Signatures of a 4$π$-periodic supercurrent in the voltage response of capacitively shunted topological Josephson junctions
我们研究的理论方面的检测Majorana束缚态约瑟夫森结使用半经典RCSJ模型的结动力学。4 $π$ -周期性超电流贡献的影响可以通过其对Shapiro台阶的宽度和电压信号的傅立叶谱的影响来检测。我们解释了如何列入一个电容项的结果在一个强大的淬火的奇数步骤时，结欠阻尼，因此可以用来有效地检测马约拉纳束缚态。此外，在电容的存在下，第一和第三步骤被淬灭到不同的程度，如实验观察到的。我们研究的相位锁定的解决方案的发射光谱，表明存在的周期加倍可能难以测量的4 $π$ -周期的贡献，从傅立叶光谱。最后，我们研究了准周期区域的电压响应，并指出该区域的傅里叶谱和首次返回图如何反映超电流周期性的变化。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On the nature of the Schmid transition in a resistively shunted Josephson junction
本研究借助非微扰泛函重整化群方法探究电阻分流约瑟夫森结的Schmid转变，发现其由不动点线控制且临界指数与电导连续变化，修正了传统相图认知并与模拟结果做了对比。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Capacitively Enhanced Thermal Escape in Underdamped Josephson Junctions
我们在实验上研究了亚微安临界电流低于0.5K的欠阻尼电容并联和非并联约瑟夫森结中的逃逸动力学。在分流结中，热激活过程被保存到最高温度，在未分流结中的逃逸表现出相扩散。我们在分流结的观察是在良好的协议与标准的热激活逃逸，不像在unshunted结的结果。
2011-01-04 cond-mat.mes-hall
A long-lived capacitively shunted flux qubit embedded in a 3D cavity
我们报道了一个具有长相干时间的三维电容分流超导磁通量子比特的实验实现。在最佳通量偏置点处，量子比特展示出在60-90 $μ$ s范围内的能量弛豫时间，以及约80 $μ$ s的哈恩回波相干时间，其可以通过动态解耦进一步改善。量子比特能量弛豫可以归因于准粒子隧穿，而量子比特失相是由远离最佳点的通量噪声引起的。我们的研究结果表明，3D c-分流磁通量子比特表现出比其他类型的磁通量子比特更好的性能，这对于诸如量子磁强计和自旋传感等应用是有利的。
2019-11-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of a $Λ$ system with metastable states of a capacitively-shunted fluxonium
我们实现了一个$Λ$系统中的超导电路，具有亚稳态表现出的寿命高达8\，ms。我们指数抑制隧穿矩阵元素参与自发能量弛豫通过创建一个“重”fluxonium，实现了通过增加一个电容分流到原来的电路设计。该设备允许腔辅助和直接荧光读出，以及类似于光泵浦的状态准备方案。由于亚稳态之间的直接跃迁被强烈抑制，我们利用拉曼跃迁的状态的相干操纵。
2018-04-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charging effects in the inductively shunted Josephson junction
用于分流约瑟夫森结的阻抗的选择决定了通过电路传输的电荷是否被量化：电容性分流器使电荷离散，而电感性分流器导致连续电荷。这种差异导致了大电感L极限的矛盾。我们表明，虽然电容和电感分流结的能谱有很大的不同，它们的高频响应变得相同的大L。因此，电感分流打开了观察不受电荷噪声阻碍的充电效应的可能性。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamics of superconducting nanowires shunted with an external resistor
我们提出了第一个研究超导纳米线分流与外部电阻，面向理解和控制纳米线的相干性和耗散。通过测量V-I特性的演变以及在改变分流电阻和温度时开关和再俘获电流的分布来探讨动态。实验的理论分析表明，随着分流电阻值的减小，动力学变得更加连贯，可能是由于稳定的相位滑移中心的线，此外，开关电流接近Barthel的预测的平衡破坏电流。通过理论和实验之间的详细比较，我们取得了进展到识别制度中的准一维线可以有效地描述了一个零维电路模型类似于RCSJ（磁阻和电容并联约瑟夫森结）模型的Stewart和McCumber。除了其基本意义外，我们的研究还对一系列有前途的技术应用产生了影响。
2012-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of superconductor-insulator transition in single Josephson junctions
