Kosterlitz-Thouless phase and continuous melting transition in layered superconductors immersed in a parallel magnetic field
研究了层间约瑟夫森涡旋的B-T相图和相变。当磁场超过临界值时，我们发现了一个Kosterlitz-loss（KT）型的中间相，其特征在于具有平面二维准长程序（QLRO）的涡旋排列和超导性.向高温正相的转变为KT转变。涡旋排列的三维LRO向低温相的演化是三维XY普适类中的二级相变。对于低磁场，观察到一个单一的约瑟夫森涡旋晶格的一级熔化转变。因此，本研究指出了B-T相图中的多临界点。
2003-04-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Long-Range Superharmonic Josephson Current
我们考虑一个长的超导体-铁磁-超导体结与一个自旋激活区。结果表明，当存在\textit{only one}自旋激活区时，\textit{odd}数的库珀对不能有长程传播。当温度远低于最小能量时，\textit{two}库珀对的相干输运成为主导过程，得到了\textit{superharmonic}电流-相位关系（$I\propto\sin2ϕ$）.
2011-07-23 cond-mat.supr-con
The Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Transition and Anomalous Metallic Phase in a Hybrid Josephson Junction Array
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本文研究栅控二维半导体–超导体 Josephson 结阵列的 BKT 转变，通过面电阻随温度、垂直及面内磁场的演化揭示 S、M* 与 I 相边界及 M* 相的涡旋配对起源。
2022-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nano-bridge Superconducting Quantum Interference Devices: beyond the Josephson limit
纳米级超导量子干涉器件（纳米SQUIDS），其中弱连接由纳米桥制成-即，纳米桥-SQUID（NBSs）-是纳米尺度磁力测量中最灵敏的磁力计之一。由于纳米桥-电极接头中非常强的非线性，NBS的所施加的磁通量（$Φ_{a}$）-临界电流（$I_{c}$）特性与常规隧道结SQUID非常显著地不同，尤其是当纳米桥长和/或屏蔽参数大时。然而，在大多数的理论描述中，NBSs被视为传统的隧道结SQUID，这是基于直流约瑟夫森效应。在这里，我提出了一个模型表明，对于长的纳米桥和/或大的屏蔽参数的$I_{c}(Φ_{a})$的NBS可以解释仅考虑磁通量子化的NBS环路和能量的NBS，它是没有必要考虑约瑟夫森效应。我还证明，使用该模型，我们可以得到有用的表达式，如调制深度和传递函数。我还讨论了动力学电感分数（$κ$）在确定$I_{c}(Φ_{a})$中的作用。
2018-09-25 cond-mat.supr-con
Supercurrent transferring through c-axis cuprate Josephson junctions with thick normal-metal-bridge
利用简单但精确可解的模型，研究了超导体-正常金属-超导体（正常金属厚度远大于其相干长度）c轴超导体-正常金属-超导体结中的超导电流传输.结果表明，作为正常金属的厚度的函数的超电流的下降速度比邻近效应预期的指数衰减慢得多。目前的结果可以解释在c轴铜氧化物SNS结中观察到的巨大邻近效应。
2008-08-07 cond-mat.supr-con
Flux Noise near the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless Transition
本文研究了约瑟夫森结阵列在Berezinskiii-Kosterlitz-Berryless跃迁以上临界区的磁通噪声。在邻近耦合阵列的局部欧姆阻尼的相位是相关的，从而引起异常涡扩散和动态缩放的通量噪声在临界区域。其示出了在具有动态指数$z=2$的频率$ω_ξ\proptoξ^{-z}$处从白噪声到$1/f$ -噪声的交叉。
1998-08-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Non-Fraunhofer Interference Pattern in Inhomogeneous Ferromagnetic Josephson Junctions
建立了铁磁约瑟夫森结中临界超导电流在外加磁场作用下产生非夫琅和费响应的一般条件。采用准经典Keldysh-Usadel方法，我们从理论上证明了系统中能量尺度的不均匀性，包括无量纲能量、交换场和垂直于输运方向的温度梯度，对标准Fraunhofer斑图有很大的影响.异国情调的非夫琅和费响应，类似于在最近的实验中观察到的，被描述在多个'0-π'-状态之间的复杂的相互作用，并与邻近涡的外观。
2011-11-30 cond-mat.supr-con
Phase-coherent thermoelectricity and non-equilibrium Josephson current in Andreev interferometers
