The uniqueness of the driven $φ_0$ Josephson junction: when steps are not Shapiro
研究受周期驱动的 $φ_0$ Josephson 结，揭示磁性锁定产生的 Buzdin 台阶区别于 Shapiro 台阶，并通过数值与解析方法阐明其宽度、干涉及磁化重取向机制。
2025-05-12 cond-mat.supr-con
Direct visualization of phase-locking of large Josephson junction arrays by surface electromagnetic waves
振荡器的锁相导致发射功率的超辐射放大。这对于太赫兹源的发展特别重要，太赫兹源具有低发射效率。在这项工作中，我们研究了大型约瑟夫森结阵列包含数千Nb基结。使用低温扫描激光显微镜，我们观察到，在一定的偏压条件下，二维驻波图案的形成，体现了全球同步的阵列。驻波的分析表明，它们是由表面等离子体类型的电磁波在电极/衬底界面处传播形成的。因此，我们证明，表面波提供了一个有效的机制，为远程耦合和大结阵列的相位锁定。
2020-04-14 cond-mat.supr-con nlin.AO physics.optics
Classical analysis of phase-locking transients and Rabi-type oscillations in microwave-driven Josephson junctions
本文对约瑟夫森结在微波和热涨落扰动下的瞬态响应进行了经典分析。结果包括一个特定的低频调制的相位和振幅的结在其零电压状态的行为。该瞬态调制频率直接与系统切换到其非零电压状态的概率的观察到的变化相关联。补充以前的工作联系经典分析的拉比振荡的实验观测，这种扩展的微扰方法还提供了封闭形式的分析结果的衰减的调制和拉比型振荡频率。扰动分析的结果进行了比较直接（和定量）的经典模型的数值模拟，以及公布的实验数据，表明瞬态锁相密切相关的观察到的振荡。
2006-04-13 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Phase-locking transition in a chirped superconducting Josephson resonator
通过将谐振子耦合到量子系统，可以执行量子非破坏（QND）的色散测量，具有最小的反作用。非线性振荡器具有测量增益的优点，但反作用是什么？超导量子位（量子位）耦合到一个非线性约瑟夫森振荡器的实验，迄今为止，利用开关的振荡器附近的动态分岔的灵敏度，并证明了部分QND测量。与切换过程相关联的详细反作用是复杂的，并且可能最终限制这种测量可以是QND的程度。在这里，我们证明了一个新的动力学效应的约瑟夫森振荡器的分岔可以访问没有切换。当用振幅接近尖锐的锁相阈值的频率啁啾驱动器激励时，振荡器在两个发散轨迹之一中平滑地演化-量子比特状态的指针。观察到的临界行为与理论一致，并提出了一种新的量子态测量模式。
2008-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Amplification of electromagnetic waves excited by a chain of propagating magnetic vortices in YBaCuO Josephson-junction arrays at 77K and above
当孤立子在离散晶格中传播时，它在尾流中激发出小振幅的线性波。在直流偏置的约瑟夫森结（JJ）阵列中，这些表现为由（磁场诱导的）传播磁涡旋链激发的电磁（EM）波。当涡流速度和其中一个激发的电磁波的相速度匹配时，发生锁相。这在电流-电压特性中产生谐振阶跃，其中发生EM辐射的放大。我们首次在由高温超导体制成的JJ阵列中观测到了77 K及以上温度下锁相诱导的电磁辐射放大。
2014-01-24 cond-mat.supr-con
Phase-locking of driven vortex lattices with transverse ac-force and periodic pinning
对于一个涡旋晶格在周期性阵列中移动，我们表明解析和数值，一种新的类型的相位锁定发生在纵向直流驱动力和横向交流驱动力的存在。这种相位锁定与纵向交流驱动器的Shapiro阶跃相位锁定不同。我们发现，增加的临界电流和一个基本的相位锁定步长与驱动交流振幅的平方规模。我们的研究结果应结转到其他系统，如约瑟夫森结阵列中的涡旋运动。
2001-05-28 cond-mat.supr-con
Conversion efficiency in a Josephson effect mixer
