Electrically Tunable Low Density Superconductivity in a Monolayer Topological Insulator
在物质的超导态和绝缘态之间进行电切换的能力代表了相关电子系统的最先进工程中的一种新范式。一个令人兴奋的可能性是在拓扑非平凡绝缘体中开启超导性，这为寻找非阿贝尔拓扑态提供了一条途径。然而，现有的超导体-绝缘体开关的演示只涉及拓扑上微不足道的系统，甚至那些是罕见的，由于严格的要求，以调整载流子密度在很宽的范围内。在这里，我们报告可逆的，在原位静电开关超导最近建立的量子自旋霍尔绝缘体，即单层钨二碲化（WTe 2）。制造成范德瓦尔斯场效应晶体管，单层的基态可以连续地从拓扑绝缘到超导状态进行栅极调谐，临界温度Tc高达~ 1开尔文。据估计，超导开始的临界密度约为5 x 10^12 cm^-2，是二维（2D）超导体中最低的密度之一。我们的研究结果建立单层WTe 2作为工程新型超导纳米器件和拓扑相的物质的材料平台。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Active Electrically Small Antenna Based on Superconducting Quantum Array
我们介绍了超导量子阵列（SQAs），并建议使用这些结构作为有源电小量子阵列（ESA）。几个原型的有源ESA制造使用Nb工艺与临界电流密度4.5 kA/cm 2和实验评估。测量了磁场-电压传递函数的线性度高达70 dB，并且观察到包含560个电池的ESA原型的传递因子dV/dB高达6.5 mV/μT。
2012-11-29 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Controllable Vortex Loops in Superconducting Proximity Systems
超导涡环迄今为止一直避免实验检测，尽管是许多理论工作的重点。本文提出了一种利用邻近效应在正常金属中产生的超导凝聚体中产生可控涡旋环的方法。我们证明了解析和数值计算超导涡流环出现时，结是由载流绝缘导线刺穿，并给出了其半径的解析表达式。涡环可以很容易地调整到足够大，以击中样品表面，使它们直接通过扫描隧道显微镜观察。
2020-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable manipulation of superconductivity using magnetic vortices
由超导薄膜与磁性纳米点阵列接触组成的超导/铁磁混合结构在所谓的“磁涡旋态”中的磁输运表现出有趣的性质。对于某些磁状态，来自涡旋阵列的杂散磁场足够强以驱动超导膜进入正常状态。以这种方式，正常到超导的相变可以由磁历史控制。超导子系统和磁子系统之间的强耦合允许特征铁磁性质，如磁滞和剩磁，被显着地转移到超导体的输运性质。
2011-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrically controlled superconducting states at the heterointerface SrTiO$_3$/LaAlO$_3$
本文采用二维哈伯德模型研究了SrTiO $_3$ /LaAlO $_3$异质界面上电子气的对称性。基于三阶微扰理论求解Eliashberg方程，发现由于Rashba型自旋-轨道相互作用引起的反转对称破缺，能隙函数由自旋单重态$d_{xy}$波分量和自旋三重态$(p_x\pm ip_y)$波分量的混合组成. d波和p波分量的比率随载流子浓度连续变化。我们建议通过调节栅极电压来控制对对称性。
2009-10-26 cond-mat.supr-con
Electrically Tunable Superconductivity Through Surface Orbital Polarization
我们研究的物理机制，实现了传统的自旋单重态超导薄膜的电控制，通过专注于表面轨道极化的作用。假设金属态的多轨道描述，由于屏蔽效应，电场通过修改表面电势的强度而起作用，并且反过来产生非平凡的轨道-Rashba耦合。由此产生的轨道极化在表面和在其附近的超导性有显着的影响。我们证明，通过改变电场的强度，超导相可以被抑制，即变成正常的金属，或经历一个$0-π$过渡与$π$相标记的超导序参量的非平凡的符号变化之间的不同频带。这些发现为设计具有超导轨道效应的异质结构提供了丰富的思路。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting qubit network with controllable nearest neighbor coupling
我们研究了具有可切换最近邻耦合的环形电荷量子比特网络的设计和功能。量子位耦合是通过在量子位环的交叉点放置大的约瑟夫森结并选择性地施加偏置电流来实现的。该网络是可扩展的，并且使得执行通用的量子门集合成为可能。耦合方案允许在每个量子比特的电荷简并点处进行栅极操作，并且也适用于电荷相位量子比特。包括在用于量子位读出的量子位回路中的附加约瑟夫森结也可以用于量子位耦合。
