Ferromagnetic Josephson junction with precessing magnetization
用准经典超导理论计算了旋进磁化的扩散超导体/铁磁体/超导体结中的约瑟夫森电流。当结被相位偏置时，稳定电流（没有交流）尽管存在非平衡条件，但流体（流体）可以流过它。一个大的临界电流的预测，由于动态诱导的长程三重态邻近效应。这种效应可以在接近铁磁共振的传统混合器件中观察到。
2008-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Level Spectroscopy and Josephson Current Switching in a 3-Terminal Josephson Junction
我们计算了通过超导体-绝缘体-超导体结的电流，该结也是弱耦合到正常的金属侧探针。施加到正常金属端子的电压$V$控制Andreev能级$E_n$的占用，并且因此控制流过这些能级的约瑟夫森电流。每当探测电压穿过Andreev电平时，约瑟夫森电流就会突然改变，改变的量等于流过Andreev电平的电流。沿着正常金属端子的差分电导允许Andreev能级的光谱。在短结$(L \ll ξ_0)$中，当探针电压近似等于超导能隙（$|eV| \simeq Δ$）时，临界电流从Ambegaokar-Baratoff值突然切换到零。在长结$(L \gg ξ_0)$中约瑟夫森电流开关的幅度，以及约瑟夫森电流与其平衡值不同的探测电压范围，比三端弹道超导体-正常金属-超导体结小得多。
1998-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson-current induced conformational switching of a molecular quantum dot
我们讨论了一个两能级系统耦合到一个量子点接触超导源/漏电极的行为，代表一个简单的模型的分子点或断裂结的构象自由度。约瑟夫森电流被示出诱导构象变化，包括完全反转。对于小的偏压，周期性的构象运动诱导的Landau-Zener跃迁之间的Andreev状态的预测。
2008-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Towards precise measurement of oscillatory domain wall by ferromagnetic Josephson junction
从理论上提出了一种利用铁磁约瑟夫森结精确测量振荡畴壁的原理。只有当DW在铁磁线中振荡时，电流-电压曲线才呈现阶梯结构。电压阶跃出现在V = n（\hbar /2 e）ω_DW处，基本常数为\hbar /e，整数n，DW频率为ω_DW。由于V可以以10^9的精度来确定，所以振荡DW将比现有的常规方法更精确地测量。
2012-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage noise, switching rates, and multiple phase-slips in moderately damped Josephson junctions
采用矩阵连分式方法和全计数统计相结合的数值方法研究了中等阻尼约瑟夫森结的电压噪声特性，包括开关速率和相位滑移统计特性.通过分析的RCSJ模型得到的噪声结果，我们确定不同的主导成分，即热噪声接近平衡（小电流偏置制度），散粒噪声的（多个）相位滑移在偏置的中间范围和开关噪声更高的偏置电流。我们提取到目前为止无法访问的特性率的相位滑移的散粒噪声制度，以及逃逸和再捕获率的开关制度作为各种结的参数的函数。该方法可推广应用于其它实验相关的约瑟夫森结电路。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Composite excitation of Josephson phase and spin waves in Josephson junctions with ferromagnetic insulator
从理论上研究了超导体/铁磁绝缘体/超导体（S/FI/S）结中约瑟夫森相位波和自旋波的耦合。结合Maxwell方程和Landau-Lifshitz-Gilbert方程计算了FI中结内的电磁场和与自旋波耦合的Josephson电流。在S/FI/S结中，发现电流-电压（I-V）特性曲线出现两个共振峰。共振峰处的电压是电磁场简正模的函数，这表明S/FI/S结中电磁场和自旋波的复合激发。我们还研究了另一种类型的结，在这种结中，绝缘体（I）位于S和FI之间的界面之一。在这样的S/I/FI/S结中，由于约瑟夫森相位耦合到I层中的EM场，所以在I-V曲线中出现三个谐振峰。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero-Field Fiske Resonance Coupled with Spin-waves in Ferromagnetic Josephson Junctions