RCSJ（Resistor-Capacitor Shunted Junction）模型为谐振约瑟夫森混频器的转换效率提供了一个解析公式。一个外部射频信号被施加到一个长约瑟夫森结在磁通振荡制度的工作。利用sine-Gordon方程研究了磁通振荡与外界信号之间的锁相动力学。我们得到，有可能有转换效率大于1。
1997-05-07 cond-mat.supr-con
Dynamic transition and Shapiro-step melting in a frustrated Josephson-junction array
我们考虑一个二维的完全阻挫的约瑟夫森结阵列驱动的直流和交流相结合。在有限温度下，研究了锁模现象（电流-电压特性中的巨大Shapiro台阶）与动态相变之间的相互作用。熔化的Shapiro步骤由于热波动被证明是伴随着动态相变，其中的普适类进行了讨论。
2004-08-25 cond-mat.supr-con
Josephson Effect in NbS$_{2}$ van der Waals Junctions
范德华（vdW）约瑟夫森结具有二维（2D）过渡金属二硫族化物（TMD）超导体独特的自旋轨道耦合、自旋谷锁定等特性，有望促进先进超导器件的发展。在这里，我们制作垂直堆叠的NbS $_{2}$ /NbS $_{2}$约瑟夫森结使用修改后的全干转移技术和通过系统的低温输运测量表征的器件性能。实验结果表明，NbS $_{2}$ /NbS $_{2}$约瑟夫森结的超导转变温度为5.84 K，临界电流密度在2 K时达到3975 A/cm $^{2}$。此外，我们提取的超导能隙$Δ=0.58$ meV，这是相当小的预期从单带s波巴丁-库珀-施里弗（BCS）模型（$Δ=0.89$ meV）。
2022-11-03 cond-mat.supr-con
Buzdin, Shapiro and Chimera Steps in $φ_0$ Josephson Junctions
研究 $φ_0$ Josephson 结在电磁辐射下的磁矩进动与 Josephson 振荡锁定，提出 Buzdin 与 Chimera 台阶并揭示其共振和自旋–轨道耦合特性。
2023-08-11 cond-mat.supr-con
Dual relaxation oscillations in a Josephson junction array
本研究发现一维约瑟夫森结阵列中存在与单结振荡电路对偶的弛豫振荡，通过对偶电路定量解释其动力学及偏置依赖，验证注入锁定可产生电流平台，并用热模型阐明弛豫阶跃机制。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Radiation power and linewidth of a semifluxon-based Josephson oscillator
我们演示了一个工作在~ 200 GHz的高频发生器，它是基于翻转中等归一化长度的约瑟夫森结中的半流激子。半流激子自发地出现在约瑟夫森相位的$π$不连续处，该不连续是通过两个微小的电流注入器人工产生的。辐射由片上检测器（隧道结）检测。估计辐射功率（探测器处）约为8 nW，应与发生器消耗的约100 nW直流功率进行比较。测得的辐射线宽，低至1.1MHz，是典型的几何（费斯克）谐振，虽然我们试图抑制这种谐振放置在其两端匹配良好的微波Transformers。利用锁相反馈回路，我们能够将辐射线宽减小到小于1Hz，相对于参考振荡器测量，并且仅由我们的测量设置的分辨率定义。
2013-11-22 cond-mat.supr-con
Spontaneous currents and half-integer Shapiro steps in Superconductor-Ferromagnet-Superconductor 0-pi Josephson junctions
本文研究了势垒厚度随空间变化的超导-铁磁-超导（Nb-Cu_（0.47）Ni_（0.53）-Nb）约瑟夫森结。临界电流与磁通量的衍射图案表明，临界电流密度沿着结的宽度改变符号，在0和π结区域之间产生界面，自发电流可以围绕该界面循环。在半整数约瑟夫森电压下观察到的夏皮罗阶跃可以通过自发循环电流对所施加的射频调制的锁相来解释。
2005-05-31 cond-mat.mes-hall 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
Magnetization reversal in S/F/S Josephson junctions on a 3D topological insulator