2005-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase-Controllable Nonlocal Spin Polarization in Proximitized Nanowires
研究了半导体纳米线（NW）与超导导线和铁磁绝缘体（FI）之间的磁性和超导邻近效应。我们表明，一个相当大的平衡自旋极化出现在NW由于超导关联和交换场之间的相互作用在FI。由此产生的磁化具有非局部贡献，其在超导相干长度上在NW中传播，并且与正常状态下由磁邻近效应引起的局部自旋极化的符号相反。对于约瑟夫森结设置，我们表明，非局域磁化可以控制的超导相位偏置跨结。我们的研究结果是相关的实施马约拉纳绑定状态的最先进的混合结构。
2020-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable coherent population transfers in superconducting qubits for quantum computing
提出了一种利用可控斯塔克啁啾快速绝热通道（SCRAP）实现单量子比特和双量子比特系统中选定量子态之间布居相干转移的方法。这些{ \it演化时间不敏感}传输，辅之以易于实现的单量子位相移操作，可以作为量子计算的基本逻辑门。具体来说，这个提议可以方便地用现有的约瑟夫森相位量子比特来证明。我们的建议可以立即应用于这些量子位的读出。事实上，这些人造“原子”中束缚态的破宇称对称性提供了一种设计所需绝热脉冲的有效方法。
2008-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con cs.GT
Controllable 0-pi Josephson junctions containing a ferromagnetic spin valve
超导性和铁磁性是对立的有序形式，很少共存。然而，在混合超导/铁磁系统中出现了许多有趣的新现象。例如，包含铁磁材料的约瑟夫森结对于材料的某些厚度可以在其基态中表现出π的本征相移。这种“π结”在2001年首次通过实验实现，并已被提议作为高速经典超导计算和量子计算的电路元件。在这里，我们证明了实验的相位状态的约瑟夫森结包含两个铁磁层可以在0和π之间切换通过改变两个磁化的相对取向。这些可控的0-π结在低温存储器中有直接的应用，在那里它们作为超低功率超导计算机的必要组件。这样一台完全超导的计算机估计比目前基于超导体的超级计算机节能几个数量级。相位可控结也为超导电路元件开辟了新的可能性，例如超导“可编程逻辑”，它们可以在超导模拟器中运行到现场可编程门阵列。
2015-09-17 cond-mat.supr-con
Controllable microwave three-wave mixing via a single three-level superconducting quantum circuit
二阶非线性光学过程中的三波混频由于电偶极选择定则而不能在原子系统中发生。相反，我们证明了二阶非线性过程可以发生在超导量子线路中（即，超导人造原子）时，通过简单地改变所施加的磁通量来破坏势能的反转对称性。特别是，我们表明，差频和和频（和二次谐波）可以产生在微波政权在一个可控的方式，通过使用一个单一的三能级超导磁通量子线路（SFQC）。对于我们提出的参数，该电路的频率可调谐性可以实现在约17 GHz的范围内的和频产生，和约42 GHz（或26 GHz）的差频产生。我们的建议提供了一个简单的方法来产生二阶非线性过程SFQC在当前的实验参数。
2014-12-21 cond-mat.supr-con quant-ph
Enhanced controllable triplet proximity effect in superconducting spin-orbit coupled spin valves with modified superconductor/ferromagnet interfaces
本研究通过在Nb/Pt/Co/Pt超导自旋阀的Co/Pt界面插入Cu或Au层，显著增强了自旋轨道耦合诱导的可控三重态邻近效应，为超自旋电子学器件开发提供了界面工程途径。
2024-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrically modulated SQUID with single Josephson junction coupled by a time-reversal breaking Weyl semimetal thin film
超导量子干涉器件（SQUID）通常由两个约瑟夫森结组成，其中的干涉由磁通量调制。在这项工作中，我们提出了一个电调制SQUID的单约瑟夫森结耦合的时间反转中断外尔半金属薄膜。当费米能级较低时，Josephson电流仅由费米弧表面态介导，并且具有任意的基态相位差\phi 0，该相位差与横向电场和结的截面面积的乘积成正比;当费米能级适当时，体态对Josephson电流的贡献与0-结的电流-相位关系相当.利用表面沟道和体沟道的干涉，得到了单约瑟夫森结的电调制SQUID，为磁性外尔半金属的鉴别提供了实验方案，并可能在超导量子计算中有潜在的应用。
2017-12-13 cond-mat.supr-con