我们发展了一个详细的理论，描述了非平衡效应和长程量子相干性在超导混合纳米结构暴露于温度梯度之间的非平凡的相互作用。我们建立了热电效应和约瑟夫森效应之间的直接关系，在这样的结构，并表明，在温度超过我们的设备的无功能量相位相干热电信号和超导可能会强烈增强，由于非平衡低能量准粒子在系统中传播，没有任何显着的相位弛豫。通过施加温度梯度，可以驱动系统进入非常明显的$π$结状态，从而为Andreev干涉仪的应用创造新的机会。
2021-02-01 cond-mat.supr-con
Josephson-like behavior in YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ nano-bridges carrying the depairing current
我们研究了从50 nm厚的薄膜图案化的YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{7-δ}$桥的零场临界超电流作为桥宽的函数，从2 $μ$ m到50 nm。临界电流密度随桥宽的减小而单调增加，即使桥宽小于珍珠长度。这种行为是占考虑电流拥挤效应之间的桥梁和较宽的电极的结。在我们的桥的几何形状的各种宽度的电流分布的数值计算的比较产生的（本地）临界电流密度在4.2 K的$1.3\times 10^8$ A/cm $^2$，金斯堡朗道退配对电流密度。在微波辐射下的电流-电压特性中观察到多达160个Shapiro样台阶证实了我们的纳米桥的原始特征，其横截面小至$50\times 50$ nm $^2$。
2013-01-23 cond-mat.supr-con
Josephson junction in cobalt-doped BaFe2As2 epitaxial thin films on (La, Sr)(Al, Ta)O3 bicrystal substrates
在[001]-倾斜（La，Sr）（Al，Ta）O3双晶衬底上，用掺钴BaFe_2As_2外延薄膜制备了约瑟夫森结。在17 K温度范围内，宽10 m、横跨30 °倾斜双晶晶界的微桥（BGB桥）表现出类似于连续分流结（RSJ）的电流-电压特性，并且临界电流被磁场显著抑制.没有BGB的微桥没有表现出RSJ样行为，并且它们的临界电流密度比BGB桥大20倍，证实BGB桥显示出源自弱连接BGB的约瑟夫森效应。
2010-04-11 cond-mat.supr-con
Dynamic scaling for 2D superconductors, Josephson junction arrays and superfluids
通过Fisher-Fisher-Huse动力学标度法，研究了二维超导、超流和约瑟夫森结阵列系统在零磁场中的动力学临界指数$z$的值.我们发现$z\simeq5.6\pm0.3$，一个相对较大的值，表明非扩散动力学。的缩放功能的普遍性进行了测试，并确认为最薄的样品。我们讨论了动力学标度分析的有效性以及以前对这些系统中Kosterlitz-Berteless-Berezinskii转变的研究，其结果似乎与简单扩散（$z=2$）一致。进一步的研究进行了讨论和鼓励。
1999-01-26 cond-mat.supr-con
Josephson current and density of states in proximity circuits with s+- superconductors
我们研究介观电路中的涌现邻近效应，其中包括一个传统的超导体和一个非传统的磷属元素化物超导体被一个扩散的正常或铁磁线分开。重点放在揭示签名的建议s+状态的pnictides从邻近诱导的态密度和约瑟夫森电流。我们发现一个普遍的分析结果的状态密度，既表现出在低能量的超导能隙，和特殊功能附近的超导能隙边缘在较高的能量。后者可用于区分s+-和s++对称性的情况下，在扫描隧道光谱实验。我们还计算了不同结结构的约瑟夫森电流-相位关系，发现这些结结构在很宽的参数范围内都显示出稳健的0-π跃迁。
2012-12-01 cond-mat.supr-con
Experimental Study of Positionally Disordered Josephson Junctions Arrays
我们实验研究了位置无序对具有$f = n$、${1/2} + n$或${2/5} + n$通量量子的整体$n$约瑟夫森结阵列的影响。该系统提供了具有随机相移的二维XY模型的实验实现。与许多早期的数值和分析研究相反，我们的结果表明，低温超导性永远不会被位置无序破坏。随着无序强度的增加，$f = 0$和1/2系统中的Kosterltz-lesser（KT）型有序转变为具有长程相位相干性的非KT型有序，这种非KT型有序甚至在最大无序极限下也持续存在。一个可能的有限温度玻璃化转变进行了讨论。
2005-09-06 cond-mat.supr-con
ac properties of short Josephson weak links
