Microwave Signatures of Topological Superconductivity in Planar Josephson Junctions
针对拓扑超导性实验特征识别与MBS检测难题,研究人员通过理论分析嵌入射频超导量子干涉器件的Al/InAs基平面约瑟夫森结,发现可借助微波共振频率偏移与吸收谱半斜率特征辨别拓扑信号,为拓扑量子计算相关研究提供支撑。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Wireless Josephson Junction Arrays as Tunable Metamaterials: Inducing Discrete Frequency Steps with Microwave Radiation
我们报告低温,微波传输测量一个新的可切换和可调类的非线性超材料。将约瑟夫森结(JJ)的无线二维阵列作为超材料进行探测,其中阵列中的每个元胞被认为是一个元原子。在微波存在的情况下,这种由30,000个连接的元原子组成的紧凑超材料阻止了库珀对的流动,从而在我们测量的最低温度下产生具有2800的品质因数的单一鲁棒谐振信号。传输信号被打开和关闭,其幅度和频率随温度、入射射频功率或直流磁场而调谐。令人惊讶的是,将入射射频功率增加到阈值以上会导致谐振分裂为多个离散谐振,这些谐振在宽温度窗口的240 MHz范围内延伸。我们认为,这种效果是一个新的化身的逆交流约瑟夫森效应的约瑟夫森等离子体频率锁定到射频驱动频率产生量化的频率阶跃,而不是电压阶跃,在没有直流偏置。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-dependent supercurrent and microwave dissipation of HgTe quantum well Josephson junctions
本文通过微波导纳测量并结合Bogoliubov-de Gennes紧束缚模型,表征HgTe量子阱约瑟夫森结的电流-相位关系与耗散,证实相位π处Andreev谱存在小能隙及高界面透明度。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave signatures of Majorana states in a topological Josephson junction
我们发现的拓扑约瑟夫森结$Y(ω,φ_0, T)$的导纳作为一个函数的频率$ω$,静态相位偏置$φ_0$施加到超导引线,和温度$T$。$Y$的耗散部分允许结中的子带隙态的光谱。涉及Majorana($\mathcal{M}$)双峰的跃迁的共振频率$ω_{\mathcal{M}, n} (φ_0)$在$φ_0=π$处表现出$φ_0$依赖性的特征扭结。与去耦的马约拉纳态相关的扭结在任何温度下都保持尖锐,相应的光谱线都是明亮的,只要引线是超导的。所发展的理论可能有助于从微波光谱中提取有关Majorana态的定量信息。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Al/AlO$_{\rm {x}}$/Al-Josephson-junction-based microwave generators for weak-signal applications below 100 mK
正在开发一种专用约瑟夫森发生器,作为在110至170 GHz频率范围内工作在$T \sim $ 100 mK以下的单微波光子探测器的片上校准源。目标校准功率对应于每秒0.01至10个计数的光子检测率。我们分析的约瑟夫森振荡的隧道结微观(TJM)模型的框架内,并找到一个标准的RSJ模型的结,作为一个准单色源的微波操作的修正。实验上,我们实现了一些铝基双结干涉仪连接到引线通过微带线电阻制成的部分氧化的钛膜。$I$ - $V$曲线表现出确保在所需频率范围内产生微波信号的行为。通过设置偏置点$\bar{V}$并施加磁场,可以分别调谐发生器的频率和功率。一个小的振荡线宽,下降到几个GHz,和低水平的黑体辐射发射的电路的热部件预测,使用实验参数。
2014-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flip-chip-based microwave spectroscopy of Andreev bound states in a planar Josephson junction
本文提出一种基于倒装芯片和电感耦合超导谐振器的方法,实现了对平面约瑟夫森结中Andreev束缚态的微波谱测量与栅控,为超导-半导体二维材料的微波应用开辟了新路径。
2023-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inelastic Microwave Photon Scattering off a Quantum Impurity in a Josephson-Junction Array
非谐超导电路中的量子涨落使得单个入射光子能够进行频率转换。这种在光子束强度中呈线性的效应导致了标准输入输出电路理论的分支。我们考虑一个极端情况下的非谐性,光子散射的一个小的一组弱链接内的约瑟夫森结阵列。我们证明了这种量子杂质显示近藤物理和评估的弹性和非弹性光子散射截面。这些截面揭示了近藤问题的多体性质,而这些性质在传统的费米子模型中是很难得到的。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave Photon Counter Based on Josephson Junctions