本文发展了一种描述超导体-绝缘体（SI）转变的非带理论，该理论适用于超导体-绝缘体间的并联单约瑟夫森结。的$I-V$的特性是制定了一个Landauer式和评估的路径积分传输矩阵法。结果与最近在大约80 $mK$的实验一致。然而，绝缘体相随着温度的降低而收缩，这表明只要存在耗散，单个约瑟夫森结在绝对零度温度下就变成全超导。
2002-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Period-doubling in the phase dynamics of a shunted HgTe quantum well Josephson junction
本研究通过测量HgTe量子阱分流约瑟夫森结的微波发射，发现分流布线寄生电感导致的倍周期非线性动力学可在半约瑟夫森频率产生额外发射峰，从而模拟拓扑态的$4π$周期性，提示不应将该发射直接作为拓扑超导的证据。
2024-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pokemon: Protected Logic Qubit Derived from the 0-$π$ Qubit
我们提出了一种新的保护逻辑量子比特称为口袋妖怪，它是由0- $π$量子比特通过利用一个电容并联电感和两个电容并联约瑟夫森结嵌入超导回路。与0- $π$量子比特类似，所提出的量子比特的两个基态被高势垒分开，但是它们的波函数沿着二维参数空间的两个轴方向高度局域化，而不是在0- $π$量子比特中仅沿着一个轴方向高度局域化的波函数。这使得口袋妖怪量子比特更受保护。例如，口袋妖怪量子比特的弛豫以两个同等重要的因子呈指数减小，而0- $π$量子比特的弛豫仅以一个因子呈指数减小。此外，我们表明，口袋妖怪中的电感器可以用非线性电感器代替，例如，一对或两对约瑟夫森结。这为实现具有更高量子相干性的下一代超导量子比特提供了一种实验上有希望的方法。
2021-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Interaction-induced dissipative quantum phase transition in a head-to-tail atomic Josephson junction
提出头尾相对Bose Josephson结中由相互作用诱导的耗散量子相变，利用内在动量耦合无需人工耗散即可实现，排斥相互作用作为阻尼参数使绝缘相在更宽参数区域内对非微扰效应保持鲁棒性。
2024-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Cluster Monte Carlo Algorithms for Dissipative Quantum Systems
我们回顾了有效的蒙特卡罗方法模拟量子系统耦合到耗散环境。简要介绍了Caldeira-Leggett模型和蒙特卡罗方法之后，将详细讨论聚类算法和长程相互作用的处理。耗散量子自旋和反向分流的约瑟夫森结将被考虑。
2005-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Interplay Between Electron Over-Heating and ac Josephson Effect
研究了高临界电流邻近约瑟夫森结对微波激励的响应。已知在这种器件中的电子过热会产生滞后直流电压-电流特性。在这里，我们证明，它也强烈影响交流响应。电子过热和交流约瑟夫森动力学的相互作用，揭示了微波驱动振幅的夏皮罗台阶的演变。通过引入电子浴与声子耦合的热平衡，扩展了反向分流的约瑟夫森结模型，得到了强电子过热。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable backaction of a dc SQUID on an integrated micromechanical resonator
我们测量了直流超导量子干涉仪（SQUID）位置探测器在集成的1MHz弯曲谐振器上的反作用。微机械谐振器的频率和品质因数可以通过偏置电流和施加的磁通量来调节。反作用是由谐振器位移时循环电流的变化引起的洛伦兹力引起的。实验特征再现的数值计算使用的电容和电容并联结（RCSJ）模型。
2010-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-equilibrium Josephson-like effects in mesoscopic S-N-S junctions
宽介观超导-正常-金属-超导（S-N-S）结表现出Andreev束缚态，即使在平衡约瑟夫森效应呈指数小的温度下，该束缚态也携带大量的超电流-不同状态携带的电流可以相互抵消。每当结被驱动出平衡时，这种抵消是不完全的，例如，通过DC电压。这导致了类似于通常的直流和交流约瑟夫森效应的现象，但主要是约瑟夫森频率的二次谐波，这可能解释了最近一些引人注目的实验。一个简单的描述，在电阻分流结模型的精神，建议。