研究了置于三维拓扑绝缘体上的超导体/绝缘铁磁体/超导体约瑟夫森结中电流脉冲引起的磁化反转。由于TI表面态具有很强的自旋-动量锁定效应，该系统有望成为低耗散自旋电子学的研究对象。该性质提供了轨道自由度和自旋自由度之间的理想强耦合，从而给出了通过幅度低于临界电流的电流脉冲有效反转磁矩的可能性，这导致强烈降低的能量耗散。讨论了这种反转的物理机制。研究了磁各向异性对反转脉冲宽度可控性的影响。此外，提出了一种同时电检测反转的方法。
2020-07-03 cond-mat.supr-con
Sub-terahertz sound excitation and detection by long Josephson junction
报道了利用长约瑟夫森结产生和探测亚太赫兹声波的实验观察。这种效应被发现在光谱测量亚太赫兹电磁辐射从磁通流振荡器（FFO）沉积在光学抛光的硅衬底。由FFO产生的声波和Si衬底的底表面反射的反向作用导致FFO IVC中出现共振台阶，对于0.3 mm衬底厚度，其间距小至29 nV;这些台阶在发射光谱中以明显的共振结构表现出来，其间距约为14 MHz，精确地根据约瑟夫森关系。声波产生和检测的FFO的机制进行了讨论，采用FFO频率稳定的发现效果的可能性已被证明。已经开发并证明了一种简单可靠的抑制超细谐振结构的方法;本发明允许在任何期望的频率下进行连续频率调谐和FFO锁相，所有这些对于大多数应用都是至关重要的。
2014-01-27 cond-mat.supr-con
Phase dynamics in an AC driven multiterminal Josephson junction analogue
在交流驱动的情况下，多端约瑟夫森结表现出逆交流约瑟夫森效应，其中每个结的超导相的振荡可以锁定在彼此上或锁定在外部驱动上。这些不同的锁相状态之间的竞争导致在一个复杂的阵列的量化电压平台，其稳定性强烈依赖于电路参数的分流结。这个相图不能单独探索与低温传输实验，给定的参数空间的宽度，所以我们提出了一个容易调谐的模拟电路，其动态特性模拟的三端结。我们专注于观察的多端逆AC约瑟夫森效应，我们讨论了如何识别Shapiro步骤与每个三个结以及它们的四重态。在强过阻尼网络中，我们只观察到整数相位锁定态，但当结的品质因数增加时，也会出现分数Shapiro阶跃。最后，我们讨论了横向耦合在结同步中的作用。
2022-08-17 cond-mat.supr-con
Resonance phenomena in the annular array of underdamped Josephson junctions
本文研究了欠阻尼约瑟夫森结环形系统中共振现象的出现和起源。如果系统中没有磁通子被捕获，则动力学由磁通子-反磁通子对的运动控制，而如果存在捕获的磁通子，则它们可以单独运动，但也可以与对同时运动。旋转激励（磁通子和反磁通子）与约瑟夫森频率之间的锁定导致电流-电压特性中出现零场阶跃，这可以进一步表现出由于旋转激励与其尾部的等离子体振荡之间的共振而引起的分支。零场阶跃及其分支的数目由系统中存在的激发的总数强烈地确定。高分辨率分析不仅进一步揭示了零场阶跃的一些有趣的性质，而且还表明电流-电压特性不仅由激励的数量决定，而且还由激励的类型决定，即，动力学是否仅由磁通子-反磁通子对或被捕获的磁通子的运动控制，或者它们在系统中同时运动。
2019-11-13 cond-mat.supr-con
Josephson Current in Rashba-based Superconducting Nanowires with Geometric Misalignment
我们研究了两个Rashba基超导纳米线之间的几何错位的弱链接的性质。通过施加外部磁场，可以将系统驱动到拓扑非平凡区域。我们表明，约瑟夫森电流可以调制的幅度和符号，通过外加电场的变化，并显着，通过角度控制的自旋轨道锁定失配在纳米线的界面。所提出的设置与未对准的共面纳米线提供了积木配置的操纵通过几何控制的混合/分裂的界面态的相干输运。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous supercurrent and diode effect in locally perturbed topological Josephson junctions
该研究理论分析受磁场和局部针尖扰动的量子自旋 Hall Josephson 结，表明磁性针尖可调控反常 $\phi_0$ 响应与超电流整流。
2024-06-13 cond-mat.supr-con
Josephson effect in superfluid atomic Fermi-gases
我们考虑了超流费米原子气体中的内约瑟夫森效应。四个不同的超精细态的原子被认为是被捕获，并通过BCS型配对形成两个超流体。我们认为，通过将超流体与两个激光场耦合，可以实现约瑟夫森振荡。以适当的方式选择激光失谐会导致不对称的带隙下隧穿效应，在固态超导的背景下，不存在类似的。
2002-04-17 cond-mat.supr-con