直流偏置下约瑟夫森结中的交流约瑟夫森电流密度受到外部磁场的空间调制，并在结内感应出电磁场。电流-电压（$I$ - $V$）曲线由于EM场和空间调制的AC约瑟夫森电流密度之间的谐振而呈现峰值。这被称为{ \it Fiske共振}。这种空间调制的约瑟夫森电流密度也可以由非均匀绝缘势垒引起，并且在没有外部磁场的情况下出现Fiske共振。这就是所谓的零场费斯克共振（ZFFR）。本文从理论上研究了具有非均匀铁磁绝缘势垒的超导体/铁磁绝缘体/超导体结（铁磁约瑟夫森结）中的自旋波与零场反馈耦合。在没有外加磁场的情况下，可以诱导出与自旋波耦合的共振模。我们发现$I$ - $V$曲线显示出与结中自旋波和电磁场的复合激发有关的共振峰。谐振处的电压作为EM场的简正模的函数而获得。与自旋波耦合的ZFFR被发现作为偏置电压的函数的直流约瑟夫森电流密度的峰值结构。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching the sign of Josephson current through Aharonov-Bohm interferometry
本文研究了超导体-正常金属-超导体结中的直流约瑟夫森效应，其中正常区由弹道环组成。我们表明，一个完全可控的$π$结可以实现通过在环的电磁静Aharonov-Bohm效应。超电流的符号和大小可以通过改变施加到一个臂的磁通量和栅极电压来调节，在合适的值附近。在一个现实的设置中的实施进行了讨论。
2006-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ferromagnetic resonance with a magnetic Josephson junction
我们从实验和理论上证明了在铁磁体的序参量和单重态、s波、约瑟夫森超电流之间存在着通过Aharonov-Bohm相的耦合。我们研究了通过改变在结平面上施加的磁场来测量这种自旋波色散的可能性，并通过观察微波诱导的Shapiro台阶的磁共振边带来证明耦合的电磁性质。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics and Majorana fermions in ferromagnetic Josephson junctions along the quantum spin Hall edge
我们研究了量子自旋霍尔绝缘体边缘铁磁序和超导序之间的相互作用。利用互补的解析和自洽的数值方法，我们研究了铁磁约瑟夫森结，并展示了磁性和超导U（1）相之间的直接耦合是如何引起几个不寻常的现象的，这些现象将本系统与它的非拓扑等价系统区分开来。特别是，我们演示了如何异常的电流相位关系触发超导感应磁化动力学，也研究了出现在结中的马约拉纳费米子的空间定位。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Second-harmonic current-phase relation in Josephson junctions with ferromagnetic barriers
本文报道了在超导体-铁磁体-超导体结中观测到的由二次约瑟夫森谐波控制的电流-相位关系。奇异的电流相位关系是在温度控制的0到$π$结跃迁附近实现的，在该跃迁处第一约瑟夫森谐波消失。直接的电流相位关系测量，以及约瑟夫森干涉，非零的超导和半整数夏皮罗步骤在0- $π$过渡自洽点的一个固有的二次谐波项，使之有可能排除常见的替代起源的半周期行为。虽然令人惊讶的扩散多模结，大的二次谐波是与理论预测薄铁磁夹层。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting pi qubit with a ferromagnetic Josephson junction
固态量子比特具有大规模集成和量子计算布局灵活的潜力。然而，由于与环境的耦合，它们的短退相干时间仍然是一个需要克服的重要问题。我们提出了一种新的超导量子比特，它结合了一个自旋电子器件：量子比特由一个超导环与铁磁π结，其中有一个金属接触和一个正常的约瑟夫森结与绝缘势垒。这样，在没有外加磁场的情况下，可以形成量子相干二能级态。量子位的这个特征和简单的结构使得可以减小其尺寸，从而导致长的退相干时间。
2004-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermally induced 0-pi phase transition in Josephson junctions through a ferromagnetic oxide film
我们研究了铁磁氧化物薄膜的约瑟夫森输运，La $_2$ BaCuO $_5$，理论上。使用递归格林函数技术，我们发现在这样的系统中的π结的形成。此外，随着温度的升高，0-π相变也随之发生。这种基于铁磁氧化物的约瑟夫森结可能成为未来量子计算机架构中的一个元素。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Giant magnetoanisotropy in the Josephson effect and switching of staggered order in antiferromagnets
我们预测，约瑟夫森电流的幅度通过反铁磁弱链接的变化时，旋转的Néel序参量表征交错磁序的几个数量级。这是由于结构反转不对称性引起的自旋-轨道耦合的存在，这使得反铁磁体中的带隙对交错的序参量方向高度敏感。我们还表明，当相位偏置的结，磁化动力学引起的Néel矢量在反铁磁体的方向切换。这些结果揭示了反铁磁约瑟夫森结的有趣的多功能性，因为它们通过交错磁化和相位相干控制Néel序参量提供了超导电流幅度的大的可调谐性。
2022-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal noise effects on the magnetization switching of a ferromagnetic anomalous Josephson junction