本文描述了一种基于电流偏置约瑟夫森结的微波光子计数器。该结被调谐为从入射场吸收单个微波光子,之后它隧穿到经典可观察的电压状态。使用两个这样的探测器,我们已经进行了微波版本的汉伯里布朗和Twiss实验在4 GHz的,并证明了一个明确的签名的光子聚束的热源。这种设计很容易扩展到数十个平行的结,这种配置将允许对微波光子进行数字分辨计数。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Dispersive microwave bifurcation of a superconducting resonator cavity incorporating a Josephson junction
我们观察到了含有约瑟夫森隧道结非线性元件的微波超导法布里-珀罗腔的动态双稳态。该效应是光学双稳态的模拟,表现在腔的透射和反射特性中,并且由谐振频率的波振幅依赖性和腔内场能量的有限停留时间之间的竞争来控制。这种有限的停留时间仅仅是由于通过测量过程从腔体提取辐射。与一个简单的模型的基础上的Duffing振子方程的紧密定量协议表明,非线性,因此分叉现象,是完全分散的。
2007-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave-Tunable Diode Effect in Asymmetric SQUIDs with Topological Josephson Junctions
本文研究由拓扑约瑟夫森结与平庸约瑟夫森结构成的非对称SQUID中的约瑟夫森二极管效应,揭示分数约瑟夫森效应在磁场下的表现、极性翻转机制及微波功率对二极管极性的可调性。
2024-09-04 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
Josephson junction microwave modulators for qubit control
我们展示了基于约瑟夫森结的双平衡混频器和移相器电路,工作在6-10 GHz,并集成这些组件来实现单片幅度/相位矢量调制器和正交混频器。这些器件由通量信号驱动,不消耗芯片上的功率,输入饱和功率超过1 nW,并为超导量子位的集成控制提供低温微波调制解决方案。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Effect of microwave irradiation on parametric resonance in intrinsic 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。我们证明了微波的幅度变化的电流-电压特性和超导层中的电荷的时间依赖性(时间振荡)的影响。在参量共振时,等离子体的纵向波长发生了显著的变化。我们证明了微波辐射的影响上的参数共振区的宽度。
2012-08-22 cond-mat.supr-con
From Shapiro steps to photon-assisted tunneling in microwave-driven atomic-scale Josephson junctions with a single (magnetic) adatom
本文研究微波驱动的原子尺度 Josephson 结,揭示普通 Pb-Pb 结的 Shapiro 相干台阶及磁性吸附原子诱导的光子辅助准粒子隧穿导致的非相干转变。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Microwave Josephson Refrigerator
提出了一种基于约瑟夫森效应的微波量子制冷原理。当超导量子干涉器件(SQUID)被含时磁通量穿透时,会引起宏观量子相位的变化,并在SQUID两端产生有效的有限偏压。该电压可以用于将形成干涉仪的超导电极中的一个主动冷却到晶格温度以下。可实现的冷却性能与结构固有的简单性和可扩展性相结合,为量子技术的许多应用铺平了道路。
2016-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Novel Microwave Absorption Due to Strong Coupling between Josephson Plasma and the Josephson Vortex Array in Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+δ}$
本文研究了在9.8 - 75 GHz微波宽频段内,平行于$ab$面的磁场中Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$单晶的约瑟夫森等离子体激发。结果表明,相位集体模存在两种类型:一种是在较高的磁场下随磁场的增加而增加,与$ck$近似线性渐近相关,远高于等离子体固有频率$ω_p$;另一种则没有明显的磁场依赖性.较高的线性模式是由于约瑟夫森等离子体模式沿约瑟夫森涡旋的倒易晶格矢量传播,而较低的一个可以归因于约瑟夫森涡旋的振荡模式。
2002-10-29 cond-mat.supr-con