A controllable two-qubit swapping gate using superconducting circuits
在本文中，我们研究了一个线性的量子比特链，并确定它可以被配置成一个有条件的双量子比特交换门，其中链的第一个和最后一个量子比特是交换的量子比特，其余的中间辅助量子比特控制门的状态。交换门根据初始状态在最终状态上引入不同的相位。特别是，我们专注于四个量子位的链，并显示它实现的交换门。我们模拟的链与现实的参数，和退相干噪声和泄漏到更高的激发态，并找到一个平均保真度约为0.99。我们提出了一个超导电路，实现这个链的量子位，并提出了电路的电路设计。我们还讨论了如何操作超导电路，使门的状态可以控制。最后，我们讨论了如何电路可以直接改变，并可用于模拟具有非平凡拓扑性质的哈密顿算子。
2019-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Controllable Majorana vortex states in iron-based superconducting nanowires
本文提出铁基超导纳米线中的马约拉纳涡旋态具有半径诱导拓扑相变、宽参数空间内仅一对零能模且波函数分布于侧边等特性，为马约拉纳融合与编织提供了易于操控的平台。
2021-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable Majorana fermions on domain walls of a magnetic topological insulator
我们提出在磁性拓扑绝缘体与常规$s$波超导体耦合的磁畴壁条纹上实现一维手征拓扑超导态。局域化的马约拉纳零模可以通过磁力显微术的磁畴写入以可重构的方式构造。该方案可进一步推广到超导自旋螺旋Dirac表面态畴壁处的Majorana零模，并可应用于FeTe $_{0.5}$ Se $_{0.5}$表面上的二维时反不变拓扑超导体.
2018-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage controllable superconducting state in the multi-terminal superconductor-normal metal bridge
研究了由脏超导体/纯正常金属双层膜和纯正常金属构成的多端桥中电压可控超导态。在所提出的系统中，小的控制电流$I_{ctrl}$通过正常的桥，产生电压降$V$，并修改连接的SN双层中的电子的分布函数。在长正常桥的情况下，电压引起的非平衡效应可以用局部电子温度的增加来解释。在此极限下，我们实验发现Cu/MoN/Pt-Cu桥的临界电流$I_c$对$I_{ctrl}$的灵敏度很高，电流增益也较大，这是由于$I_c$对温度的依赖性很大，而且$I_c$很大（与超导桥的理论破坏电流相当）。在短正常桥偏离平衡不能简单地通过局部温度的增加来描述，但我们在理论上也发现$I_c$控制电流/电压的大的灵敏度。在此极限下，我们预言在有限的$V$中存在所谓的面内Fulde-Ferrell态。我们认为它的出现与N层的电压诱导顺磁响应有关。
2021-05-14 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
Two-dimensional atomic layer-molecule hybrid superconductors with controllable exchange coupling
超导和磁性的共存和竞争可以导致各种丰富的物理和技术应用。最近发现的原子层超导体和磁性分子在固体表面上的自组装应该允许创建一个新的二维（2D）混合超导系统，但其可能性尚未得到充分的研究。在这里，我们报告的高度有序的二维混合超导体的基础上铟原子层的硅表面和磁性金属酞菁（MPc）的制造，并阐明其详细的结构，超导和磁性。我们的主要发现包括通过取代分子的中心金属离子（M = Cu，Fe，Mn）的超导转变温度（Tc）的实质性可控性。这归因于磁性分子和超导层之间的电荷转移以及它们之间不同程度的交换耦合，这源于相关d轨道的各向异性分布。本研究为设计和创造具有原子级精度的奇异二维超导体开辟了一条途径。
2016-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable coupling of superconducting flux qubits
我们通过在两个三结磁通量子比特之间插入一个额外的耦合环，实现了它们之间的可控耦合，其中包含三个约瑟夫森结。其中两个与量子位环共享，提供了强的量子位耦合器相互作用。第三个结给耦合器一个非平凡的电流-通量关系;它的导数（即，磁化率）确定耦合强度J，因此，耦合强度J可通过耦合器的通量偏置在原位进行调谐。在量子位机制中，J从~45（反铁磁）变化到~ -55 mK（铁磁）;特别是，对于中间耦合器偏置，J为零。对第二个样品的测量阐明了两个量子位可调谐耦合和三个量子位行为之间的关系。
2007-05-23 cond-mat.supr-con quant-ph
Persistent single-photon production by tunable on-chip micromaser with a superconducting quantum circuit
