Influence of photon-assisted tunneling on heat flow in a normal metal - superconductor tunnel junction
我们从理论上研究了在光子辅助隧穿机制下，交流驱动对混合正常金属-超导体隧道结中热输运的影响。我们发现，从正常的金属的有用的热通量总是减少相比，它的大小在静态和准静态驱动条件下。我们的结果对预测交流驱动超导电子制冷机的工作条件是有用的。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum circuit refrigerator based on quantum dots coupled to normal-metal and superconducting electrodes
本研究提出一种半经典理论，结合 Floquet-非平衡格林函数方法与半经典激光理论，分析了与谐振腔耦合的正常金属-量子点-超导体结，揭示了光子辅助 Andreev 反射和准粒子隧穿对谐振腔及正常金属电极的制冷机制。
2024-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High quality superconducting tunnel junction barriers using atomic layer deposition
我们展示了一种技术，用于创建高品质，大面积隧道结势垒正常绝缘超导或超导绝缘超导隧道结。我们采用原子层沉积和铝浸润层在金膜上形成纳米级的绝缘势垒。电子输运测量证实，单粒子电子隧穿是主要的传输机制，和测量的电流-电压曲线表明，使用这些设备作为自校准的可行性，低温温度计具有广泛的可调参数。制造高性能结制冷机的潜力也被强调。
2013-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Future optical detectors based on Al superconducting tunnel junctions
超导隧道结正被开发用于天文学中的光子探测器。我们目前的最新成果的发展非常高的质量，非常低的临界温度结，制造出的纯铝电极。探测器在绝热退磁制冷机中以50 mK工作。这些结的顶部和底部电极的接触由Nb或Ta制成，这对准粒子的损耗时间具有强烈的影响。Nb接触结显示准粒子损失时间在5和80微秒之间变化，这取决于设备的大小。Nb接触结的偏压范围被限制在0-100 uV的范围内，因为在较高的偏压下会产生强的非平衡准粒子倍增电流。另一方面，Ta接触结显示出超过200微秒的准粒子损耗时间。这些长的损耗时间导致非常强的准粒子倍增，这阻止了即使在非常低的偏置电压下结的稳定偏置。结的制造和表征，以及响应的检测器的单色光的波长从250到1000 nm不等。讨论了探测器的能量分辨率。
2004-07-13 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Superconductor-Normal Metal Tunnel Contact and the Phonon Deficit Effect
我们考虑低温下的隧道式微型制冷机。隧道超导体-普通金属（SN）结构中的微制冷已经有了大量的实验研究。与这些实验相关的是，理论上只考虑了电子子系统。独立地，声子亏损效应已经研究了一段时间前在超导体-超导体隧道结。它可以被看作是一个可能的原型方案的超导微制冷机。我们试图提供SN隧道结制冷机的实验和理论，其中包括微观声子与声子亏损效应的机制相结合之间的缺失环节。
1999-09-11 cond-mat.supr-con
Superconducting quantum refrigerator: Breaking and rejoining Cooper pairs with magnetic field cycles
我们提出了一种基于超导体作为工作物质的重复绝热磁化/退磁循环的固态制冷技术。对于不同的基底初始温度，证明了与工作物质接触的基底（正常金属）的逐渐冷却。多余的热量被给予热的大能隙超导体。由于有效的热切换机制，片上制冷机以循环方式工作：由于能隙的出现，N/N与N/S结之间的热传输是不对称的。这个开关允许金属的选择性冷却。我们发现，这种制冷技术可以冷却一个0.3厘米的$^{3}$块的铜几乎两个数量级从200 mK开始，并下降到约1 mK开始的基础温度的稀释冰箱（10 mK）。对于1 cm $\times$ 1 cm界面，相应的冷却功率分别为25 nW和0.06 nW，其与界面面积成比例。
2019-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Phonon cooling of nanomechanical beams with tunnel junctions
我们展示了电子冷却的一维声子模式悬浮纳米线的第一次，使用正常的金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结。实现了电子和声子同时冷却到一个共同的温度。与非悬挂装置相比，在0.1- 0.7K的浴温的整个操作范围内实现了更好的冷却性能。所观察到的低温热输运特性是一致的弹道声子散射在的陶瓷-散装接触作为限制热输运的机制。在实验的最低浴温度$\sim$ 100 mK下，束中的声子和电子都冷却到42 mK，这低于制冷机浴温度。