Classification of ground states and normal modes for phase-frustrated multicomponent superconductors
我们对具有阻挫约瑟夫森耦合的$n$组分超导体的基态和简正模进行了分类，重点研究了$n = 4$ .结果不仅适用于多带超导体，而且适用于约瑟夫森耦合多层膜和约瑟夫森结阵列。最近讨论了三组分超导体由于相位阻挫而破坏时间反演对称性的问题。我们讨论了如何对具有任意数量的组分的阻挫超导体进行分类。虽然已经为四个组件的情况下，有大量的锁相和相位反锁约瑟夫森耦合的不同组合，我们建立，有一个小得多的等效类的阻挫多组分超导体的属性可以映射到对方。这种分类与赛德尔开关的图论概念有关。在数值上，我们计算了基态，正常模式，和特征长度尺度的四个组件的情况下。我们报告新的偶然连续基态简并的出现条件。
2014-01-23 cond-mat.supr-con
Shape waves in 2D Josephson junctions: exact solutions and time dilation
我们预测了一类新的激发沿二维约瑟夫森结中的约瑟夫森涡旋传播。这些激励与约瑟夫森涡线的畸变有关，并与固体力学中的剪切波类似。它们的形状可以具有任意的轮廓，在传播时保持该轮廓。我们推导出一个通用的任意形状的激励的能量的解析表达式，调查他们的动态的涡线的影响，并讨论条件，这样的激励可以创建。最后，我们表明，这样的激发发挥时钟的作用，相对论运动的约瑟夫森涡，并建议实验来测量类似于在狭义相对论的时间膨胀效应。
2008-08-11 cond-mat.supr-con
Electrical control of magnetization in S/F/S junctions on a 3D topological insulator
具有铁磁夹层和自旋轨道耦合的约瑟夫森结中约瑟夫森能量对磁化方向的强烈依赖性为通过约瑟夫森电流或约瑟夫森相位控制磁化提供了一种途径。本文研究了三维拓扑绝缘体表面的超导体/铁磁体/超导体（S/F/S）约瑟夫森结的磁化控制问题。由于这些狄拉克准粒子的自旋-动量锁定，实现了约瑟夫森电流-相位关系对磁化方向的强烈依赖。它表明，这可能会导致分裂的铁磁体的易轴在电压驱动制度。我们表明，这种分裂可以导致非常规的四重简并铁磁态的稳定。
2019-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin analog of the controlled Josephson charge current
我们提出了一个受控的约瑟夫森自旋电流通过两个非中心对称的超导体，如CePt_3Si的结。约瑟夫森自旋电流的产生是由于方向相关的隧穿矩阵元和带隙函数的三重态分量的不同动量相关相位。它与两个超导体的非中心对称轴之间的角度θ的调制与\sin θ成正比。这种对π的特殊依赖性可能会在约瑟夫森自旋开关中找到所提出的设置的应用。
2006-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On Field Induced Diaelastic Effect in a Small Josephson Contact
一个类似的弹性效应预计将发生在一个小的约瑟夫森接触约瑟夫森涡表现为磁场诱导软化的接触剪切模量C（T，H）。除了Fraunhofer型场振荡外，C（T，H）在T_C附近还表现出明显的磁通驱动温度振荡。
2012-03-01 cond-mat.supr-con
Classical analogs for Rabi-oscillations, Ramsey-fringes, and spin-echo in Josephson junctions
我们调查的结果，最近发表的实验的量子行为的约瑟夫森电路的经典模型的基础上的电容和电容分流（RCSJ）结模型。我们的分析表明，在低温和低损耗的脉冲微波驱动的约瑟夫森结的非线性行为和约瑟夫森电路的实验观察报告之间的密切相似的证据。具体来说，我们证明了拉比振荡，拉姆齐条纹，自旋回波观测不是一个独特的量子解释的现象。事实上，它们是经典非线性动力学中锁相瞬态的自然结果，并且当遵循微波应用的实验配方和实验检测方案时，可以在约瑟夫森结的纯经典模型中观察到。因此，我们的结论是，经典的非线性动力学可以有助于理解相关的实验观察约瑟夫森响应各种微波微扰在非常低的温度和低耗散。
2007-08-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Planar Josephson Hall effect in topological Josephson junctions