提出了一种基于超导量子线路的可调谐片上微激射器。通过利用外部可控制的状态跃迁，可以实现状态布居反转，并且对于SQC的两个工作能级保持状态布居反转，并且当需要时，SQC可以生成单个光子。当先前在腔中产生的光子衰减时，我们可以在每个周期中定期重复这些过程，从而可以持续产生周期性的单光子序列。这为在微电子芯片上实现持久性单光子源提供了一种可控的方式。
2007-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Direct demonstration of circulating currents in a controllable $π$-SQUID generated by a 0 to $π$ transition of the weak links
可控$π$ -SQUID是具有两个可控$π$ -结作为弱连接的DC SQUID。可控$π$结由超导-正常金属-超导约瑟夫森结和两个与结的正常区域的附加接触组成。通过在这些触点上施加电压$V_c$，可以控制结的状态，即，常规（0）状态或$π$ -状态，这取决于$V_c$的大小。实验证明，通过将一个结置于$π$状态，在整数外磁通下，SQUID回路周围产生屏蔽电流。为了能够做到这一点，我们已经制造了可控的$π$结，基于Cu-Nb或Ag-Nb，在一个新的几何形状。我们发现，在1.4 K时，只有Nb-Ag器件显示出作为$V_c$的函数的$π$ -状态的转变与理论预测一致。在基于Nb-Ag的可控$π$ SQUID中，我们观察到，在整数外磁通的屏蔽电流的一部分，在适当的电流偏置下，$V_{SQUID}-B$振荡的$π$的相移取决于$V_c$的大小。
2002-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable critical Josephson current and 0-π transition in superconductor-insulator-superconductor heterostructures
我们研究了在外加塞曼场和超导电流的情况下，传统超导导线之间的约瑟夫森结。我们证明了临界约瑟夫森电流和电流相位关系的结依赖于所施加的塞曼场和超导电流的相对取向。约瑟夫森电流的可控性依赖于常规超导体在高磁场中的稳定性，这是由于在费米能级处恢复了与自旋投影共振相反的相反动量。我们断言，我们的研究结果可以导致新的超导电子学的发展。
2022-08-01 cond-mat.supr-con
Universal route towards field-free electrically polarity-reversible Josephson diode
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本文提出了一种无需磁场的 Josephson 二极管，通过磁隧道屏障的微磁结构调控实现高效率和高频操作。
2026-08-07 cond-mat.supr-con
Higher-Order Topological Superconductivity and Electrically Tunable Majorana Corner Modes in Monolayer MnXPb$_2$ (X=Se, Te)-Pb Heterostructure
Institute of Applied Physics and Computational Mathematics（应用物理与计算数学研究所）；Anhui Provincial Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心安徽低能量子材料与器件重点实验室）；Science Island Branch of Graduate School, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学研究生院合肥科学岛分院）；National Key Laboratory of Computational Physics（计算物理学国家重点实验室）；School of Physics and Physical Engineering, Qufu Normal University（曲阜师范大学物理工程学院）
研究通过单层MnXPb₂异质结构实现电可控马约拉纳角模式，利用反铁磁拓扑绝缘体和超导近邻效应，展示高阶拓扑超导性及可控马约拉纳融合与编织。
2026-02-05 cond-mat.supr-con
Observation of stacked vortex structure with number controllable Majorana zero mode in Bi$_{2}$Te$_{3}$/FeTe heterojunction
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Xiamen University（厦门大学）；Jinan University（暨南大学）；Shanghai University（上海大学）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