2009-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On-Chip Cooling by Heating with Superconducting Tunnel Junctions
热管理和制冷是在低温下操作的纳米器件的关键概念。设计了一种片上介观制冷机，该制冷机依靠输入热量工作，从而实现了以热制冷的固态实现。该系统由一个基于铁磁绝缘体-超导体隧道结（N-FI-S）和一系列两个正常金属-超导体隧道结（SINIS）的热电元件组成。N-FI-S元件将进入的热量转化为热电压，并将其施加到SINIS，从而产生冷却。冷却器的性能作为一个功能的输入热流为不同的浴温度进行了研究。我们表明，该系统可以有效地利用SINIS制冷的性能，与正常的金属岛大量冷却。其设计的可扩展性和简单性使其成为低温片上能源管理应用的一个有前途的构建模块。
2017-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancement of photo-responsivity of small gap, multiple tunnelling superconducting tunnel junctions due to quasiparticle multiplication
我们最近预测了在低TC多重隧穿超导隧道结（STJ）中形成高度非平衡准粒子（qp）分布[1]。这种情况是通过qp能量增益在连续的前向和后向隧穿事件的循环中出现的，在没有通过子隙声子发射的弛豫的情况下。qps可以获得足够的能量来发射声子，声子会破坏更多的库珀对并释放更多的qps。在本文中，我们报告的理论和实验研究的影响，这个过程中的光子探测这样的STJ。我们导出了一组能量依赖的平衡方程[2]，它描述了qp和声子的动力学，包括上面描述的qp倍增过程。平衡方程的解给出了qps的非平衡分布作为时间和能量的函数，并且因此给出了STJ的响应度作为偏置电压的函数。我们比较了理论结果与实验高品质，多隧道铝STJs冷却到35 mK的绝热退磁冰箱，并与单色光子波长在250和1000 nm之间的照明。结果发现，在具有最长qp损失时间的较大结中，响应度和信号衰减时间都随着偏置电压迅速增加。观察到的效果和理论建模之间获得了极好的协议。
2004-07-13 cond-mat.supr-con
Nonlinear thermoelectric effects in high-field superconductor-ferromagnet tunnel junctions
热电效应是电荷和热传输耦合的结果，可用于测温、冷却和热能的收集。热电效应的微观起源是电子-空穴对称性的破缺，它在金属结构中通常很小，在低温下消失。我们报告了超导体/铁磁体混合结构中热电效应的实验和理论研究。我们调查的热激励上的热电流的depencence，以及在结两端的直流偏置电压的存在下。在超导体/铁磁体和超导体/正常金属混合结构中观察到大的热电效应。有限电压偏置下观察到的自旋无关的信号被证明是可逆的超导体/正常金属微制冷机的物理。在线性区中的自旋相关热电信号是由于自旋和热输运的耦合，可以用来设计更高效的制冷机
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic cooling of a TiW alloy normal-metal island using Nb-based superconducting tunnel junctions
VTT Technical Research Centre of Finland Ltd.（芬兰技术研究中心有限公司）；Semiqon Oy（Semiqon公司）
该研究利用TiW-Al-AlOx-Nb NIS超导隧道结对TiW正常金属岛实现电子冷却，在0.6-3.5 K区间获最大27%相对降温，其最优电压标度低于理想低温预测。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant Thermoelectric Response of Fluxons in Superconductors
该研究利用第二类超导体阿布里科索夫涡旋内子能隙束缚态的粒子-空穴对称性破缺，结合磁通子实现巨热电响应，预测了较高热电压与ZT值，可用于低能单光子探测等器件。
2024-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Millisecond charge-parity fluctuations and induced decoherence in a superconducting qubit
准粒子激发对超导器件的性能有着广泛的影响。它们限制了天文学中光子探测器的灵敏度，计量学中电流源的准确性，微型冰箱的冷却能力，并可能打破Majorana量子比特的拓扑保护。在用于量子信息处理的超导电路中，准粒子穿过约瑟夫森结的隧穿构成退相干机制。由于transmon型电荷量子比特的弛豫和纯退相时间现在达到100微秒，了解准粒子隧穿是否已经成为相干性的瓶颈是非常有趣的。我们整合电路量子电动力学中量子比特读出和反馈控制的最新进展，首次实时观察了transmon量子比特中的准粒子隧穿。我们证明了准粒子隧穿贡献的量子位弛豫和纯退相在毫秒范围内。因此，准粒子隧穿不会限制相干性至少一个超出现有技术水平的数量级。
2012-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