Microwave absorption by the Josephson-junction network in a low field: A realistic model for ceramic high-temperature superconductor
我们讨论了由30 × 30 × 30约瑟夫森结组成的三维阵列对微波的吸收与外加磁场的关系,其中每个结的电阻率、电容和电感是随机的。网络的数值模拟结果表明,在高温超导体YBa_2Cu_3 O(7-x)陶瓷样品中观察到了特征的微波吸收反常现象。我们还提供了一个简单的分析条款的约瑟夫森环不稳定性的吸收的讨论。
2006-04-28 cond-mat.supr-con
Diode effect in microwave irradiated Josephson junctions with Yu-Shiba-Rusinov states
Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg(维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所);Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ct.qmat)
研究微波辐照下含有磁杂质诱导的Yu-Shiba-Rusinov态的约瑟夫森结,通过打破粒子-空穴对称性和反演对称性,实现临界电流的不对称性,并可通过微波参数高度调控,甚至达到完美二极管效应。
2026-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of strong microwave radiation on static properties of a small Josephson junction
本文给出了小约瑟夫森结在强微波辐射影响下的静态特性的初步结果。本文讨论了小约瑟夫森结中运动的布朗粒子与超导相位差之间的对应关系。接下来,我们描述了一种实验方法,确定流过结的微波电流的幅度。结的静态特性的典型例子,包括其动态电阻作为微波功率的函数。我们还讨论了外部磁场对结动力学的影响,并表明,在这种情况下,一维斯图尔特-McCumber模型变得不够。
2010-07-07 cond-mat.supr-con
Microwave radiometry of a quantum-critical, hybrid Josephson array
Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究院);New York University(纽约大学);University of Chicago(芝加哥大学)
该研究通过微波辐射测量揭示了量子临界态混合约瑟夫森阵列中不同态的温度特性及非线性噪声行为。
2026-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave-induced conductance replicas in hybrid Josephson junctions without Floquet-Andreev states
通过栅控隧穿探针同时测量混合 Josephson 结的 Andreev 谱与电流-相位关系,证明微波诱导的电导复制峰源于光子辅助隧穿而非 Floquet-Andreev 态。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall 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 microwave impedance matching to a high impedance source using a Josephson metamaterial
我们报告了一个$50\,Ω$微波电路的高阻抗导体的有效耦合。我们使用的阻抗Transformer组成的$λ/4$共面谐振器,其内部导体包含一个超导量子干涉器件(SQUID)的阵列,提供了一个大的和可调的线性电感$\mathcal{L}\sim 80 μ_0$的谐振器,导致在一个大的特性阻抗$Z_C\sim 1\,\mathrm{k}Ω$。阻抗匹配效率的特征在于测量由连接到谐振器的直流偏置高阻隧道结发射的散粒噪声功率。我们演示了在$15$到$35\,\mathrm{k}Ω$范围内的阻抗匹配,其带宽高于$100\,\mathrm{MHz}$,谐振频率在$4$到$6\,\mathrm{GHz}$范围内可调。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of superconducting Higgs mode in irradiated Josephson junctions
University of Würzburg(维尔茨堡大学);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Condensed Matter Physics Center (IFIMAC)(凝聚态物理中心 (IFIMAC));Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ct.qmat)
研究通过微波照射非对称透明约瑟夫森结的传输特性,发现Higgs模式的特征,包括二次谐波电流相位关系的增强及Shapiro步骤中二次谐波的增强。
2025-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave signatures of $\mathbb{Z}_{2}$ and $\mathbb{Z}_{4}$ fractional Josephson effects
我们提出了一个多体精确对角化研究电路量子电动力学架构中的$\mathbb{Z}_2$和$\mathbb{Z}_4$约瑟夫森效应。对具有最近邻库仑相互作用的Kitaev链约瑟夫森结进行了数值模拟。高度透明的Kitaev链结的低能量有效理论被证明是相同的量子自旋霍尔绝缘体的边缘处创建的结。通过将相互作用的结电容耦合到微波谐振器,我们预测了分数约瑟夫森效应对腔频率和时间分辨反射率测量的签名。
2018-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Linear response theory of Josephson junction arrays in a microwave cavity
最近的实验约瑟夫森结阵列(JJAs)在微波腔开辟了一个新的途径,调查这些设备的性能,同时最大限度地减少来自测量设备本身的外部噪声量。这些实验已经显示出探测JJA中多体量子效应的希望。在这项工作中,我们开发了一个一般的理论描述,这样的实验,推导出一个量子相位模型的平面JJAs包含量子化涡旋。该模型的动力学磁化率计算为一些简单的电路,和签名的额外的涡流注入确定。退相干的影响被认为是通过Lindblad主方程。
2019-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Phase-dependent microwave response of a graphene Josephson junction
嵌入微波环境中的门可调谐约瑟夫森结为原位工程和优化新型超导量子线路提供了一个有前途的平台。电路设计的关键量是结的相位相关复导纳,它可以通过用谐振电路感测rf SQUID来探测。在这里,我们研究了石墨烯为基础的约瑟夫森结作为一个原型门可调元件封装在一个SQUID环,电感耦合到一个超导谐振器工作在3 GHz。用一个简洁的电路模型描述了耦合系统的色散和耗散响应,我们提取了SQUID环的自屏蔽校正的相位相关结导纳。我们将导纳分解为电流-相位关系和相位相关损耗,由于这些量是由超导Andreev束缚态的光谱和种群动力学决定的,因此我们可以深入了解结中的微观输运机制。我们从理论上重现实验结果,考虑到一个短的,扩散结模型,考虑到安德烈耶夫光谱和电磁环境之间的相互作用,从中我们推导出的非平衡人口的寿命为~17 ps。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonreciprocal transmission of microwaves through a long Josephson junction
本文在扰动sine-Gordon模型的框架下,用解析和数值方法研究了磁通流区微波在长约瑟夫森结中的非互易传输。我们证明了当磁通流的方向与微波传播的方向相反时,发射功率的最大衰减发生。这种衰减相对于磁通流动方向是不可逆的,并且可以通过增加系统长度和结端与外部传输线的适当阻抗匹配来增强。
2014-12-17 cond-mat.supr-con
Entangled quantum currents in distant mesoscopic Josephson junctions
考虑两个相距较远的介观SQUID环。双模非经典微波源用相关光子照射两个环。在这种情况下,约瑟夫森电流是量子力学算符,并且它们相对于微波的密度矩阵的期望值产生实验观察到的电流。经典相关(可分离)和量子力学相关(纠缠)的微波被认为是,它们的约瑟夫森电流的影响进行量化。两个不同的例子,涉及微波数态和相干态的结果。结果表明,通过两个环中的约瑟夫森结的隧道电子对的量子统计是相关的。
2004-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave-induced flow of vortices in long Josephson junctions
本文报道了零直流磁场下微波诱导长约瑟夫森结中涡旋流动的实验和数值研究。我们有趣的观察是,施加一个小频率$f \ll f_p $和足够大的幅度的交流偏置改变结的电流-电压特性($I$ - $V$曲线)的方式类似于直流磁场的效果,众所周知的磁通流行为。该低压支路的特征电压$V$随着微波辐射的功率$P$而增加,作为具有指数$α\simeq 0.5 $的$V_{s}\propto P^α$。使用低温激光扫描显微镜的实验明确地表明了微波驱动的约瑟夫森涡旋的运动。数值模拟结果与实验数据一致,并显示出强烈的{ \it不规则}涡运动。我们解释了我们的研究结果,利用微波诱导的涡流之间的类比在长约瑟夫森结和非相干多光子吸收小约瑟夫森结中存在的大的热波动。在长约瑟夫森结的情况下,涡旋运动中的时空混沌模拟了热涨落。根据这个类比,通过改变长结的阻尼常数来控制其混沌强度,会导致$I$ - $V$曲线的形状发生明显变化。我们的结果为以前测量到的但尚未理解的高温超导体中本征约瑟夫森结的微波驱动特性提供了一种可能的解释。
2004-07-12 cond-mat.supr-con
Microwave spectroscopy of spinful Andreev bound states in ballistic semiconductor Josephson junctions