1997-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Half-integer Shapiro-steps in superconducting qubit with a $π$-Josephson junction
本文用反向分流结模型研究了由0-和$π$ -约瑟夫森结组成的超导量子干涉器件（简称$π$ -SQUID）。$π$在微波辐射下在电压$V$ = $(\hbar/2e)Ω(n/2)$、角频率$Ω$和半整数$n$ /2以及整数$n$下显示半整数Shapiro阶跃（SS）。我们证明了$π$ -SQUID可以是一个具有自发环电流的$π$ -量子比特，通过该电流可以产生半整数SS。使0-和$π$ -JJ等价是半整数SS和实现$π$ -量子位的关键。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-tunable barrier in proximity Josephson junctions
我们报告的实验微米级正常的金属环连接的超导导线，样品的几何形状，使充分调制的热激活势垒与应用磁通量，类似于一个对称的量子干涉装置。我们发现，除了一个恒定的因素为5，调制的障碍可以很好地拟合的Ambegaokar-Halperin模型的一个constitutively分流结，这里扩展到邻近结通量可调耦合能量估计使用准经典理论。这一观察结果有助于理解邻近结中的热涨落效应，同时也可能导致量子干涉器件中前所未有的控制水平。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
FMR induced Josephson Current in a Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Junction
提出了超导体/铁磁体/超导体（SC/FM/SC）约瑟夫森结中自旋波诱导的相位动力学。利用两个s波超导体之间的规范不变相位差，将描述超导体相位差动力学的反向分流结（RSJ）模型推广到包含铁磁共振（FMR）激发自旋波的情形.在SC/FM/SC结中，通过将微波频率调谐到FMR来驱动FM中的磁化时，电流-电压特性显示出台阶结构。这一结果为利用约瑟夫森效应观察自旋波激发提供了一条新的途径。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting and Insulating Behavior in One-Dimensional Josephson Junction Arrays
描述了一维小电容约瑟夫森结阵列的实验。阵列的结电容远大于电极的杂散电容，我们认为这对于观察库仑阻塞是很重要的。约瑟夫森能量可以在原位调谐，并观察到从约瑟夫森类库仑阻塞行为的演变。这种演变可以被描述为超导到绝缘的量子相变。在库仑阻塞状态下，滞后电流-电压特性由一个动态模型描述，该模型与经典约瑟夫森结的反向分流结模型是对偶的。
2000-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
"Superconductor-Insulator transition" in a single Josephson junction
具有不同电容和隧穿电阻的并联单约瑟夫森结的VI曲线在零偏置下显示出两种类型的VI曲线之间的交叉：一种没有电阻凸点，另一种具有电阻凸点（负二阶导数）。交叉对应于耗散相变（超导体-绝缘体转变），在该相变处宏观量子隧穿使约瑟夫森相离域并破坏超导电性。我们测得的相图与原始理论预测的相图不一致，但与考虑了电压测量和热波动精度的理论一致。
1998-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Rabi oscillations in a superconducting nanowire circuit
研究了非简谐超导纳米线振荡器的电路量子电动力学。样品电路由一个电容并联纳米线的宽度约为20 nm和一个变化的长度高达350 nm，电容耦合到一个片上谐振器。通过施加微波脉冲，我们观察拉比振荡，测量相干时间和电路的非谐性。尽管非常紧凑的设计，简单的自上而下的制造和高度的无序的氧化（颗粒状）铝材料中使用，我们观察到的寿命在微秒范围内。
2020-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase diffusion and fractional Shapiro steps in superconducting quantum point contacts
研究了经典相扩散对超导量子点接触中分形Shapiro台阶的影响。问题被映射到一个Smoluchowski方程与时间相关的潜力。引线之间的相位差的概率密度的数值解给出了接触两端的平均电流和平均电压。在某些极限情况下，得到了解析解。我们发现，温度的影响是更强的分数比整数步骤，根据初步的实验结果。我们进一步扩展到一个更一般的环境，包括两个电阻和一个有限的电容的分析。