讨论了热噪声对具有自旋轨道耦合和面外磁化的横向铁磁约瑟夫森结磁响应的影响。铁磁层中的磁矩的方向可以通过使用受控电流脉冲来反转。这种现象是由于耦合流动的充电电流和铁磁体的磁化的磁电效应。我们研究了磁化反转效应与铁磁体的内禀参数，如吉尔伯特阻尼和自旋轨道耦合强度的关系。我们估计的磁化反转时间，并找到快速开关的参数的最佳值。以提高工作温度为目的，我们研究了热涨落对平均稳态磁化强度的影响，并找到了使系统对噪声更具鲁棒性的条件。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interference and Switching of Josephson current carried by nonlocal spin-entangled electrons in a SQUID-like system with quantum dots
自旋纠缠电子通过两个量子点的SQUID结构的两个分支的约瑟夫森电流表现出不同于常规约瑟夫森电流的磁通响应。由于它们的干扰，最大约瑟夫森电流的周期从$h/2e$变为$h/e$，这可以用于检测库珀对分裂效率。非定域自旋纠缠提供了一个量子力学函数来开关这种新的约瑟夫森电流，明确地说，一个开关是由包括一个先导结。结果表明，该器件可用于测量分裂隧穿约瑟夫森电流的大小。
2010-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Hybridization of Spin and Plasma Waves in Josephson Tunnel Junctions Containing a Ferromagnetic Layer
本文研究了具有薄铁磁层的隧道约瑟夫森结[超导体-绝缘体-铁磁体-超导体（SIFS）结]的动力学。在导出的超导相位和磁矩方程的基础上，我们分析了系统中的集体激发，发现了一种新的类等离子体波和自旋波的混合模式。后者在表征系统的广泛参数范围内耦合在一起。利用描述集体模的解，我们证明了除了Fiske台阶外，由于铁磁层中磁矩M的振荡，I-V特性曲线上还出现了新的峰。因此，通过测量SIFS结的I-V曲线，可以提取关于铁磁体F中自旋激发谱的信息。
2009-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous current-voltage characteristics of SFIFS Josephson junctions with weak ferromagnetic interlayers
本文定量研究了扩散极限下具有弱铁磁夹层的SFIFS约瑟夫森结（S表示块体超导体，F表示金属铁磁体，I表示绝缘势垒）的电流-电压特性。在非线性Usadel方程的框架下解决了这个问题。我们考虑的情况下，一个强大的隧道势垒，使左SF和右FS双层去耦。我们用自洽的数值方法计算了SF双层膜的态密度。然后我们得到了相应的SFIFS结的CVC，并讨论了它们的性质的不同参数，包括铁磁层的厚度，交换场，和磁散射时间。我们观察到异常的非单调CVC行为的情况下，弱铁磁夹层，我们归因于DOS能量依赖的情况下，在F层的小交换场。
2020-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-tunable colossal magneto-heat resistance in ferromagnetic Josephson thermal valves
我们提出了一个热阀的基础上的热输运和邻近诱导的交换分裂约瑟夫森隧道结之间的相互作用。我们表明，结热导强烈依赖于在超导体中诱导的交换场的相对对齐。在适当的温度和相位条件下，以及合适的铁磁体-超导体组合下，预计会出现高达10^7%的巨大磁热电阻比。此外，量子相位剪裁，固有的约瑟夫森耦合，提供了一个额外的自由度的热导控制。我们的预测的相位相干和自旋相关的调谐的热通量可以提供一个有用的工具，在纳米级的热管理。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long range Josephson coupling through ferromagnetic graphene
研究了石墨烯基弹道超导-铁磁-超导（SFS）结中的约瑟夫森效应。我们发现了F石墨烯的振荡约瑟夫森耦合$I_c R_N$，其振幅对于半金属石墨烯是非零的，对于高于费米能$E_{F}$的交换场$h$是增加的，并且在强交换场$h\gg E_{F}$处仅显示出缓慢的阻尼。我们解释这种长程约瑟夫森耦合的结果交换介导的Andreev-Klein过程在FS接口，提高诱导的反平行自旋超导相关的F石墨烯增加$h$以上$E_{F}$。我们进一步证明了在$T$和$h$的平面中存在0和$π$耦合之间的规则温度诱导的转变，其中相边界在$h$的两个制度下和$E_{F}$以上具有不同的形状。
2008-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Half-integer Shapiro steps at the 0-pi crossover of a ferromagnetic Josephson junction
我们研究了S/F/S结在0和π基态交叉点附近的电流-相位关系。我们使用Nb/CuNi/Nb结，其中这种交叉由厚度和温度驱动。对于一定的厚度，在交叉温度下观察到临界电流的非零最小值。我们通过施加高频激励来分析这种剩余的超电流，并观察到半整数Shapiro步骤的形成。我们将这些分数阶归因于由于sin（2*phi）电流相位关系而使约瑟夫森频率加倍。这种相位依赖性可以用铁磁交换场中能级的分裂来解释。