计算了两种约瑟夫森弱连接的导纳，第二种是短S-c-S结构，其中S表示超导体，c表示收缩。第一种类型的系统进行了分析的基础上的时间依赖的金-朗道方程。我们发现，阻抗$Z(Ω)$有一个最大值作为频率$Ω$的函数，和电场$E_Ω$是由两个规范不变量-凝聚动量$Q_Ω$和潜在的$μ$有关的电荷不平衡。第二类结构的准经典格林函数的Keldysh技术的微观方程的基础上进行了研究。对于短的S-c-S接触（无隙能量${E_{\text{Th}} = D/L^{2} \gg Δ}$），我们提出了一个公式，导纳$Y$有效的频率$Ω$和温度$T$小于无隙能量，但任意的能量间隙$Δ$。结果表明，在低温下，如果频率不超过收缩中心的能隙（${Ω< Δ\cos φ_{0}}$，其中$2 φ_{0}$是S储层之间的相位差），则不存在吸收[ ${\mathrm{Re}(Y) = 0}$ ]。如果$2 φ_{0}$小于对应于临界约瑟夫森电流的相位差$2 φ_{\text{c}}$，则吸收随着差值${(Ω- Δ\cos φ_{0})}$的增加而逐渐增加。在间隔${2 φ_{\text{c}} < 2 φ_{0} < π}$中，吸收具有最大值。相位差的这个间隔在相位偏置的约瑟夫森结中是可实现的。接近于$T_{\text{c}}$，导纳在低$Ω$处具有最大值，其由解析公式描述。
2017-04-24 cond-mat.supr-con
Interlayer Phase Locking and Sliding Select Topological Melting Channels in Superconducting Bilayers
Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
研究平面磁场下双层超导薄膜有限温度相变，零温有PT相变，有限温度下紧凑性分离缺陷机制，C-IC边界是PT孤子进入线，热熔化类似BKT，约瑟夫森锁定影响不同态的涡旋及熔化。
2026-10-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Singular length dependence of critical current in SNS bridges
我们研究了两块超导体之间的正常桥N的长度L的临界约瑟夫森电流的依赖关系。这种依赖关系在小L处是非解析的。这种非解析性源于能量远高于超导能隙的扩展准粒子态的贡献。这应该与更熟悉的贡献约瑟夫森电流来自Andreev束缚态本地化正常区域的能量低于间隙。
2007-09-26 cond-mat.supr-con
Observation of mesoscopic conductance fluctuations in YBaCuO grain boundary Josephson Junctions
在高临界温度超导体（HTS）晶界结中，可重复地观测到低温下法向电阻R_N的磁涨落。我们把它们归因于在窄通道中的介观输运穿过晶界线。无量纲能量似乎是相关的能量标度。我们的研究结果对高温超导晶界的准粒子弛豫和相干输运具有重要意义。
2006-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kosterlitz-Thouless behavior in layered superconductors: the role of the vortex-core energy
在具有小夹层的层状超导体中，在一定的能量尺度$T_d$下，可望观察到准二维（2D）无Kosterlitz（KT）行为的Josephson耦合涡旋-反涡旋相位涨落。虽然在2D的情况下$T_d$是唯一确定的KT温度$T_{KT}$的超流密度的普遍值达到，我们表明，在一个通用的各向异性的3D系统$T_d$控制的涡核能量，并可以显着大于2D尺度$T_{KT}$。这些结果进行了讨论，在最近的实验在铜氧化物超导体，这是一个典型的实验实现层状各向异性超导体。
2007-02-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Niobium Dayem nano-bridge Josephson field-effect transistors
我们报告的第一个实现的铌基\textit{all-metallic}栅Dayem纳米桥场效应晶体管（Nb-FET）。这些约瑟夫森器件工作在高达$\sim 3$ K的温度下，并且由于施加控制栅极电压而表现出对超电流的完全抑制。的动力学电感的依赖性和栅极电压上的电阻的承诺的性能已经与迄今为止实现的金属约瑟夫森晶体管，并让预见到基于Nb-FET的超导数字逻辑的实现。最后，我们展示了一个方案的实际实现，该方案实现了一个全金属门可调\emph{half-wave}整流器，用于超导电子学或光子探测应用。
2020-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions in double nanowires bridged by in-situ deposited superconductors
我们表征了基于原位沉积超导体桥接的紧密生长双纳米线的平行双量子点约瑟夫森结。平行双点行为发生，尽管纳米线的接近和纳米线夹持在生长期间的潜在风险。通过调整电荷填充和铅耦合，我们绘制了最简单的平行双量子点Yu-Shiba-Rusinov相图。我们的准独立的两线混合动力显示出实现奇异拓扑相位的希望。
2021-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Wafer-scale uniformity of Dolan-bridge and bridgeless Manhattan-style Josephson junctions for superconducting quantum processors
本文对比 Dolan 桥与无桥 Manhattan Josephson 结在平面及 TSV 衬底上的均匀性，结合几何模型与电镜分析揭示晶圆边缘电导下降机制。
2023-04-18 cond-mat.supr-con quant-ph
Switchable Josephson current in junctions with spin-orbit coupling
本文研究了两种具有自旋轨道耦合和交换场的横向结中的约瑟夫森电流。第一个系统（1型结）由超导体与重金属中间层连接的铁磁桥，使自旋轨道耦合是有限的，只有在超导体/重金属界面。在第二种类型（类型2）的系统中，我们假设自旋轨道耦合在桥区是有限的。这两个结的长度大于磁衰减长度，使得约瑟夫森电流唯一地由冷凝物的长程三重态分量携带。后者是由自旋轨道耦合通过两种机制，自旋进动和非均匀自旋弛豫。我们发现，电流可以通过旋转桥的磁化强度或通过调节2型结中自旋轨道耦合的强度来控制。并且还讨论了如何可以将结的基态从$0$调谐到超导电极之间的$π$相位差。在自旋-轨道耦合的主导顺序中，自旋进动主导三重态分量的行为，并且两个结的行为相似。然而，当包括自旋弛豫效应时，类型2的结提供更宽的参数范围，其中发生$0$ - $π$跃迁。
2019-09-01 cond-mat.supr-con
Stress Accommodation in Nanoscale Dolan Bridges Designed for Superconducting Qubits
针对超导量子比特中Dolan桥易断裂的问题，提出一种结合应力释放通道的Josephson结光刻掩模设计，仿真显示横向应力降低超70%，实验实现100多个结100%良率。
2025-02-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Gate-Tunable Critical Current of the Three-Dimensional Niobium Nano-Bridge Josephson Junction
本研究提出一种顶部带电压栅极的三维铌纳米桥 Josephson 结结构，实验证明通过调节栅极电压可将其临界电流降至零，并能调谐双结干涉的磁通调制，为高集成度超导电路制造提供了新方案。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson lattice model for phase fluctuations of local pairs in copper-oxide superconductors
本文从微观哈伯德模型出发，导出了有效约瑟夫森耦合的表达式。它作为一个起点的描述本地库珀对相位波动的$d_{x^2-y^2}$波超导体的有效$XY$模型的格片，约瑟夫森晶格的框架。有效相互作用的表达式是由局域力定理导出的，它依赖于我们用团簇动力学平均场论得到的局域破缺关联函数。此外，我们应用连续极限的约瑟夫森晶格中的Ginzburg-Landau理论的梯度项的表达式，并比较预测的伦敦穿透深度和Kosterlitz无相变温度与YBa $_2$铜$_3$ O $_{7-x}$的实验数据。
2019-06-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductor-insulator transition in Josephson junction chains by quantum Monte-Carlo
研究了无耗散无无序约瑟夫森结链的零温相图。也就是说，我们确定的临界约瑟夫森能量低于该链成为绝缘，作为两个电容的比例的函数：每个约瑟夫森结的电容和每个超导岛和地面之间的电容。我们开发了一个在电荷表象下的时间路径积分量子Monte-Carlo算法，它使我们能够有效地处理链哈密顿量的静电部分。我们发现，很大一部分的相图是由非谐修正，这是没有捕获的标准Kosterlitz-无重整化群描述的过渡。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Topological phase transition in 2D quantum Josephson array
采用路径积分量子蒙特卡罗模拟研究了2+1 XY模型描述的二维量子约瑟夫森阵列的热力学性质和相图。研究了系统的螺旋度、涡度模量、相关联函数等特性随量子参数$q$和温度$T$（$q=2e/\sqrt{JC_0}$，$J$为约瑟夫森耦合常数，$C_0$为晶粒内电容）的变化。利用这些量的行为，详细研究了量子涨落诱导的超导-正常相变。在$q-T$平面内没有发现不连续或重入的相变，通过对涡量和重整化耦合常数的分析，得出整个相变线是Kosterlitz -无相变线的结论。
1998-03-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Josephson junctions and superconducting quantum interference devices made by local oxidation of niobium ultrathin films
提出了一种制备约瑟夫森结和超导量子干涉器件（SQUID）的方法，该方法基于在原子力显微镜的偏压针尖下对3 ~ 6.5 nm厚的铌带线进行局部阳极氧化。微桥结和SQUID回路通过铌层的部分或全部氧化获得。两种类型的薄弱环节的几何构造：横向收缩（Dayem桥）和可变厚度的桥梁。基于这两种几何结构的SQUID显示了最大约瑟夫森电流的调制与相对于超导通量量子h/2 e的磁通量周期性。他们坚持到4K。基于变厚度桥的SQUID的调制形状和调制深度表明，弱连接尺寸变得与超导膜相干长度相当，其数量级为10 nm。