2004-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum phase diffusion in ac-driven superconducting atomic point contacts
研究了外加交流电压作用下超导量子点中量子涨落对相扩散的影响。将经典Smoluchowski方程推广到量子态，研究了分数阶和整数阶Shapiro共振的数值结果，揭示了量子效应的特征.结果表明，通常在量子制度的共振加宽不能简单地描述一个有效的温度。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
Measurement of the current-phase relation of superconducting atomic contacts
本文研究了超导小回路中原子与隧道结接触的电流-相位关系。的测量是在定量协议与预测的一个间接分流SQUID模型中的约瑟夫森耦合的接触计算使用独立确定的传输其导电通道。
2007-08-06 cond-mat.mes-hall
Possible method to observe breathing mode of magnetic domain wall in Josephson junction
磁畴壁（DW）表现为具有弹性的块状颗粒。滑动和振荡的DW已经观察到实验，而在DW的宽度振动，“呼吸模式”，迄今尚未测量。我们从理论上提出了如何通过超导电极之间具有铁磁层的约瑟夫森结来观察呼吸模。电流-电压（I-V）曲线是由并联结模型的等效电路计算的。呼吸模式通过I-V曲线中的阶梯式结构来识别，该阶梯式结构出现在电压V = n（hbar/2e）Ω处，具有基本常数hbar/e、整数n和呼吸模式的频率Ω。
2014-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Revealing intrinsic superconductivity of the Nb/BiSbTe$_2$Se interface
典型地，拓扑超导性通过超导体（S）在拓扑绝缘体（TI）表面的顶部上的直接沉积经由邻近效应可达到。本文对所研制的平面超导量子干涉器件中基于拓扑绝缘体的约瑟夫森结中的双临界电流进行了观测和分析。通过测量临界电流随温度和磁场的变化，我们发现第二临界电流源于S/TI界面的本征超导电性，这一点得到了修正的电阻分流结模型和透射电镜研究的支持.当工艺过程涉及Ar-等离子体清洗时，应考虑到界面的这种复杂结构。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamics of Josephson junctions beyond the tunneling limit
California Institute of Technology（加州理工学院）
本文提出了一种超越隧道极限的广义RCSJ模型，用于描述约瑟夫森结中具有非线性电流-电压特性和任意电流-相位关系的超电流动力学。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport signatures of phase fluctuations in superconducting qubits
该研究通过对小型独立结及同工艺电容并联结的低频输运测量，发现transmon构型超导量子比特中存在由本征结电容引发的相位涨落，观测到开关电流降低、与相位扩散相关的显著有限电阻两个特征。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
Hysteresis from nonlinear dynamics of Majorana modes in topological Josephson junctions
我们发现，拓扑约瑟夫森结提供了一个自然的平台之间的相互作用的约瑟夫森效应和Landau-Zener效应通过一个两能级系统形成的耦合马约拉纳模式。我们通过修改标准教科书中的RSJ模型，考虑到结处的Majorana模的二能级系统，建立了一个量子相干分流结（RSJ）模型。我们表明，两个能级系统的动力学是由一个非线性薛定谔方程和求解方程解析通过映射到一个经典的动力学问题。这种非线性动力学导致了I-V特性的滞后，这可以对最近的实验给出定量的解释。我们还预言了在拓扑超导量子干涉器件中，周期为$h/e$和$h/2e$的两种干涉图样的共存。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductor-insulator quantum phase transition in a single Josephson junction
本文用路径积分蒙特卡罗模拟方法研究了超导体-绝缘体间的量子相变。这种数值技术使我们能够直接访问（以前未探索的）制度的约瑟夫森充电能量比E_J/E_C的一阶。我们的结果明确地支持了早先基于重整化群计算的理论猜想，即在T -> 0时，耗散相变发生在分流电阻R_S = h/4 e ^2的普适值处，对于所有的值E_J/E_C。另一方面，有限温度效应表明，把这个相变到一个交叉，其位置显着依赖于E_J/E_C，以及对耗散强度和温度。为了使早期的理论预测与最近的实验结果相一致，需要考虑后一种效应。