2004-06-10 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
Comment on "Composite excitation of Josephson phase and spin waves in ferromagnetic Josephson junctions" (S.Hikino, M.Mori, S.Takahashi, and S.Maekawa, arXiv:1009.3551)
我们澄清了文献[ \onlinecite{VE} ]中使用的准静态近似的适用性，其中耦合自旋和约瑟夫森等离子体波已被预测存在于SIFS约瑟夫森结中。与文献[ \onlinecite{Maekawa} ]的作者的主张相反，我们表明这种近似在实验研究的实际系统中是非常准确的。
2010-10-13 cond-mat.supr-con
Magnetic anisotropy in ferromagnetic Josephson junctions
对$\Nb/\Al_2Ø_3/\Cu/\Ni/\Nb$超导体-绝缘体-铁磁体-超导体约瑟夫森隧道结进行了磁输运测量。根据铁磁$\Ni$中间层的厚度和几何形状的标准（1d）磁场依赖的临界电流偏离教科书模型的约瑟夫森结。用基于各向异性和二维剩磁的短约瑟夫森结模型对上述结果进行了定性解释。
2008-07-15 cond-mat.supr-con
Area-dependence of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
2010年，几个实验小组获得了强铁磁材料约瑟夫森结中自旋三重态超电流的有力证据。我们自己的最佳结果是从大面积结中获得的，该结包含一个厚的中心Co/Ru/Co“合成反铁磁体”和两个由Ni或PdNi合金制成的薄外层。因为我们的样品中的铁磁层是多畴的，所以人们会期望结内的局部电流-相位关系的符号作为横向位置的函数随机变化。在这里，我们报告测量的临界电流在几个样品的面积依赖性，在那里我们找到了一些证据，这些随机符号的变化。然而，当样品被磁化时，临界电流变得与面积明显成正比，这表明电流-相位关系在整个结面积上具有相同的符号。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonsinusoidal current-phase relations and the $0-π$ transition in diffusive ferromagnetic Josephson junctions
本文研究了两个超导体间扩散铁磁接触中界面透明性对约瑟夫森电流的影响。与完全透明和低透明度界面的情况相反，对于有限透明度，电流-相位关系被证明是非正弦的。它表明，即使是几乎完全透明的接口，由于弱界面障碍的小修正有助于一个小的二次谐波分量的电流相位关系。对于铁磁接触和交换场的一定厚度，这可以导致在结的0和$π$状态之间的交叉处的微小的最小超电流。我们的理论与最近在相变温度下观察到的有限超电流的实验结果符合得很好。我们进一步解释的可能性，观察到一个大的剩余超导如果接口有一个中间的透明度。
2006-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching current distributions in InAs nanowire Josephson junctions
我们报道了由InAs半导体纳米线制成的纳米混合约瑟夫森结中的开关电流分布。开关电流分布的温度依赖性可以通过Josephson相粒子从倾斜的搓衣板势中逃逸的运动来理解，该运动很好地拟合了宏观量子隧穿、热激活和相扩散模型，取决于温度。利用门电压调节约瑟夫森耦合强度，可以调节逃逸过程的有效温度，这对于发展门可调超导相位量子比特具有重要意义。
2016-05-11 cond-mat.supr-con
Diode effects in current-biased Josephson junctions
本文为弱阻尼约瑟夫森结的切换和俘获电流中的类二极管效应建立理论，揭示其分别源于非对称电流-相位关系和非对称准粒子电流，并通过微观模型为识别非互易性微观起源提供指导。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal annealing enhancement of Josephson critical currents in ferromagnetic CoFeB
Co 40 Fe 40 B20（CoFeB）合金的电学和结构性能可通过热退火来调节。这是优化CoFeB基自旋电子器件的关键，其中利用了有利的低磁性、高自旋极化和可控的磁晶各向异性。到目前为止，还没有基于CoFeB的超导器件的报道。在这里，我们报告Nb/CoFeB/Nb约瑟夫森器件，并证明了热退火后，由于增加的CoFeB的结构有序的临界电流的增强高达700%。结果表明CoFeB是一种很有前途的超导自旋电子器件材料。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical study of the Josephson current through a junction including ferromagnetic insulator
本文从理论上研究了含有铁磁绝缘层的约瑟夫森结的特性。计算出的电流显示出异常依赖于在界面处的交换相互作用的大小。随着交换作用的增加，约瑟夫森结由0结变为$π$结.
1997-10-15 cond-mat.supr-con
Reduced decay in Josephson coupling across ferromagnetic junctions with spin-orbit coupling layers
本研究通过实验探究含不同强度自旋轨道耦合非磁性层的垂直约瑟夫森结，发现强自旋轨道耦合下约瑟夫森耦合衰减减弱，或表明存在$S_z=1$自旋三重态关联，并推测倾斜磁化源于磁化与迈斯纳效应的相互作用。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase Diffusion in Single-Walled Carbon Nanotube Josephson Transistors
研究了单壁碳纳米管与超导电极耦合形成的约瑟夫森结中的电子输运。我们观察到增强的零偏压电导（高达10e^2/h）和显着的次谐波间隙结构的微分电导，这是由超导体/纳米管界面处的多次Andreev反射引起的。这些结的电压-电流特性显示从超导分支到电阻分支的突然切换，具有范围从50 pA到2.3 nA的栅极可调切换电流。在超导支路上观察到的有限电阻和开关电流的大小与基于经典相扩散模型的计算结果吻合得很好。
2007-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching times in long-overlap Josephson junctions subject to thermal fluctuations and non-Gaussian noise sources
本文研究了在高斯和非高斯噪声源存在下，长电流偏置约瑟夫森结的超导寿命。特别是，我们分析了作为噪声信号强度的函数的约瑟夫森结的动力学，对于不同的系统参数和外部驱动电流的值。我们发现，平均寿命的非单调行为的特点是作为噪声强度，驱动频率和结长的函数的状态。我们观察到，这些非单调的行为与动态的结相串在切换过程中的电阻状态。一个重要的作用是由孤子的形成和传播，具有两个不同的动力学制度特征的相串的动力学。我们的分析可以证明不同的偏置电流密度的影响，这是一个简单的空间均匀分布和更现实的不均匀分布，在结边缘的高电流值。随机共振激活，噪声增强的稳定性和临时捕获现象中观察到的系统研究。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching and symmetry breaking behaviour of discrete breathers in Josephson ladders
我们研究了最近在约瑟夫森阶梯实验中观察到的旋转呼吸子。我们描述的开关机制，其中旋转路口的数量增加。在接近开关的区域，我们发现频率锁定、倍周期、准周期行为和对称性破缺都发生了。这表明在开关过程中发生了混沌动力学。接近开关的感应磁通急剧增加，显然在开关机制中起着重要作用。我们还发现了三个临界频率是独立的耗散常数$α$，只要$α$是不是太大。
2000-04-05 cond-mat.supr-con
Switching current distributions and subgap structures of underdoped (Hg,Re)Ba2Ca2Cu3O8+d intrinsic Josephson junctions
我们研究了尺寸为1.0x1.5x0.11 μ m^3的轻微欠掺杂（Hg，Re）Ba 2Ca 2Cu 3 Oy [Hg（Re）1223]本征约瑟夫森结（IJs）的本征约瑟夫森特性。IJs的电流-电压特性表现出明显的多个分支，具有类似于其他铜酸盐超导体的亚带隙结构。电流偏置IJs中从零电压到非零电压状态的开关电流分布P（I）与热辅助逃逸模型的理论曲线在~5 K以上吻合得很好。IJJ的等离子体频率fp估计为1.3 THz，无波动临界电流密度为2.0 × 10^5 A/cm 2，这是铜酸盐超导体中最高的之一，反映了Re掺杂Hg系统的高Tc和相对较低的各向异性。P（I）在低于~5 K时逐渐变得与温度无关，这表明在如此高的温度下从热激活到量子隧穿的逃逸过程发生了交叉。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Area-dependence of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
含有多层铁磁层的约瑟夫森结在一定条件下可以携带自旋三重态超电流。包含多个域的大面积结预计在整个结表面具有0或π耦合的随机分布，而磁化样品应该在任何地方都具有独特的π耦合。我们已经测量了在这种结的临界电流的面积依赖性，并确认在磁化结的临界电流的比例与面积线性。对于生长态（多域）样品，结果是混合的。在厚Nb基底上生长的样品表现出临界电流，其随面积呈次线性比例，而在更平滑Nb/Al多层基底上生长的样品表现出临界电流，其随面积呈线性比例。后者的结果是一致的理论图片由于Zyuzin和Spivak预测，生长的样品应该有全球的π/2耦合。
2012-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current Noise Investigation in Josephson Devices by Switching Current Measurements
本文报道了用开关电流测量技术对欠阻尼铌基约瑟夫森结临界电流噪声的实验研究。通过用电流斜坡扫描结，我们使用标准飞行时间技术测量临界电流开关，并分析数据以提取电流噪声。实验结果表明，电流白噪声与结面积和温度呈线性关系。这些测量提供了关于涉及SQUID和量子比特的约瑟夫森器件的本征噪声的非常有用的信息。
2010-07-09 cond-mat.supr-con
Van der Waals Ferromagnetic Josephson Junctions
二维异质结构中的超导体-铁磁体（S-F）界面为研究超导性和铁磁性之间的相互作用提供了一个独特的机会。在范德华（vdW）晶体中实现这种纳米级异质结构在很大程度上仍然是未开发的，这是由于从它们的层状结构中制造原子级尖锐界面的挑战。在这里，我们建立了一个vdW铁磁约瑟夫森结（JJ）插入到两层超导体NbSe 2的几层铁磁绝缘体Cr 2Ge 2 Te 6。由于势垒的反磁矩，临界电流和相应的结电阻对面内磁场表现出滞后和振荡行为，表现为强约瑟夫森耦合状态。通过对这种磁滞现象的控制，我们可以有效地跟踪原子Cr2 Ge 2 Te 6在外加磁场作用下的磁性。此外，我们观察到一个中心的临界电流在一些厚的JJ设备，证明0和π相耦合的结区共存。我们的研究铺平了道路，探索灵敏的弱磁性探针和多功能积木相相关的超导电路与使用vdW异质结。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Atomic scale 0-pi transition in a high-Tc superconductor/ferromagnetic-insulator/high-T superconductor Josephson junction
本文用数值方法研究了高温超导体/铁磁绝缘体（FI）/高温超导体中的Josephson输运。我们发现在这样的系统中形成π结。更值得注意的是，当FI的厚度增加单个原子层时，这种结的基态在0-和π-态之间交替。我们提出了一个观察原子尺度0-π跃迁的实验装置。这种基于FI的π结可以用于实现高度相干的量子比特。
2011-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Optimization of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
在过去的一年里，几个研究小组已经观察到在含有铁磁（F）材料的约瑟夫森结中存在长程自旋三重态超电流的证据。在我们的工作中，自旋三重态对的相关性是由中心的Co/Ru/Co“合成反铁磁体”（SAF）和两个外部薄F层之间的非共线磁化产生的。在这里，我们目前的数据表明，自旋三重态超电流增强到20倍后，我们的样品受到一个大的面内磁化场。如果Co/Ru/Co SAF经历“自旋翻转”转变，由此两个Co层的磁化方向最终垂直于两个薄F层的磁化方向，则可以解释该令人惊讶的结果。自旋翻转转变的直接实验证据来自于扫描电子显微镜的极化分析和自旋极化中子反射计。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-equilibrium Effects in the Thermal Switching of Underdamped Josephson Junctions
研究了低阻尼极限下的热逃逸问题。我们发现势垒的有限性对于解释热激活结果是至关重要的。在这种情况下，对通常的理论进行低势垒非平衡修正是必要的。我们提出了一个简单的理论扩展占这些非平衡过程，同意数值结果。我们应用我们的理论来理解欠阻尼约瑟夫森结中的开关电流曲线。
2010-04-14 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic planar Josephson junction with transparent interfaces: a ϕ junction proposal
本文计算了在正常金属薄膜上具有铁磁弱连接的平面约瑟夫森结的电流相位关系。根据实验观察，我们假设透明的超导铁磁界面。这提供了最佳的层间耦合和对从超导电极渗透到铁磁层中的超导相关的低抑制。我们表明，这种约瑟夫森结是一个很有前途的候选人的实验结实现。
2013-05-08 cond-mat.supr-con
Controllable generation of a spin-triplet supercurrent in a Josephson spin-valve