基于三维拓扑绝缘体的约瑟夫森结为实现非传统的$p$波配对和Majorana模提供了有趣的可能性。在这里，我们提供了一个均匀的磁化在正常区域的效果的详细研究：我们展示了如何之间的相互作用的自旋动量锁定的拓扑绝缘体和平行于相位偏置方向的面内磁化导致的Andreev谱相对于横向动量的不对称性。如果足够大，这种不对称性诱导从无间隙，反向传播马约拉纳模式的制度过渡到一个制度与未受保护的模式是单向的小横动量。有趣的是，磁化引起的Andreev谱的不对称性也引起约瑟夫森霍尔效应，即横向约瑟夫森电流的出现。详细研究了约瑟夫森霍尔电流的幅值和电流相位关系。特别是，我们展示了如何磁控制和门控的正常区域可以使相当大的约瑟夫森霍尔电流相比，纵向约瑟夫森电流。最后，我们还提出了平面磁场作为正常区域磁化的替代，并讨论了如何在实验中观察到平面约瑟夫森霍尔效应。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantization of the superconducting energy gap in an intense microwave field
研究了Nb/AlOx/Nb约瑟夫森结中的光子辅助隧穿。在结中的微波场的定量校准允许直接验证的量子效率的微波光子检测的结。我们观察到光子辅助隧穿台阶的电压随微波功率和隧穿电流的变化。然而，这种变化并不是单调的，而是阶梯式的。这种现象是由正负阶跃级数互锁引起的。在Shapiro步骤中观察到类似的锁定。结果，超导能隙假定量子化值等于光子能量的四分之一的倍数。量子化是微波场对超导性的非平衡调谐（抑制或增强）的表现。
2015-10-20 cond-mat.supr-con
Pinning of spiral fluxons by giant screw dislocations in YBa_2Cu_3O_7 single crystals: Josephson analog of the fishtail effect
用自制的高灵敏交流磁化率技术测量了具有巨螺旋位错的YBa_2Cu_3O_7单晶的磁通量穿透（具有阿基米德螺线的结构）呈现出a=3的螺旋转弯，间距b=18.7微米，台阶高度c=1.2nm（最后一个参数负责在巨缺陷周围产生扩展的弱连接结构）。平行于表面施加的磁场以所谓的螺旋约瑟夫森磁通子的形式围绕螺旋的弱连接区域进入绕组，其特征在于与温度相关的节距b_f（T）。对于给定的温度，当b_f（T）与b匹配时（意味着螺位错的最佳钉扎），磁通结构发生稳定，并且表现为磁化率对磁场（垂直施加到表面）的依赖性中的明显的低场峰，其形式类似于高场（Abrikosov）鱼尾效应。
2010-08-27 cond-mat.supr-con
Analogy Between Periodically Driven Josephson ac Effect and Quantum Hall Effect
结合流体动力学的相位滑移几何和半经典的Josephson-RCSJ公式，将周期性驱动的Josephson交流效应与量子霍尔效应进行类比.这两种宏观量子效应都是由一维线性涡旋-电子相对运动引起的。量子化霍尔电阻的IQHE和EQHE的机制是统一的约瑟夫森振荡的锁相动力学下，周期性地驱动的相干霍尔电流的电子波，与时间平均频率比起填充因子倒数的作用。支持这种情况下，以及必要的未来调查的实验证据进行了评论。
1998-01-16 chao-dyn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling spectroscopy of topological insulator Josephson junctions
University of Cologne（科隆大学）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Max Planck Institute for the Science of Light（马克斯·普朗克光科学研究所）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）
本文在拓扑绝缘体约瑟夫森结中实验观测到由自旋动量锁定导致的稳健能隙闭合与重开现象，证实了其拓扑起源。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Broken time-reversal symmetry in Josephson junction involving two-band superconductors
在双能隙超导体与常规s波超导体之间的约瑟夫森结中，理论上发现了一种新的时间反演对称破缺态。这是由于类似于置于磁场下的两个反铁磁耦合XY自旋的三个序参量之间的挫折而发生的。这导致了具有超导能隙内能量的界面态。可能的实验观察到这种状态与破坏时间反演对称性进行了讨论。
2008-09-19 cond-mat.supr-con