2001-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimal Conditions for Observing Fractional Josephson Effect in Topological Josephson Junctions
拓扑约瑟夫森结（JJ）含有Majorana束缚态，在微波辐射下呈现4个$π$周期的电流-相位关系，从而产生双Shapiro台阶.我们进行了数值计算的拓扑JJ的动力学性质，使用一个修改的电容和电容并联结模型和广泛的研究作为结参数和微波功率和频率的函数的Shapiro步骤的逐步演变。我们的计算结果表明，奇整数夏皮罗步骤，即，分数交流约瑟夫森效应的证据，通过结电容和IcRn乘积的增加以及微波频率的降低而显著增强，即使对于4 $π$周期性超电流的相同部分。我们的研究提供了观察分数交流约瑟夫森效应的最佳条件，此外，我们的新模型可以用来精确地量化拓扑超导体的实验数据的拓扑超导电流。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase diffusion and suppression of the supercurrent by quantum-mechanical fluctuations of the Josephson plasma
本文用电阻和电容并联的约瑟夫森结的RCSJ模型来描述从电阻到金属隧穿转变的超导点接触。由于点接触的几何形状，它们的小动态电容为$C = 0.1 $ fF，导致了巨大的等离子体频率。由于约瑟夫森等离子体的量子力学零点涨落和量子隧穿导致的从零电压状态的相当大的逃逸率，临界电流被强烈抑制，接触电阻变得有限。我们测试的预测RCSJ模型的经典超导体铅，铟，铝，镉。
1999-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent in Bi$_4$Te$_3$ Topological Material-Based Three-Terminal Junctions
在原位制备的基于拓扑绝缘体Bi $_4$ Te $_3$和超导体Nb的三端约瑟夫森结中研究了输运性质。微分电阻图作为两个偏置电流的函数，揭示了约瑟夫森超导电流的扩展区域，包括相邻超导电极之间的耦合效应。所观察到的动力学的结的耦合解释使用一个类似的几何形状的数值模拟的基础上的一个电容和电容分流的约瑟夫森结模型。温度依赖性表明，该设备的行为类似于先前的实验与单约瑟夫森结包括拓扑绝缘体弱链接。辐照射频的交界处，我们发现一个频谱的整数夏皮罗步骤和一个额外的分数阶，这是解释由一个歪斜的电流相位关系。在一个垂直的磁场中，我们观察到夫琅和费的开关电流的干涉图案。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Josephson-like effects in wide mesoscopic S-N-S junctions
在超导电极之间具有大间隔的介观超导-正常-金属-超导（S-N-S）结（即宽结）表现出非平衡超电流，即使在平衡约瑟夫森效应呈指数小的温度下也是如此。约瑟夫森频率的二次谐波支配这些电流，正如在最近的实验中观察到的那样。一个简单的描述这些影响，在电阻分流结模型的精神，建议在这里。它被用来计算直流I-V特性，并检查各种类型的噪声和外部微波辐射（夏皮罗步骤）的影响。研究发现，当结受到直流偏置或交流偏置驱动，甚至受到外部噪声驱动时，都会激发出非平衡超电流。在结的情况下，这也是长的方向垂直于电流，热力学相位波动（热噪声）单独可以驱动准粒子的局部平衡。然后预测磁通量以Phi_0 /2 = hc/4 e为单位被捕获。
1999-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear microwave response of aluminum weak-link Josephson oscillators
我们提出了在T= 30 mK的驱动响应的6 GHz超导谐振器的电容分流三维（3D）铝纳米桥超导量子干涉器件（nanoSQUID）构建。我们观察到的磁通调制的谐振频率的定量协议与数值计算和近理想的短弱连接结的特点。在强微波激励下，我们观察到稳定的分岔耦合品质因数（Q）的范围从30-3500的设备。在此偏置点附近，观察到增益> 20 dB、带宽40 MHz和接近量子极限噪声性能的参量放大。我们的研究结果表明，三维纳米桥结是有吸引力的电路元件，以实现量子比特。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Phase-sticking in one-dimensional Josephson Junction Chains
本文研究了约瑟夫森能量远大于充电能量$E_J \gg E_C$的一维长约瑟夫森结链的电流-电压特性。在这种情况下，样品的典型IV曲线由低偏置电压下的超电流分支和高偏置下的电压无关链电流分支$I_{Chain}$组成。我们的实验表明，$I_{Chain}$不仅不依赖于电压，而且在高达$T_C$的情况下，它实际上也不依赖于温度。我们已经成功地模拟这些链中的输运性质，使用电容并联结模型与非线性阻尼。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall
Current-induced vortex dynamics in Josephson-junction arrays: Imaging experiments and model simulations
我们研究了磁穿透深度小于晶格间距的电流偏置约瑟夫森结阵列的动力学。我们比较动态成像的低温扫描电子显微镜的涡流动力学模型计算的基础上的连续分流结模型，结合麦克斯韦方程组。我们发现三个偏置电流区域从根本上不同的阵列动态。第一区域是亚临界区域，即低于阵列临界电流I_c。第二个区域，当电流I大于I_c时，是一个“涡区”，其中响应由涡的自由度决定。在该区域中，动态的特征在于空间域中的涡流和反涡流在相邻行中以相反的方向跨越阵列移动，以及横向电压波动。在第三种情况下，对于更高的电流，动力学由相干相位运动主导，并且电流-电压特性是线性的。
1997-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport Studies in a Gate-Tunable Three-Terminal Josephson Junction
具有三个或更多超导引线的约瑟夫森结已经被预测在间隙正常材料内存在很少导电模式的情况下表现出拓扑效应。与拓扑保护的量子比特相关的这种行为将导致在端子之间测量的特定传输特征，其中拓扑相变作为相位和电压偏置的函数发生。虽然传统的二端约瑟夫森结已经被广泛研究，但多端器件迄今为止受到的关注相对较少。出于最终观察多端约瑟夫森器件中的拓扑现象的可能性以及它们耦合门激子量子比特的潜力的部分动机，在这里，我们描述了顶栅介观三端约瑟夫森器件的超导特性。该设备是基于InAs的二维电子气（2DEG）由外延铝proximitized。我们绘制出的偏置电流，顶栅电压和磁场的函数的设备的输运特性。我们发现一个很好的协议之间的零场实验相图和一个电容和电容分流结（RCSJ）的计算模型。
2020-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Doubled Shapiro Steps in a Topological Josephson Junction
研究了微波辐射下超导体-量子自旋霍尔绝缘体-超导体（S-QSHI-S）混合系统的输运性质。本文从微观哈密顿量出发，用非平衡格林函数方法直接计算直流电流，而不是绝热分析或采用反向分流结模型。数值结果表明：（i）由于多次Andreev反射（MAR），背景电流的I-V曲线呈现出与常规结不同的结构;（ii）高频时，Shapiro台阶一个接一个地出现，而低频时，Shapiro台阶完全随Bessel函数演化，奇阶被完全抑制，表明存在分数约瑟夫森效应.
2018-02-28 cond-mat.mes-hall
Exact Duality at Low Energy in a Josephson Tunnel Junction Coupled to a Transmission Line
Université Paris Cité, CNRS, Matériaux et Phénomènes Quantiques（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，物质与量子现象）；Physics Department, University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校物理系）；Google Quantum AI（谷歌量子AI）
研究揭示了 Josephson 隧穿结耦合传输线在低能行为中的精确对偶性，通过参数变换将电荷偏置与磁通量偏置系统联系起来，揭示了系统的自对偶性和临界行为。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
A Voltage-Controlled Josephson Frequency Comb
NEST, Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（纳米科学研究所-意大利国家研究委员会及比萨高等师范学院）
研究提出基于约瑟夫森场效应晶体管的频率梳发生器，通过静电控制调节相关参数，可直接电控制梳齿特性，在1 - 10 GHz范围实现连续频率覆盖，与更高临界温度超导体兼容，有望成为低温量子信息和传感应用的微波源。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-charge duality in Josephson junction circuits: Role of inertia and effect of microwave irradiation