从理论上预言，在非共线磁化的多层铁磁结构中，可以感应出超导序参量的非常规奇频自旋三重态分量。在这项工作中，我们实验研究纳米尺度的设备，其中铁磁自旋阀嵌入到约瑟夫森结。我们展示了两种方法，在原位分析这样的约瑟夫森自旋阀：通过磁阻测量和通过原位磁强计的基础上，在结中的磁通量子化。我们观察到，通过该设备的超导依赖于两个铁磁层的磁化的相对取向，并在自旋阀的非共线状态下增强。这为铁磁体中自旋三重态超导分量的可控产生提供了直接的证明。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching Current Measurements of EuBa2Cu3Oy Intrinsic Josephson Junctions
研究了两种不同各向异性参数γ（=（m*c/m*ab）1/2）的EuBa 2 Cu 3 O y（Eu 123）本征约瑟夫森结（IJJs）的开关动力学.与Bi 2212中的弱耦合IJJ相比，由于Eu 123 IJJ的强耦合性质，在它们的开关电流分布P（I）中观察到了与单堆约瑟夫森结的热激活逃逸模型的显著偏离。这表明在高温液态He中观察到宏观量子隧穿。
2007-05-11 cond-mat.supr-con
High efficiency thermal switch based on topological Josephson junctions
提出了一种基于二维拓扑绝缘体的热偏置约瑟夫森结中相位相干热流的磁通控制衍射热开关。对于短结，系统显示出急剧的切换行为，而对于长结的切换是平滑的。在物理上，这种切换是由于超导凝聚体的多普勒频移引起的，多普勒频移是由磁通量引起的屏蔽电流引起的。我们提出了一个可能的实验实现，表现出40%的相对温度变化之间的开和关状态的现实参数。这比最近实现的基于常规超导隧道结的热调制器大两倍。
2017-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching Current Distributions in Josephson Junctions at Very Low Temperatures
在约瑟夫森结上进行的扫描偏置实验给出了从零电压状态提前开关的概率分布。众所周知，Kramers的一维势热激活逃逸理论无法解释当结处于毫开尔文温度时的实验。我们提出了一个简单的修订的理论，这是产生非常好的协议与实验数据。
2014-08-30 cond-mat.supr-con
Magnetically Induced Switching-Current Jumps in InAs/Al Josephson Junctions
Università di Salerno（萨莱诺大学）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）；INFN - Gruppo Collegato di Salerno（意大利国家核物理学院萨莱诺合作组）；Istituto Nanoscienze – CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；Università degli Studi di Cagliari（卡利亚里大学）；Thales Alenia Space Italia（泰雷兹阿莱尼亚太空意大利公司）；Università di Catania（卡塔尼亚大学）；CNR-IMM（意大利国家研究委员会微电子与微系统研究所）
研究发现InAs/Al纳米线约瑟夫森结在毫特斯拉磁场下出现类似 Barkhausen 的切换电流跃变，揭示了内在磁重构特性，通过温度依赖性分析确认了超导临界场随温度变化而减小。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions by spin injection
我们发现，注入非平衡自旋到超导导线强烈增强了静态约瑟夫森电流通过超导铁磁超导结。由此产生的长程超电流通过铁磁体由三重态库珀对携带，这些库珀对是通过自旋注入和交换相互作用的组合效应在s波超导体中形成的。我们量化的交换相互作用的朗道费米液体因子。远程约瑟夫森电流的大小和方向可以通过改变注入极化相对于铁磁体磁化强度的角度来操纵。
2012-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson Coupling and Fiske Dynamics in Ferromagnetic Tunnel Junctions
报道了Nb/AlO_x/ Pd_{0.82} Ni_{0.18} /Nb超导体/绝缘体/铁磁金属/超导体（SIFS）约瑟夫森结的制备，该结具有高的临界电流密度、大的法向电阻面积积、高的品质因数和很好的空间均匀性。对于这些结，对于厚度d_F ~ 6 nm的铁磁Pd_{0.82} Ni_{0.18}夹层，观察到从0耦合到π耦合的转变。π-耦合结的磁场依赖性证明了隧穿势垒和铁磁夹层的良好空间均匀性。磁性表征表明，Pd_{0.82} Ni_{0.18}具有面外各向异性和大的饱和磁化强度，表明界面处的死层可以忽略不计。仔细分析Fiske模式提供的信息的结品质因数和相关的阻尼机制高达约400 GHz。而由于准粒子隧穿的损失占主导地位，在低频率，阻尼是由有限的表面电阻的结电极在高频率。已经实现了在200 GHz附近高达30的高品质因数。我们的分析表明，所制备的结在超导量子线路或量子隧穿实验中有很好的应用前景。
2010-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching Current Measurements in Josephson Rings
我们提出了在铌-氧化铝-铌欠阻尼约瑟夫森环开关电流的测量。欠阻尼约瑟夫森环显示滞后电流-电压曲线，其特征在于它们的开关电流，施加的电流值，在该结切换到能隙电压。开关电流的值受温度和系统中磁通子的存在的强烈影响。我们观察到一个非常小的电压（0.2 nV）的环切换前，表明一个低速fluxon扩散状态之前，跳转到一个完整的运行状态。在类比与以前的工作单结，我们分析了开关电流数据的热激活过程中的耗散势垒，系统从低速状态切换到高速状态。我们发现，我们的数据同意定性与这种描述，进一步支持磁通扩散的观察。
2008-07-18 cond-mat.supr-con
Very large thermophase in ferromagnetic Josephson junctions
热相的概念是指在超导体内部出现相梯度，这是由于在超导体上施加了温度偏置。在适当的条件下，所产生的超导电流可以完全抵消温度偏置引起的准粒子电流，从而防止形成任何电压降，即，一个热电压，穿过超导体。然而，热相的出现预计也会发生在约瑟夫森耦合超导体中。本文从理论上研究了铁磁绝缘体上的热偏置约瑟夫森结的热电响应。特别地，我们预测在合适的温度和结构参数下，非常大的热相的发生，其可以穿过接触达到$π/2$，即，准粒子热流可达到临界电流。这样的热相位可以是几个数量级大于预测发生在传统的约瑟夫森隧道结。为了评估实验预测的非常大的热相，我们提出了一个现实的设置实现与国家的最先进的纳米制造技术和完善的材料，这是基于超导量子干涉装置。这种效应在一些低温应用中可能具有很强的相关性，例如，用于揭示由电磁辐射耦合到形成结的超导体之一所产生的微小温差。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical study of magnetism induced by proximity effect in a ferromagnetic Josephson junction with a normal metal
从理论上研究了铁磁约瑟夫森结的邻近效应在正常金属中引起的磁性，这种结是由两个$s$波超导体通过铁磁金属/正常金属/铁磁金属结（${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结）分隔而成的.我们通过求解Eilenberger方程计算了$N$的磁化强度。我们证明了当${N}$中的自旋三重态偶频奇宇称Cooper对和自旋单重态奇宇称Cooper对的反常格林函数的乘积具有有限值时，磁化在${N}$中产生。感应磁化强度$M(d,θ)$可以分解为两部分，$M(d,θ)=M^{\rm I}(d)+M^{\rm II}(d,θ)$，其中$d$是$N$的厚度，$θ$是两个${S}$之间的超导相位差。因此，$M(d,θ)$的$θ$依赖性允许我们通过改变$θ$来控制磁化的幅度。$M(d,θ)$随$θ$的变化确实是由邻近效应引起的磁化的良好证据，因为某些磁化测量方法拾取了${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结中的总磁化。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Synchronized Switching in a Josephson Junction Crystal
我们考虑一个超导共面波导谐振器，其中中心导体被一系列均匀间隔的约瑟夫森结中断。该装置形成了一种扩展介质，该介质在单光子水平上是光学非线性的，其正常模式继承了结的全部非线性，但仍然可以通过谐振器端口访问。对于特定的等离子体频率的结的一组正常模式集群在一个狭窄的频带，并最终成为完全退化。当增加对这些模式的红色失谐驱动的强度时，我们观察到从低占据量子态到高占据经典场的急剧且同步的切换，伴随着从低到高输出强度的明显跳跃。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Nonlinear features of the superconductor--ferromagnet--superconductor $φ_0$ Josephson junction in ferromagnetic resonance region
我们证明了在铁磁共振区的$φ_0$约瑟夫森结的磁动力学和IV-特性的非线性特征的表现。我们表明，在小的系统参数值，即阻尼，自旋-轨道相互作用，约瑟夫森磁能比，磁动力学减少到标量Duffing振荡器的动态，驱动约瑟夫森振荡。阐明了在谐振区增加超导电流的作用。移位的铁磁共振频率和反转的阻尼依赖性，由于非线性证明了完整的Landau-Lifshitz-Gilbert-Josephson系统的方程，并在其不同的近似。最后，我们证明了负微分电阻的IV-特性，其相关性与折叠效应。
2022-10-01 cond-mat.supr-con