半导体纳米线中的超导邻近效应最近使新的超导结构的研究成为可能,例如门可调谐超导量子比特和多端约瑟夫森结。与它们的金属对应物相反,半导体纳米系统中的电子密度可以通过外部静电门来调节,从而提供器件特性的高度可扩展和原位变化。此外,具有大的$g$因子和自旋轨道耦合的半导体已经被证明会引起超导性中的奇异现象,例如$φ_0$约瑟夫森结和马约拉纳束缚态的出现。在这里,我们报告微波光谱测量,直接揭示了弹道半导体通道中存在的Andreev束缚态(ABS)。我们表明,测量的ABS光谱的结果,传输通道与门可调,高传输概率高达$0.9$,这是所需的门可调Andreev量子比特和有益的编织方案的马约拉纳状态。这是第一次,我们检测到激发的自旋分裂对ABS和观察到的自旋-轨道耦合在半导体中的直接后果,破断ABS。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Modeling Bloch Oscillations in Nanoscale Josephson Junctions
布洛赫振荡在纳米约瑟夫森结的库仑充电能量与约瑟夫森耦合能量相媲美的范围内的Geigenmüller和Schön,包括齐纳隧穿和对待准粒子隧穿作为一个明确的散粒噪声过程中考虑的模型进行了探讨。结准电荷的动力学进行了研究,数值模拟使用Monte Carlo和合奏方法来计算微波存在下的电压-电流特性。我们详细研究了起源的谐波和次谐波布洛赫步骤在直流偏置$I=(n/m)2ef$引起的微波频率$f$,并考虑观察谐波($m=1$)步骤的最佳参数。我们还表明,GS模型允许一个详细的半定量拟合实验电压-电流特性先前获得的查尔姆斯理工大学,确认和加强的解释所观察到的微波诱导的步骤布洛赫振荡。
2017-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical Breaking of Charge Neutrality in Intrinsic Josephson Junctions: Common Origin for Microwave Resonant Absorptions and Multiple-branch Structures in the I-V Characterisitcs
我们证明了在本征约瑟夫森结(IJJ)中观察到的微波共振吸收和I-V特性中的多分支结构都是由原子尺度超导层内的电荷中性动态破缺(DBCN)引起的。提出了考虑DBCN效应的Lawrence-Doniach模型的拉格朗日量,并基于拉格朗日量证明了纵向集体Josephson等离子体模的存在。另一方面,I-V曲线中的分支行为几乎完全再现了仔细的数值模拟的模型方程从拉格朗日。
1999-07-02 cond-mat.supr-con
Microwave distribution in stacked Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+x}$ intrinsic Josephson junctions in a transmission-line geometry
研究了矩形叠层(15 $μ$ m $\times$ 0.72 $μ$ m $\times$ 60 nm)$_{2}$ $_{2}$ $_{2}$ O $_{8+x}$本征约瑟夫森结(IJs)内的微波分布。该堆叠被微制造成传输线几何形状,其中几百nm厚的Au层沉积在堆叠的顶部和底部。通过测量不同微波功率下W波段IJs隧穿临界电流的异常抑制来监测微波分布。这种技术可以提供有价值的信息的微波传输模式内的夹层堆叠的IJs,这是非常重要的高频器件应用,使用IJs,如磁通流太赫兹振荡器。
2003-08-05 cond-mat.supr-con
1/f noise of Josephson-junction-embedded microwave resonators at single photon energies and millikelvin temperatures
我们提出了测量1/f频率噪声的线性和约瑟夫森结嵌入超导铝谐振器在低功率,低温制度-超导量子比特的典型工作条件。约瑟夫森结的添加不会导致额外的频率噪声,从而对于亚微米阴影蒸发结,在1 Hz处设置了分数临界电流波动的上限$10^{-8}$(Hz $^{-1/2}$)。这些值意味着超导量子位由于临界电流噪声为40 - 1400 $μ$ s的最小退相时间,这取决于量子位结构。偶尔,在50 mK以上的温度下,我们观察到激活的个别波动,显着增加噪声水平,并表现出洛伦兹谱。
2011-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of coherent Josephson response in the non-linear ab-plane microwave impedance of $YBa_{2}Cu_{3}O_{6.95}$ single crystals
我们报道了$YBaCu_{2}O_{7-δ}$单晶的$ab$平面微波阻抗中的新的非线性现象。$R_s$与$H_{rf}$数据通过非线性RSJ模型$\dotϕ+\sin ϕ=i_{rf}\cos ωt$得到了很好的描述。整个晶体的行为就像一个单一的约瑟夫森结。数据的异常一致性表明了一种内在机制。
1997-08-05 cond-mat.supr-con