我们研究了两个不同的电路中的相干量子相位滑移的物理包含小约瑟夫森结：（i）一个单一的结嵌入在一个电感的环境和（ii）一个长链的结。从标准的约瑟夫森哈密顿量，单结电路可以使用准经典的方法进行分析，我们制定的条件下，所得到的准电荷动力学是完全对偶的通常的相位动力学与约瑟夫森隧道。对于链，我们使用的事实，它的集体行为可以用一个变量：数量$m$的量子相位滑移存在于它。我们得出的结论是，共轭准电荷的动力学再次是一个单一的约瑟夫森结的标准相位动力学的对偶。在这两种情况下，我们阐明的电感，获得确切的对偶性至关重要的作用。这些结论对微波辐照下的单结和链的行为具有深远的影响。由于这两个系统是由一个模型完全双标准的电容和电容分流结模型，我们预计出现的电流夏皮罗步骤。我们数值计算了相应的电流-电压特性在很宽的参数范围内。我们的研究结果是有趣的，鉴于目前的标准。
2009-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Self-heating effects and switching dynamics in graphene multiterminal Josephson junctions
本文实验研究三端石墨烯约瑟夫森结，揭示自热效应对多端约瑟夫森结行为的显著影响，并通过改进模拟方法和测量开关电流分布，阐明低温下相位扩散主导的开关动力学及自热导致的过阻尼I-V特性。
2024-10-20 cond-mat.mes-hall
Absence of a dissipative quantum phase transition in Josephson junctions: Theory
本研究通过三种理论方法证明电阻分流约瑟夫森结中不存在此前认为的超导-绝缘量子相变，揭示电阻紫外截止的关键作用，解释其与一维量子杂质问题的差异，验证了2020年的相关实验结论。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Probing the minigap in topological insulator-based Josephson junctions under radio frequency irradiation
近年来，人们发展了一种接触电阻测量方法来检测三维拓扑绝缘体表面约瑟夫森结中的小间隙，从而检测Andreev束缚态。在这项工作中，我们进一步推广该方法的情况下，与射频（rf）照射。我们发现，随着射频功率的增加，测得的minigap变宽，并延伸到更高的能量，在某种程度上类似于射频功率的Shapiro台阶区域的外边界的依赖性。我们发现，用反向分流约瑟夫森结模型（RSJ模型）和Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论可以很好地解释射频辐照下的接触电阻数据。我们的研究结果可能是有用的，当使用的接触电阻测量方法来研究的马约拉纳相关的物理在拓扑绝缘体为基础的约瑟夫森结在射频辐照下。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall
Wideband superconducting nanotube electrometer
我们研究了纳米管约瑟夫森结在600-900 MHz的微波响应，对应于结中电流从0到$2\times I_{\mathrm C}$的微波功率。与理论模型比较，结的响应与电容并联结的集总元件模型吻合较好。我们演示了这些超导场效应管在没有任何匹配电路的情况下在高频下作为电荷检测器的操作。栅极电压感应电荷$Q_{\rm G}$改变了临界电流$I_{\rm C}$，从而改变了微波辐照下结的有效阻抗。这种变化取决于传输特性$dI_{\mathrm C}/dQ_{\rm G}$，改变了反射信号，可用于宽带电测量。我们测量的$3.1\times10^{-5}$ $e/\sqrt{\mathrm{Hz}}$的灵敏度从一个样本，具有2.6 nA的最大开关电流。
2015-08-16 cond-mat.mes-hall
Josephson radiation from nonlinear dynamics of Majorana zero modes
约瑟夫森辐射是探测拓扑超导体中马约拉纳零模的一种有效方法。最近，约瑟夫森辐射的约瑟夫森频率的一半已被实验观察到在碲汞基结，可能从马约拉纳零模式。然而，这种辐射在临界电压以上消失，与以前的理论结果严重矛盾。在这项工作中，我们从理论上获得的辐射光谱定量与实验一致后，包括非线性动力学的马约拉纳状态到标准的反向分流结模型。我们进一步预测两个新的结构的辐射光谱为未来的实验验证：一个中断的发射线和混沌政权。我们开发了一个定点分析来理解所有这些功能。我们的结果解决了理论和实验之间的明显差异，并将激发重新检查的各种拓扑约瑟夫森结的辐射光谱的结构。
2020-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
Realization of microwave quantum circuits using hybrid superconducting-semiconducting nanowire Josephson elements
我们报告的实现量子微波电路使用混合超导半导体约瑟夫森元件组成的InAs纳米线接触NbTiN。电容分流的单个元件表现为具有电可调跃迁频率的transmon量子比特。双元件电路在零外加通量附近也表现出类似transmon的行为，但在通量量子的一半处表现为通量量子位，其中元件中的非正弦电流-相位关系产生双阱约瑟夫森势。这些混合约瑟夫森元件在需要工作在磁场中的微波超导电路中具有很好的应用前景。