The microwave phase locking in Bloch transistor
Royal Holloway University of London（伦敦大学皇家霍洛威学院）；National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）；Sejong University（世宗大学）；HQS Quantum Simulations GmbH（HQS量子模拟有限公司）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）
Bloch transistor通过诱导电荷实现微波与约瑟夫森结中Bloch振荡的相位锁定，实现量子化非耗散电流控制，为低温量子技术提供新方案。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal long-range synchronization of planar Josephson junction arrays
我们研究阵列的平面铌约瑟夫森结与接触的中间电极，允许测量的个别路口，因此，提供了一个深入了解复杂的阵列动力学。我们观察到一个强大的相位锁定的阵列，尽管一个显着的结间分离。报道了几种不寻常的现象，如双稳态临界电流与再入超导附近的结切换时，和不正确的夏皮罗步骤，发生在附近的结的外部RF辐射和内部约瑟夫森频率之间的混合频率。我们的研究结果揭示了一个令人惊讶的强大和长距离的结间相互作用。这是由于平面结电动力学的非定域性，所造成的杂散电磁场的远程传播。这种非局域性极大地增强了高频结间耦合，使大规模同步成为可能。因此，我们得出结论，平面几何是有利于实现相干约瑟夫森电子学。
2022-01-27 cond-mat.supr-con nlin.AO physics.app-ph
High resolution measurements of the switching current in a Josephson tunnel junction: Thermal activation and macroscopic quantum tunneling
本文提出了一种利用定时技术高分辨率测量电流偏置约瑟夫森隧道结开关电流分布的方法。测量设置被实施为使得数字控制和读出电子器件与附接到样品的模拟偏置电子器件光学解耦。我们已经成功地用这种技术测量了小约瑟夫森隧道结中相的热激活和宏观量子隧穿，具有很高的实验分辨率。这种技术可以用来表征电流偏置约瑟夫森隧道结的应用在量子信息处理。
2002-04-24 cond-mat.supr-con
Non-linear microwave impedance of short and long Josephson Junctions
本文计算了在各种激励条件下，短约瑟夫森结和长约瑟夫森结的微波（交流）阻抗$ac$与外加场（$b_ω$）或电流（$% i_ω$）的非线性关系。研究了场对称（电流反对称）和场反对称（电流对称）两种激励结构下结宽对电阻的影响，发现每当磁通（孤子）进入结时，电阻呈现阶梯状变化，而电抗中则出现相应的相位滑移。对于有限宽度的磁通子的干涉导致一些有趣的效果，这是描述。在高温超导体本征结和制备约瑟夫森结的微波阻抗测量中观察到了许多计算结果，并提出了新的效应。当施加$% dc$场（$b_{dc}$）或电流（$i_{dc}$）时，在交流阻抗$Z_ω$中观察到有趣的锁相效应。特别是，可以看到对直流偏置的几乎周期性依赖性与在非常低的直流场偏置下的微波实验中观察到的相似。这些结果适用于所有$\cos (ϕ)$电位处于过阻尼极限并受到交流驱动的系统。
1998-10-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Measurements of Phase Dynamics in Planar Josephson Junctions and SQUIDs
该研究实验测量外延 InAs/Al 平面 Josephson 结与 SQUID 的随机相位动力学，揭示栅压和磁通可调的宏观量子隧穿—相位扩散渡越及相位锁定效应。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic-Flux-Flow Diagrams for Design and Analysis of Josephson Junction Circuits
本文提出磁通流（MFF）图作为约瑟夫森结电路设计与分析的新图形化方法，直观展示磁通量子在超导环路间的转移，弥补传统电路图与电荷分析方法的不足。
2022-10-24 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
Numerical analysis of Josephson junction arrays for multi-order quantum voltage steps
本文通过RSJ模型数值模拟研究约瑟夫森结阵列，优化结参数和微波驱动条件以拓宽多阶夏皮罗台阶，为超越传统编码的下一代可编程约瑟夫森电压标准提供设计依据。
2025-08-18 cond-mat.supr-con
All fractional Shapiro steps in the RSJ model with two Josephson harmonics
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics RAS（朗道理论物理研究所）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Laboratory for Condensed Matter Physics, HSE University（高等经济大学凝聚态物理实验室）
本文研究了RSJ模型中通过包含两个约瑟夫森谐波产生所有可能分数肖普步骤的现象，并揭示了正负分数步骤的不对称性。
2025-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con math-ph
Signatures of time-reversal-symmetry breaking in multiband 2H-TaS2 revealed by zero-field Josephson nonreciprocity
CIC nanoGUNE BRTA（纳米科学中心）；Centro de Física de Materiales – Materials Physics Center (CFM-MPC) CSIC-EHU（材料物理中心）；Istituto di Struttura della Materia, Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究理事会材料结构研究所）
研究通过零磁场约瑟夫森二极管效应揭示2H-TaS2多带超导相结构，证明非互易性与非线性霍尔输运共同支持内在时间反演对称破缺。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reentrant superconductivity and superconductor-to-insulator transition in a naturally occurring Josephson junction array tuned by RF power
本研究在天然约瑟夫森结阵列结构的颗粒铝系统中，发现射频功率可调控随温度和磁场变化的重入超导现象，实现超导态到绝缘态的切换，揭示了多体关联效应，可作为凝聚态复杂现象的量子模拟器。
2025-09-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Generalized DC and AC Josephson effects in antiferromagnets and in antiferromagnetic d-wave superconductors
约瑟夫森效应通常被描述为库珀对隧穿，但它也可以在更一般的上下文中理解。DC约瑟夫森效应是两个耦合系统的伪戈德斯通玻色子，具有破缺的连续阿贝尔U（1）对称性。因此，一个类似的系统应该存在间断的连续非阿贝尔对称。为了展示这种现象的普遍性，并从一个现实的模型作出预测，我们研究反铁磁体之间的隧道，也反铁磁d波超导体之间。对约瑟夫森结进行类似于Ambegaokar和Baratoff的计算，我们发现在反铁磁体中，通过结的交错磁化的平衡电流与s_L × s_R成比例，其中s_L和s_R是结两侧的Neel矢量。在微观上，这种效应的存在是因为自旋为1的粒子-空穴对的相干隧穿。在存在的磁场，这是不同的两侧的结，我们发现一个模拟的交流约瑟夫森效应之间的角度依赖于时间的尼尔矢量。在反铁磁d波超导体的情况下，我们预测，有一个贡献的临界电流，取决于反铁磁秩序和贡献的自旋临界电流，取决于超导秩序。后者的贡献来自三重态库珀对的隧穿，这是必然存在于反铁磁d波超导体的基态。所有这些效应在隧穿矩阵元的平方中均以最高顺序出现。
2010-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent diffraction of thermal currents in Josephson tunnel junctions
本文从理论上研究了面内磁场作用下温度偏置约瑟夫森隧道结中的热输运。与约瑟夫森临界电流完全类似，通过结的热通量的相位相关分量显示相干衍射。热输运分析在三个典型的结几何形状突出其主要区别。值得注意的是，约瑟夫森耦合能量的最小化需要跨结的量子相位差以适当的磁通量间隔经历π滑移。提出并分析了一种适用于热衍射检测的实验装置。