Finite Length Effects and Coulomb Interaction in Ge Quantum Well-Based Josephson Junctions Probed with Microwave Spectroscopy
IBM Research Europe - Zurich(IBM欧洲苏黎世研究中心);IBM Quantum, T.J. Watson Research Center(IBM量子T.J.沃森研究中心)
利用微波光谱学研究了接近态锗量子井中的 Josephson 结构中的 ABSs,揭示了有限长度效应和库仑相互作用对 ABSs 的影响。
2025-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Dynamical Cross-over Regime in the Transmission and Reflection Spectra of Evanescent Waves with 2D Arrays of Josephson Junctions
当经典的二维有序约瑟夫森结(JJ)阵列暴露于倏逝波和调谐入射微波功率时,揭示了一个动态的交叉机制。在这些实验的最低可能温度下,1.1 K,在最低功率设置下,-55 dBm,倏逝波无损耗地传输,谐振呈现出约4200的品质因数。第二,较小的共振,这与主共振的功率增加而演变,也进行了研究。与主谐振的行为相反,该第二峰值随着入射功率的增加而增长,并且对于低于铌的超导临界温度的温度,该第二峰值不保持固定的谐振频率。这两个谐振的可调谐性作为温度和微波功率的函数进行了研究。最后,我们推测,这种动态的交叉制度是两个国家之间的过渡的相位相干性,在低微波功率的JJ阵列锁相和高微波功率的JJ阵列解锁的证据。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detection of weak microwave fields with an underdamped Josephson junction
我们利用欠阻尼约瑟夫森结的电压开关特性,在λ/4共面波导谐振器的电流波腹处,构造了一个微波探测器。通过在不同的驱动频率和温度下测量开关电流和通过耦合到谐振器的波导电容器的传输,我们能够充分表征系统并评估其检测效率和灵敏度。测试检测器通过施加一个经典的微波场与单光子的强度产生了0.5的灵敏度参数与理论计算的定性协议。
2016-05-23 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
Microwave impedance of a dc-biased Josephson Fluxonic Diode in the presence of magnetic field and rf drive
本文计算了直流偏置约瑟夫森磁通二极管(JFD)在直流磁场和射频激励下微波阻抗的变化规律。对于由低于其等离子体频率的非常低的微波激发激发的有限长度的JFD,施加的直流磁场增加了涡旋和反涡旋(VAV)对产生的速率,这将微波电阻微调到比其零场微波电阻(R0)多几个因子。在这种情况下,增加一个直流偏置移动VAV的JFD的微波阻抗的振荡的功能,无论是在正向或反向偏置。结果,微波电阻在正向偏压下增加到30 R0,尽管阻尼参数(\b{eta})可以限制这种增加。另一方面,尖锐的相位滑移被视为在反向偏置模式的过阻尼JFD的电抗,而增加微波激励的频率或幅度导致前所未有的电阻的影响,这是描述。
2017-09-19 cond-mat.supr-con
Ultra-broadband near-field Josephson microwave microscopy
本文提出在纳米石英针尖集成 Josephson 结的微波显微方法,实现高达 200 GHz 带宽、高频率与强度灵敏度的近场高分辨光谱成像。
2024-01-23 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Escape Rate Measurements and Microwave Spectroscopy of 0, pi, and 0-pi ferromagnetic Josephson Tunnel Junctions
本文介绍了中等长度L(λ_J < L < 5 λ_J,其中λ_J是约瑟夫森穿透深度)的高质量欠阻尼0、π和0-π铁磁约瑟夫森隧道结的实验研究。该结为Nb/Al_2O_3/Cu_(40)Ni_(60)/Nb超导体-绝缘体-铁磁体-超导体异质结。本文用微波波谱学方法研究了1.9K ~ 1.5K温度范围内0、π和0-π约瑟夫森结的本征频率。320 mK。在实验中观察到了谐波、亚谐波和超谐波泵浦,并将实验数据与数值模拟结果进行了比较。逃逸率测量没有施加微波在温度T下降到20 mK表明,开关电流直方图的宽度随温度的降低和饱和低于T= 150 mK。我们分析我们的数据在短结模型的框架。实验数据和理论预测之间的差异进行了讨论。
2009-03-05 cond-mat.supr-con
Microwave-induced thermal escape in Josephson junctions
通过实验和数值模拟研究了微波辐射下约瑟夫森隧道结的热激活过程。当所施加的信号与约瑟夫森等离子体频率振荡谐振时,开关电流可以在远远超过经典到量子交叉温度的温度范围内变得多值。跟踪作为所施加的信号频率的函数的开关电流的曲线图显示出非常好的协议与预期的约瑟夫森等离子体频率依赖于偏置电流的函数形式。通过对热驱动经典约瑟夫森结模型的数值模拟,得到了与实验数据非常吻合的结果。
2004-03-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Simulating Ramsey-Type Fringes in a Pulsed Microwave-Driven Classical Josephson Junction
我们提出的证据之间的非线性行为的脉冲微波驱动的约瑟夫森结在低温和实验观察到的行为的约瑟夫森系统在类似条件下的量子转变温度下工作的密切类比。我们具体解决观测拉姆齐型条纹振荡,这可以理解为在经典的非线性动力学的结果,在脉冲微波环境中的缓慢瞬态振荡。模拟进行模仿实验测量记录的统计数据的微波诱导的逃逸事件从非谐势阱的零电压状态。在经典模型中发现了与实验发现的拉姆齐型振荡一致的观测结果。
2006-04-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Josephson network as a model for high-temperature superconductor and beyond: Macroscopic quantum coherence probed by microwave absorption
Institute for Theoretical Physics, Jagiellonian University(雅盖隆大学理论物理研究所)
本文以三维约瑟夫森结阵列模型解释高温超导体的磁调制微波吸收(MMMA)特征,探讨其对约瑟夫森结量子比特微波吸收研究的意义。
2026-09-09 cond-mat.supr-con
Direct microwave spectroscopy of Andreev bound states in planar Ge Josephson junctions
本文通过微波谱学测量平面锗约瑟夫森结中的安德烈夫束缚态,验证了短结与长结模型,并观测到门电压可调的宇称涨落,为基于平面锗的混合量子器件提供了可行路径。
2024-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
RF bifurcation of a Josephson junction: microwave embedding circuit requirements
约瑟夫森隧道结在动力学分岔点附近被射频驱动,可以放大量子信号。只有当结的电动力环境满足一定的条件时,分叉点才鲁棒地存在。本文提出了一种处理任意微波电路中约瑟夫森结非线性动力学的一般形式。我们找到了存在分叉机制的充分条件:a)结的嵌入阻抗需要在特定频率$ω_{R}$处呈现共振,共振的品质因子$Q$和结的参与比$p$满足$Qp\gg 1$; b)驱动频率应该是低频失谐远离$ω_{R}$超过$\sqrt{3}ω_{R}/(2Q)$。
2006-12-22 cond-mat.supr-con
The bulk Josephson responce of the d-g-wave cuprate superconductor
我们考虑了小费米面对ab平面微波吸收的影响。小的费米面导致两个超导凝聚体。这些凝聚体的线性组合对应于d波和g波配对。微波电场作用于ab面,在凝聚体之间产生约瑟夫森跃迁。计算了吸收与外场方向、振幅和频率的关系。计算结果与最近观察到的$YBaCu_2O_{7-δ}$单晶微波吸收的新的非线性现象进行了比较。
1997-06-13 cond-mat.supr-con
Ratchet-like dynamics of fluxons in annular Josephson junctions driven by bi-harmonic microwave fields
本文报道了在零均值双谐交流力驱动下拓扑孤子单向运动的实验观察。观察是通过测量被困在环形约瑟夫森结,被放置在微波场的磁通量的电流-电压特性。在零直流偏置与驱动力的第一和第二谐波之间的相移的磁通平均速度(整流电压)的测量依赖性是在定性与理论预期。
2004-07-01 cond-mat.supr-con nlin.PS
On-Chip Josephson Junction Microwave Switch
作者报道了一种基于单约瑟夫森结超导电路的反射式单极单掷微波开关的设计和测量。数据表明,开关操作与2 GHz的瞬时带宽集中在10 GHz,低插入损耗,和优于20 dB的开/关比。开关的实测性能与模拟输入功率高达-100 dBm。一个扩展的演示电路,实现单刀双掷开关的仿真。
2015-12-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Microwave Quantum Radar using a Josephson Traveling Wave Parametric Amplifier
低反射率物体的检测可以通过所谓的量子照明程序来改进。然而,量子检测概率随源带宽呈指数衰减。约瑟夫森参量放大器(JPA)技术用作源,产生一对纠缠信号,称为双模压缩真空态,显示出非常窄的带宽限制了微波量子雷达(MQR)的操作。本文首次提出了一种基于量子照明协议和约瑟夫森行波参量放大器(JTWPA)的微波量子雷达系统。在12 GHz泵浦的JTWPA的测量结果显示,在X波段的超宽带宽等于10 GHz,使我们的MQR隐形物体的检测有希望的候选人。
2021-11-05 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