2015-03-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Asymmetric frequency conversion in nonlinear systems driven by a biharmonic pump
研究了双谐波泵浦参量驱动非线性色散器件中非对称频率转换的新机制。当在双音泵浦中组合的第一和第二谐波之间的相对相位被适当地调谐时，可以发生向上或向下的非互易频率转换。只要正确设置泵浦功率在谐波上的分布，转换过程的完全方向性和效率是可能的。虽然这种非对称转换效果是通用的，我们描述了它的实际实现的模型系统组成的电流偏置，连续分流约瑟夫森结（RSJ）。这里，由静态电流偏置内部产生的多谐波约瑟夫森振荡提供泵浦驱动。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Anomalous transport effects on switching currents of graphene-based Josephson junctions
我们探讨了噪声的影响弹道石墨烯为基础的小约瑟夫森结的框架下的电容和电容分流模型。我们使用特定的非正弦电流相位关系的石墨烯层部分覆盖的超导电极。当外加偏置电流斜升时，从亚稳态逃逸的噪声给出了开关电流分布，即从超导态到有限电压的通道的概率分布，作为偏置电流的函数，这是在实验中更迅速地获得的信息。我们考虑的噪声源是两种不同类型的过程的混合物：高斯贡献，以模拟一个不相关的普通热浴，和非高斯，$α$稳定（或Lévy）的长期，一般与非平衡输运现象。我们发现，开关电流分布的分析，使它能够有效地检测高斯背景中的非高斯噪声分量。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall physics.data-an
Absence versus Presence of Dissipative Quantum Phase Transition in Josephson Junctions
尽管缺乏具体的实验证据，但耗散量子相变已被广泛认为发生在耦合到电阻的约瑟夫森结中。在这里，在数值和分析的非微扰重整化群（RG）分析的基础上，我们揭示了以前的微扰参数的故障，并藐视的共同智慧，过渡总是发生在量子电阻$R_{Q} \!=\! h/(4e^2)$。我们发现，RG流在非微扰制度诱导非单调重整化的充电能量，并导致一个定性不同的相图，绝缘体相被强烈抑制到深电荷制度（库珀对箱），而系统总是超导的transmon制度。我们确定了一个以前被忽视的危险的不相关的术语作为传统理解失败的根源。我们的预测可以在最近实现高阻抗长超导波导的实验中得到验证，并将为长期存在的关于耗散量子相变在反向分流约瑟夫森结中的命运的争论提供解决方案。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Doubled Shapiro steps in a dynamic axion insulator Josephson junction
本文研究含动态轴缘绝缘体的约瑟夫森结，发现直流偏置与静磁场共存时奇数 Shapiro 台阶被完全抑制，并证明该倍增效应源于反铁磁共振驱动的轴子电动力学。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle poisoning effects on the dynamics of topological Josephson junctions
分数约瑟夫森效应仍然是拓扑保护的马约拉纳零模的决定性标志之一。分析了宇称违反准粒子中毒对拓扑约瑟夫森结的电流电压特性的影响。我们包括中毒事件直接内的过阻尼限制在短和长结制度的反向分流结（RSJ）模型。我们计算的电流-电压特性的数值中毒建模通过额外的速率在福克-普朗克方程或由时间依赖的奇偶校验，并比较它们的限制没有和强中毒率，我们得到分析。结合倾斜的搓衣板电位与中毒事件，我们表明，即使在高温中毒的情况下，弛豫和激发过程同样可能的长结极限的临界电流可以用作结拓扑结构的探针。使用倾斜搓衣板潜在的模型，我们开发了三种不同的计划来测量中毒率，从而也扩展到两对螺旋边缘状态包含收缩，允许隧道之间的两对边缘状态的考虑。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall
Superconductive coupling and Josephson diode effect in selectively-grown topological insulator based three-terminal junctions
本文研究选区生长Bi₀.₈Sb₁.₂Te₃与Nb阴影蒸发制备的三端约瑟夫森结，通过偏置电流输运测量和多端几何诱导二极管效应证实结间超导耦合，并用RCSJ网络模型良好解释结果。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall
