开口的20 nm宽的窄缝以低得多的剂量照射，在桥内限定较低的Tc部分。这些平面结，其设置可以微调，表现出可再现的和接近理想的约瑟夫森特性。非滞后电阻分流结（RSJ）一样的行为，观察到，连同sinc夫琅和费模式的矩形结。IcRn乘积随温度而变化;它可以达到几mV。典型的电阻范围从0.1到几欧姆，临界电流密度可高达30 kA/cm 2。特性的离散度非常低，在5%至10%的范围内。这种纳米结已被用于制造在液氮（LN 2）温度下操作的微SQUID（超导量子干涉器件）。它们表现出非常小的不对称性、良好的灵敏度和相当低的噪声。这个过程很容易扩展，以制造相当复杂的约瑟夫森电路。
2006-12-08 cond-mat.supr-con
Signatures of Topological Transitions in the Spin Susceptibility of Josephson Junctions
本文从理论上研究了平面约瑟夫森结的自旋极化率在系统进入拓扑超导态时的变化。我们表明，磁通量和磁场的自旋磁化率的依赖密切映射系统的相图。在没有外部磁通量的情况下，系统可以通过使其自由能最小化而自调谐到拓扑超导状态。自调谐拓扑跃迁伴随着自旋磁化率的尖峰，因此可以用作检测拓扑超导态的可测量指纹。远离峰值，自旋磁化率的幅度可以提供关于拓扑能隙的相对大小的定性信息。在自旋磁化率的签名是强大的，即使在结与狭窄的超导导线，临界电流最小值可能不再作为拓扑相变的指示。数值模拟的补充与简化的分析模型能够捕捉的自旋磁化率行为预测的主要功能。预测的结果可能是特别相关的未来实验的实现和检测的拓扑超导态的平面约瑟夫森结。
2021-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson coupling in high-T$_c$ superconducting junctions using ultra-thin BaTiO$_3$ barriers
我们研究了垂直堆叠的约瑟夫森隧道结的电输运使用GdBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-d}$电极和BaTiO $_3$障碍，厚度在1 nm和3 nm之间。通过在（100）SrTiO $_3$上溅射，使用GdBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-d}$（16 nm）/ BaTiO $_3$（1 - 3 nm）/ GdBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-d}$（16 nm）三层生长，结合光学光刻和离子蚀刻来制造具有20 mm × 20 mm面积的结。在低温下的电流-电压测量显示与BaTiO $_3$势垒为1 nm和2 nm的结的约瑟夫森耦合。将势垒厚度减小到临界厚度以下似乎抑制了BaTiO $_3$的铁电性质。随着势垒厚度的增加，Josephson耦合温度显著降低，这可能与应力抑制底部GdBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-d}$的超导临界温度有关.在12 K下，对于1 nm和2 nm的BaTiO $_3$势垒，约瑟夫森能分别为$\approx$ 1.5 mV和$\approx$ 7.5 mV。夫琅和费模式是一致的临界电流的波动，由于结构的不均匀性的障碍。我们的研究结果是有希望的约瑟夫森结的发展，使用高T $_c$电极的能隙远高于那些通常存在于传统的低温超导体。
2020-05-04 cond-mat.supr-con
Importance of grain boundary Josephson junctions in the electron-doped infinite-layer cuprate superconductor Sr$_{1-x}$La$_x$CuO$_2$
用脉冲激光沉积法生长了电子掺杂的无限层超导体SrPDMATHABMM LaPDMATHABMN CuO $_2$（$x = 0.15$）的晶界双晶约瑟夫森结。BaTiO $_3$缓冲的$24\,^\circ$ [001]-倾斜对称SrTiO $_3$双晶用作衬底.在4.2K的温度下，通过电输运测量研究了库珀对（CP）和准粒子（QP）隧穿. CP隧穿表明，在4.2K时，电子掺杂铜酸盐具有非常高的临界电流密度，为$j_c > 10^3\,$ A/cm $^2$.热激活相滑移被观察到的耗散机制接近的转变温度。平面外磁场$H$显示出非常规则的类似Fraunhofer的$j_c(H)$图案以及Fiske和磁通流共振，两者都产生$3.1\cdot10^6\,$ m/s的Swihart速度。此外，我们还用量子隧穿谱研究了超导带隙。间隙被发现是V形的外推的零温度能隙$Δ_0 \approx 2.4\,$ meV。没有观察到零偏压电导峰。