2001-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity Effect and Multiple Andreev Reflections in Chaotic Josephson junctions
研究了在点中引入邻近效应的电压偏置超导-混沌点-超导结中的直流电流输运。研究发现，当点的能量$E_{Th}$小于超导能隙$Δ$时，PE在远离偶次谐波能隙结构$eV \approx 2(Δ\pm E_{Th})/2n$的$E_{Th}$阶电压处表现为微分电导的峰值.这些峰对温度$kT \ll Δ$不敏感，但被弱磁场抑制。抑制PE的电流与$E_{Th}$和磁场无关，并且由Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk理论给出。
2001-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Secondary "Smile"-gap in the density of states of a diffusive Josephson junction for a wide range of contact types
超导邻近效应导致扩散或混沌腔约瑟夫森结中局域态密度的强烈改变，在费米能级附近呈现出与相位相关的能隙。所谓的无功能$E_{\mathrm{Th}}$阶数的最小间隙与极限$E_{\mathrm{Th}}\llΔ$中的扩散区中的逆停留时间有关，其中$Δ$是超导能隙。在一个大的超导能量$E_{\mathrm{Th}}\ggΔ$的相反极限中，一个小的新特征最近引起了人们的注意，即，另一个次级能隙的出现，与通常的超导能隙相比，它大约小两个数量级。它出现在超导能隙边缘$Δ$下方的混沌腔中，并在超导体之间的相位差达到一定值时消失。我们扩展以前的理论限于一个正常的腔连接到两个超导体通过弹道接触到更广泛的接触类型。我们表明，二次间隙的存在并不限于弹道接触，但这是一个更普遍的属性，这样的系统。此外，我们推导出一个标准，它直接关系到存在的次级间隙的存在下，小的传输特征值的接触。对于一般连续分布的传输本征值的接触，没有二次间隙存在，虽然我们观察到一个奇异的行为的状态密度在$Δ$。最后，我们提供了一个简单的一维散射模型，这是能够解释的特征“微笑”形状的二次间隙。
2014-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A microscopic model for the intrinsic Josephson tunneling in high-T_C superconductors
对基于层间隧道效应的高温超导体本征约瑟夫森效应微观模型进行了定量分析。在CuO_2-planes的配对关联模型的2-D Hubbard模型的吸引相互作用，该模型很好地解释了一些观察到的功能，如短的平面相干长度。哈伯德平面的堆叠被布置在由磁通量穿过的环面上。垂直于平面的电流被计算为所施加的通量的函数（即，e.的相位），和-后仔细消除有限尺寸的影响，由于单粒子隧穿-发现显示一个正弦场的依赖性，根据层间约瑟夫森隧穿。超导电流的温度依赖性的研究表明，在最好的约瑟夫森转变温度相比，平面Kosterlitz无温度温和的海拔。这些和其他结果的依赖模型参数进行比较与标准BCS评价。
1997-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Supercurrent-carrying density of states in diffusive mesoscopic Josephson weak links
最近的实验表明，通过扩散相相干正常金属弱连接的超电流的非平衡控制。实验结果已准确地描述了准经典格林函数技术的Keldysh形式主义。考虑到结构的几何形状，不同的能量尺度和非理想性的接口，使我们能够获得的理论和实验结果之间的定量协议的振幅和相位依赖的超电流，没有或很少的拟合参数。在这里，我们讨论了最重要的因素与这样的比较：超导序参量和结的无功能量之间的比率，额外的电线对弱连接的影响，以及由于不完善的影响，最显着的是由于非理想界面。
2002-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Insulating Phase in Two-dimensional Josephson-Junction Arrays Investigated by Nonlinear Transport
通过系统地改变二维约瑟夫森结阵列（JJAs）的约瑟夫森能量$E_\mathrm{J}$与充电能量$E_\mathrm{C}$的比值，对JJAs绝缘相的输运性质进行了实验研究.所观察到的电阻的温度依赖性表明，JJAs不显示急剧的相变，但表现出逐渐交叉到绝缘相。在低温下，电流-电压（$I$）特性变为非线性，如$I=cV+bV^a$所述（$a$、$b$和$c$是温度相关系数）。这种非线性行为是理解的Berezinskiii-Kosterlitz无（BKT）机制，考虑到有限范围的截断库珀对之间的对数相互作用的影响。从非线性分析，我们推导出的交叉温度的绝缘相，并确定在绝缘侧的相图作为$E_\mathrm{J} /E_\mathrm{C}$的函数。我们还发现，在非常低的温度下，$I$ - $V$特性不断发展为由相干单库珀对隧穿引起的负微分电导。
2022-11-14 cond-mat.supr-con quant-ph
High Tc Josephson nanoJunctions made by ion irradiation : characteristics and reproducibility
用离子辐照的两步工艺制备了可重复的高Tc约瑟夫森结。首先，通过经由金掩模对c轴取向的YBa 2 Cu 3 O 7膜进行离子照射，设计1 ~ 5 μ m宽的微桥，使得未受保护的部分变为绝缘。然后，通过在标准电子光致抗蚀剂中开口的20 nm宽的窄缝以低得多的剂量照射，在桥内限定较低的Tc部分。这些平面结，其设置可以微调，表现出可再现的和接近理想的约瑟夫森特性。非滞后电阻分流结（RSJ）一样的行为，观察到，连同sinc夫琅和费模式的矩形结。IcRn乘积随温度而变化;它可以达到几mV。典型的电阻范围从0.1到几欧姆，临界电流密度可高达30 kA/cm 2。特性的离散度非常低，在5%至10%的范围内。这种纳米结已被用于制造在液氮（LN 2）温度下操作的微SQUID（超导量子干涉器件）。它们表现出非常小的不对称性、良好的灵敏度和相当低的噪声。这个过程很容易扩展，以制造相当复杂的约瑟夫森电路。
2006-12-08 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
Fluctuations Indicate Strong Interlayer Coupling in Cuprate Superconductors
通过对YBa_{2} Cu_{3} O_{7-δ}（YBCO）薄膜的超流密度n_s（T）的Kosterlitz-Eraseless-Berezinskii（KTB）相变的研究，我们发现层间耦合非常强。KTB转变发生在高温下，好像薄膜是各向同性的，而不是准二维的。这一结果与用Bi_{2}、Sr_{2}、CaCu_{2}、O_{8}和约瑟夫森结阵列计算的YBCO超流密度的比较一致，并对YBCO临界行为的热相位涨落解释提出了挑战。
2001-07-19 cond-mat.supr-con
Mesoscopic conductance fluctuations in YBa$_2$Cu$_3$O$_{7-δ}$ grain boundary Junction at low temperature
YBCO晶界约瑟夫森结的磁导率在低温下表现出介观起源的涨落。的交界处的形态表明，运输发生在狭窄的通道中的晶界线，具有大的无功能量。然而，当电压增加到约20倍的标称超导能隙量级的无功能量时，测量的波动幅度下降得相当缓慢。我们的研究结果表明，即使在高非平衡条件下，超导和准粒子电流的结传导共存。模型计算证实了准粒子弛豫在温度高达3开尔文的减少的作用。
2009-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vanadium gate-controlled Josephson half-wave nanorectifier
最近，通过静电门控来调节常规金属超导体的临界电流的可能性被显示在导线、约瑟夫森弱连接和超导体-正常金属-超导体结中。在这里，我们利用这样的技术，以证明栅极控制的钒基Dayem纳米桥作为\emph{half-wave}整流器在$3$ K。我们的器件利用了约瑟夫森结的临界电流的栅极驱动调制，以及由此产生的正常状态电阻的急剧变化，将施加到栅极电极的AC信号转换为跨结的DC信号。全金属超导门控整流器可以提供实现可调谐光子探测器和二极管的超导电子电路的使能技术。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Miniaturization of Josephson junction for digital superconducting circuits
在这项工作中，我们简要地概述了各种选择约瑟夫森结，应可扩展到纳米范围内利用纳米级数字超导技术。这种结应具有高的临界电流值$I_c$和正常状态电阻值$R_n$。另一个要求是在制造过程中跨晶片的结参数的高再现性。我们认为，超导体-正常金属-超导体（SN-N-NS）约瑟夫森结的“变厚度桥”的几何形状是一个有前途的选择，以满足这些要求。在S电极间距与N材料相干长度相当的情况下，对SN-N-NS结进行了理论分析。对于通过$I_c$阶结的电流，导出了S电极中超导性存在的结几何参数的限制条件.的结加热，以及可用的机制，为散热，进行了分析。所获得的结果表明，具有高（亚毫伏）值的$I_cR_n$产物的SN-N-NS结可以使用成熟的技术工艺由广泛使用的材料如Nb/Cu的组合来制造。结面积可以按比例缩小到40纳米工艺框架中制造的半导体晶体管的结面积。
2021-07-19 cond-mat.supr-con
Coherent low-energy charge transport in a diffusive S-N-S junction
研究了具有高透明Nb-Cu界面的扩散介观Nb-Cu-Nb约瑟夫森结的电流-电压特性。我们考虑低压和高温状态eV<ε_{c}< k_{B} T，其中epsilon_{c}是Thouless能量。在微波辐射下观察到的过剩电流和次谐波夏皮罗台阶表明发生了低能相干多重Andreev反射（MAR）。
2001-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Planar graphene-NbSe$_2$ Josephson junctions in a parallel magnetic field
薄的过渡金属二硫属化物在大的面内磁场下由于伊辛自旋轨道保护而保持超导性，伊辛自旋轨道保护将它们的自旋锁定在面外取向。在这里，我们使用薄的NbSe $_2$作为超导电极横向耦合到石墨烯，使平面，所有范德华二维约瑟夫森结（2DJJ）。我们绘制出这些新的设备的行为相对于温度，栅极电压，以及面外和面内磁场。值得注意的是，2DJJ维持高达$H_\parallel$的超电流高达8.5 T，其中塞曼能量$E_Z$与无磁能量$E_{Th}$竞争，这是石墨烯中迄今为止无法达到的状态。随着平行磁场$H_\parallel$的增加，2DJJ的临界电流被抑制，并且在少数情况下经历抑制和恢复。我们探讨的行为在$H_\parallel$理论上考虑两种效果：0- $π$过渡诱导的塞曼能量的调谐和独特的效果的波纹在原子薄层中创建一个小的空间变化的垂直分量的字段。的2DJJ具有潜在的实用性作为灵活的探针在各种材料的二维超导性，并引入高$H_\parallel$作为一个新的可访问的实验旋钮。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Decoupled two-dimensional superconductivity and continuous melting transitions in layered superconductors immersed in a parallel magnetic field
基于各向异性阻挫XY模型，利用蒙特卡罗模拟研究了平行于超导层的磁场诱导的层间约瑟夫森涡旋的可能位相和B-T相图.在低磁场和小的各向异性参数下，观察到类似于Abrikosov（或煎饼）涡旋晶格熔化的一级相变，而在高磁场和大的各向异性参数下，观察到一个具有解耦的二维准长程晶序（QLRCO）和超导性的中间相.将模拟结果与对称性论证相结合，揭示了该中间相是Kosterlitz-lesser（KT）型的，二维准Josephson涡旋晶格的熔化和超导电性的抑制是一个KT转变。中间相向低温相的演化是二级的，属于3D XY普适类。三相边界在一个多临界点处汇合。结果表明，3D约瑟夫森涡旋晶格到2D相位的解耦是由热涨落激活的约瑟夫森磁通线穿过超导层的跳跃触发的。在高磁场和大各向异性参数下KT相的平衡相图与Iye等人在高Tc超导体Bi 2Sr 2CaCu 2 O（8+y）中观察到的独特的与洛伦兹力无关的耗散相一致（Physica 159 C，433（1989））。
2004-06-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Ultra-efficient superconducting Dayem bridge field-effect transistor
超导场效应晶体管（SuFET）和约瑟夫逊场效应晶体管（JoFET）技术利用电场诱导的对载流子浓度的控制来调制沟道超导性质。尽管场效应被认为对超导金属没有影响，但最近的实验表明，在全金属晶体管中，临界电流（IC）的调制依赖于电场。然而，这种现象的基础机制尚未完全理解。在这里，我们展示了实验实现的钛基达耶姆桥场效应晶体管（DB-FET）能够控制IC的超导通道。我们研制的DB-FET工艺简单，在低至VCG~+-8V的临界栅压下，温度达到钛的最低临界温度TC~ 550 mK的85%时，IC完全抑制。当门电压接近临界值（VCG）时，与门无关的TC和正常态电阻（RN）与超导态电阻（RS）的增加相结合，表明在超导海中产生了场效应诱导的金属熔池。我们的器件具有极高的介电常数（在VG~+-6.5V时，gMAXm~ 15 μ A/V）和约瑟夫森动态电感（LK）随VG的两个数量级的变化。因此，DB-FET成为实现超导电子学、超导量子比特、可调谐干涉仪以及光子探测器的理想候选者。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge and Spin Effects in Mesoscopic Josephson Junctions
本文研究了低维超导弱链中的电荷和自旋效应。第一部分综述了超导体/Luttinger液体/超导体结中电子-电子相互作用的影响。这种介观混合系统的实验实现可以是单个的单壁碳纳米管，其桥接两个大块超导体之间的间隙。通过一个Luttinger液体在完美和不良传输结的限制直流约瑟夫森电流进行评估。讨论了SNS长结中的约瑟夫森效应与卡西米尔效应之间的关系。在论文的第二部分中，我们回顾了有关Zeeman和Rashba相互作用对二维电子气中制备的弹道S/QW/S结热力学性质影响的最新结果。结果表明，在磁控结中，存在产生共振库珀对跃迁的条件，这种跃迁导致隧道结中的巨超电流和多通道SNS结的巨磁响应。预测了在与超导体连接的一维量子线中，塞曼和Rashba相互作用的联合作用所引起的超导电流。
2004-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intertwining Josephson and Vortex Topologies in Conventional Superconductors
本文提出约瑟夫森-涡旋对应（JVC）框架，将涡旋拓扑性质映射到π相位约瑟夫森结，避免大规模涡旋计算，并在2M-WS₂和Sr₃SnO中预测了可掺杂调控的涡旋马约拉纳零模。
2025-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonhomogeneous magnetization and superconductivity in superconductor-ferromagnet structures
我们研究了两种不同的超导-铁磁体（S/F）结构。我们首先考虑由绝缘层隔开的两个S/F双层膜组成的约瑟夫森结。我们表明，在两个F层的约瑟夫森临界电流$I_c$的磁化方向的反平行排列增加与增加交换场$h$。我们考虑的第二个系统是一个S/F结构，在S/F界面附近的铁磁体的磁化强度的局部不均匀性。由于邻近效应，在铁磁体中不仅感应出超导凝聚体的单重态分量，而且感应出超导凝聚体的三重态分量。后者穿透长度为$\sqrt{D/ε}$（$D$为扩散系数，$ε$为能量）。在无磁能量量级的温度下，这个长度与铁磁体的长度相当。这种长距离穿透导致超导临界温度$T_c$以下的铁磁电导显著增加。与单重态组分的情况相反，由于奇数三重态组分对电导的贡献在$T = 0$和$V = 0$（$V$是电压）处不为零，并且以单调方式随着温度T的增加而衰减
2007-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Very Large Scale Integration of Josephson-Junction-Based Superconductor Random Access Memories
已设计、制造并成功展示了功能密度高达$1 Mbit/cm^2$的涡旋过渡（VT）存储单元阵列。这一进展归功于麻省理工学院林肯实验室在设计优化和超导体电子制造方面取得的最新进展。作为一个起点，我们开发了一个示范阵列的VT细胞的100- $μA/μm^2$麻省理工学院LL制造工艺SFQ 5ee与8铌层。所研究的具有双结非破坏性读出的双结存储器单元占据$168 μm^2$，导致超过$0.5 Mbit/cm^2$功能密度。然后，我们通过利用具有临界电流密度的自分流约瑟夫森结（JJ）、$600 μA/μm^2$的$J_c$和消除分流电阻器将单元面积减小到$99 μm^2$（对应于超过$0.9 Mbit/cm^2$功能密度）。所制造的高$J_c$存储器单元是完全可操作的，并且具有宽的读/写电流裕度，非常接近理论预测值。我们讨论了进一步提高超导存储器和逻辑电路集成规模的方法：a）通过使用软磁材料使超导Transformers小型化; b）通过使用类似于变厚度桥的平面高$J_c$结来减小JJ面积。
2019-02-21 cond-mat.supr-con physics.app-ph
On Vortices and Phase Coherence in High Tc Superconductors
我们表明，约瑟夫森耦合库珀配对平面的阵列，永远不会有长期的相位相干在任何有限的温度下，由于红外发散的相位波动。相位相关性以足够慢的方式衰减，提供足够的局部相位相干性，以使涡旋的成核成为可能。平面然后获得Kosterlitz-nestless拓扑秩序与其内在的刚性和伴随的超流性。因此，高温超导铜氧化物是拓扑有序的超导体，而不是相序超导体。对于足够低的超流密度，如在欠掺杂的铜酸盐中，转变温度Tc将与对应于涡旋-反涡旋解束缚的超流密度成比例，而不是与库珀配对振幅的消失成比例。高于Tc但低于BCS配对温度Tp，我们将具有作为涡旋-反涡旋液体的去相库珀对流体。在该区域中测量的AC和DC电导率是对应于通量流的那些。此外，在Tc以上将存在涡，这将导致能斯特涡状响应，并且如最近的实验所证明的，在Tc以上将存在可测量的破坏场H_c2。
2003-04-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-Effect Control of Metallic Superconducting Systems
尽管金属被认为是不敏感的场效应和传统的Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论预测的电场对传统的超导体是无效的，一些门控实验表明，调制的金属薄膜的导电性和传统的超导体的临界温度的可能性。所有这些实验特征都可以用简单的电荷积累/耗尽来解释。2018年，在金属中载流子浓度的感应变化小到可以忽略的电场范围内，已经证明了传统金属超导体中超导电流的电场控制。实际上，没有报道正常态电阻和超导临界温度的变化。在这里，我们回顾了利用这一无法解释的现象实现场效应金属超导器件的实验结果。我们将首先介绍超导BCS线和纳米收缩约瑟夫森结（Dayem桥）的不同材料，如钛，铝和钒制成的开创性成果。然后，我们展示了超导体-正常金属-超导体接近晶体管中约瑟夫森超电流的掌握，这表明诱导超导相关的存在足以看到这种非常规的场效应。随后，我们介绍了超导量子干涉装置中的干涉图样的控制，表明电场与超导导电相的耦合。在所提出的现象学的可能的应用中，我们通过提出一些可能代表超导量子和经典计算突破的设备来结束这篇评论。
2020-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional superconductivity and anomalous vortex dissipation in newly-discovered transition metal dichalcogenide-based superlattices
本文在两种新型TMD基超导体块材中实现了本征二维超导性，发现其面内上临界场远超泡利极限并具有巨大各向异性，同时揭示了由约瑟夫森涡旋运动导致的异常涡旋耗散相区，为在块材中探索二维超导和奇异量子相开辟了新路径。
2024-11-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