2013-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin phase regulated spin Josephson supercurrent in topological superconductor
该研究理论提出自旋相位概念，在超导纳米线结中实现自旋约瑟夫森效应，推导相关公式并验证拓扑非平庸相中超导能隙内的自旋超流，为拓扑超导与自旋电子学结合提供可能。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unified Network Equation for Both Normal RLC Circuits and Josephson Junction Circuits
约瑟夫森结电路，如超导量子干涉器件（SQUID）和单通量量子（SFQ）电路，已成功地应用于模拟和数字电子领域。它们被认为是不同于正常的电阻-电感-电容（RLC）电路，由于超导物理。为了弥补约瑟夫森结电路与传统RLC电路之间的差距，引入磁通发生器（Magnetic-flux-generator，MFG）模型，统一了约瑟夫森结和常规无感元件的定义，并将其电路统一转化为MFG网络。导出了超导和普通MFG网络的一般网络方程。结果表明，约瑟夫森结电路是受约瑟夫森电流调制的超导RLC网络，通过求解一般网络方程，可以将其分析和仿真与常规RLC电路的分析和仿真统一起来。
2022-10-21 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Magnetoelectrics in Disordered Topological Insulator Josephson Junctions
本文从理论上研究了三维拓扑绝缘体表面无序沟道组成的二维Josephson组态的平衡和非平衡电输运中电荷和自旋极化的耦合。在系统的平衡态，我们预测Edelstein效应，这是更明显的比它的对应物在传统的自旋轨道耦合材料。利用准经典Keldysh技术，我们证明了系统的基态可以通过调制注入到结中的准粒子流，实验上转变成不同于标准“$0$”或“$π$”的任意宏观超导相位差，构成一个$ϕ_0$ -结.我们提出了一个可行的实验，准粒子注入到拓扑绝缘体表面的正常电极和电压梯度的装置，使相反方向的静态自旋密度可以沿界面开发，并允许直接利用狄拉克费米子的自旋动量锁定性质的表面通道。$ϕ_0$状态与施加在注入器电极和超导端子之间的电压差成比例，该电压差校准粒子的注入速率，并因此校准$ϕ_0$偏移。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-range Phase Coherence and Tunable Second Order $ϕ_0$-Josephson Effect in a Dirac Semimetal $1T-PtTe_2$
本研究在II型狄拉克半金属$1T-PtTe_2$中发现由螺旋自旋-动量锁定诱导的大本征约瑟夫森二极管效应，提出可通过磁场调谐谐波相位的二阶$ϕ_0$-结，为研究约瑟夫森二极管效应及高阶超流输运提供理想平台。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Axion physics in a Josephson junction environment
我们表明，最近的实验的基础上约瑟夫森结，SQUIDS和耦合约瑟夫森量子比特有一个宇宙学的解释，在这个意义上，他们允许模拟模拟早期宇宙的轴子物理学的轴暗物质物理。我们提出了新的实验装置，在其中SQUID类的轴子相互作用的谐振约瑟夫森结环境中可以进行测试，在性质上类似于最近的实验，测试两个耦合的约瑟夫森量子位的量子纠缠。我们指出，早期宇宙的轴子宇宙学的相关参数值与当今的纳米技术的成就是可以访问的。
2011-11-23 astro-ph.CO cond-mat.supr-con hep-ex
Commensurability in One Dimension and the Josephson Junction Ladder
利用传输矩阵方法研究了无荷电效应时磁场中的约瑟夫森结梯形结构。的传输矩阵的本征值的数值，给出了确定的不同阶段的阶梯。基态的空间周期性表现出魔鬼的阶梯作为磁通量填充因子f的函数。如果横向约瑟夫森耦合是变化的连续超导正常过渡在横向上观察到的，类似于在动力学系统中的KAM轨迹的故障。我们还研究了这些属性可能会受到影响的电流注入沿阶梯。
1997-11-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
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