2011-11-30 cond-mat.supr-con
Josephson effect through magnetic skyrmion
我们发现，多个自由度与磁skyrmion：大小，位置和手性，都可以用来控制约瑟夫森效应和0-π跃迁发生在超导体/磁skyrmion/超导体结。在两个skyrmion的存在下，约瑟夫森效应强烈地依赖于它们的相对手征性，并导致超电流的手征性晶体管效应的可能性，其中临界电流仅通过反转磁skyrmion的手征性而改变几个数量级。此外，我们证明了夫琅和费图案可以显示一个局部最小值在零通量作为一个直接结果的skyrmion磁织构。这些发现展示了将拓扑磁性物体与超导体相结合时出现的丰富物理学，并可能导致超导自旋电子学的新观点。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupled Superconducting Phase and Ferromagnetic Order Parameter Dynamics
通过磁序参量和单重态约瑟夫森超电流之间的直接耦合，我们检测自旋波共振，和它们的色散，在铁磁约瑟夫森结中，通常的绝缘或金属势垒被替换为弱铁磁体。耦合出现在约瑟夫森效应的夫琅和费干涉描述中，因为磁性层充当时间相关的相位板。频率为ws的自旋波共振意味着耗散，当hbar ws = 2 eV时，该耗散反映为约瑟夫森结的电流-电压曲线中的凹陷。因此，我们只对10^7个镍原子进行了共振实验。
2009-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamic current susceptibility as a probe of Majorana bound states in nanowire-based Josephson junctions
我们从理论上研究了基于半导体纳米线的约瑟夫森结在随时间变化的磁通偏置下的特性。我们建立了一个通用的密度矩阵方法的Majorana结的动态响应，并计算所得的磁通依赖的磁化率使用微观和有效的低能量描述的纳米线。我们发现，对角分量的磁化率，与动态的马约拉纳州人口，占主导地位的标准久保贡献范围广泛的实验相关参数。对角项，迄今为止未探索的马约拉纳物理学的背景下，允许准确地探测存在的马约拉纳结合态的结。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Creation of classical and quantum fluxons by a current dipole in a long Josephson junction
研究了电流从一点注入到另一点收集的长环形约瑟夫森结（JJ）中磁通子的静态和动态性质。均匀分布的直流偏置电流也适用。我们证明，在无限小的电流偶极子的大小的限制，偏置电流密度的临界值，在此之上静态相位分布不存在，这是最近发现的（在夫琅和费的分析形式）的环形JJ的长度远小于约瑟夫森穿透长度，是有效的，无论结的长度，包括无限长的JJ。在长环形JJ中，如果偏置电流密度超过临界值，则偶极子产生自由磁通。对于长JJ，我们还发现了另一个临界值（也是解析形式），它总是略小于Fraunhofer值，除了两个值都消失的点。产生新临界值的静态相位配置是基于不稳定的磁通-反磁通束缚态，因此它可能不会在通常的（经典）状态下表现出来。然而，它提供了一个占主导地位的瞬子配置隧道出生的自由通量，因此，它预计将确定在超低温下的通量量子出生阈值。我们还考虑了自由磁通子与被其钉扎的电流偶极子和反磁通子组成的复合体的相互作用，得到了一个抑制净相互作用力的条件，该条件使得自由磁通子的长JJ近似均匀。分析结果与数值模拟进行了比较。
2003-10-24 cond-mat.supr-con nlin.PS
Coherent diffraction of thermal currents in long Josephson tunnel junctions
讨论了面内磁场作用下热偏置长约瑟夫森隧道结中的热输运问题。与约瑟夫森临界电流完全类似，通过结的热流的相位相关分量显示相干衍射。热传输分析作为一个功能的长度和阻尼的结，突出的偏差从标准的Fraunhofer模式特性的短结。热流衍射花样显示出与约瑟夫森涡旋的形成和穿透密切相关的特征，即孤子。我们表明，一个动态的处理系统的约瑟夫森结的现实描述是至关重要的，它会导致奇特的结果。事实上，滞后行为的衍射图案时，观察到的领域是向上和向下扫，对应于捕获的结中的旋涡。
2016-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