该研究在1QL-Bi₂Te₃/FeTe异质结中观测到数量可控的马约拉纳零模与堆叠涡旋，确立了可实现孤立及少涡旋马约拉纳构型的可控平台，为拓扑量子计算提供了基础。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Controllable Superconductivity in Suspended van der Waals Materials
Aalto University（阿尔托大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)（马德里材料科学研究所）；Seoul National University（首尔国立大学）
本文在悬浮NbSe2薄层中通过局部应变和热调制实现可控超导性，临界温度可调约0.92 K，并展示栅极可调临界电流、多稳态与负微分电阻，为可调谐片上超导器件和量子模拟器提供新途径。
2025-11-07 cond-mat.supr-con
Controllable suppression of the unconventional superconductivity in bulk and thin-film Sr$_{2}$RuO$_{4}$ via high-energy electron irradiation
本研究利用高能电子辐照在块体和薄膜 Sr$_2$RuO$_4$ 中引入点缺陷，发现二者 $T_{\ ext{c}}$ 的抑制速率几乎一致，从而揭示薄膜剩余电阻率的来源并建立块体与薄膜超导性的定量联系。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controllable pi junction with magnetic nanostructures
我们提出了一种新型的约瑟夫森器件，其中0和$π$状态由电流控制。在该系统中，由于铁磁电极的自旋注入在正常金属中引起非局域自旋积累，因此在超导体/正常金属/超导体结中出现了$π$态。我们的研究不仅为超导自旋电子器件的应用提供了新的可能性，也为深入理解磁性纳米结构中的自旋相关现象提供了新的思路。
2006-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal transverse diode effects in superconducting unconventional magnet hybrids
University of Florence（佛罗伦萨大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
该研究证明超导非常规磁体结具有完美整流的横向自旋与电荷二极管效应，机制基于镜面反射与自旋旋转，为下一代横向超导自旋电子学提供新方向。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controllable Flux Coupling for the Integration of Flux Qubits
我们提出了一种新的方法来控制耦合的磁通量为基础的量子比特的装置的超导Transformer与可变磁通传递函数。该装置是通过插入一个小的滞后直流SQUID与未分流的结，作为一个约瑟夫森结与磁通控制的临界电流，并联到一个超导Transformer;通过改变磁通量耦合到直流SQUID，耦合到Transformer的磁通的传递函数可以改变。在4.2 K下对原型进行的测量显示了“开”和“关”状态之间约30的减小因子。我们讨论了系统的特点和实验结果。
2004-03-29 cond-mat.supr-con
Controllable tunnelling of single flux-quanta mediated by quantum phase-slip in disordered superconducting loops
量子相位滑移（QPS）是众所周知的约瑟夫森效应的精确对偶。虽然有许多关于量子点敏感器件应用的建议，但开发这些器件的实验工作仍处于相对早期的阶段。利用QPS纳米线用于有用技术的重大障碍仍然存在，例如建立稳健的纳米线制造方法，允许耦合到低损耗电路，并证明用实验者控制的外部偏压控制QPS过程。在这里，我们报告的实验表明，这两个障碍都已被克服。我们目前的测量在300 mK的NbN共面波导（CPW）谐振器嵌入纳米线制造使用氖聚焦离子束。内部品质因数超过了$2\times10^{4}$ --明显高于以前在可比实验中报道的。谐振器的频率调谐周期性地与施加的磁场，揭示隧道的序参量，总是发生在半整数值的所施加的通量。与以前的研究相比，单量子点，序参数隧穿被证明是绝热的，表明改善控制能量耗散在纳米线量子点电路。我们的研究结果突出了一个有前途的途径，实现低损耗的基于锗的QPS设备。
2023-01-11 cond-mat.supr-con
Field-Effect Controllable Metallic Josephson Interferometer
门极可调约瑟夫森结（JJ）是超导经典计算和量子计算的基础。通常，这些系统利用低电荷浓度材料，并且存在限制其可扩展性的技术困难。令人惊讶的是，电场调制的超电流在金属线和JJ最近已被证明。在这里，我们报告实现的钛基单片干涉仪，允许调谐两个JJ独立通过施加到电容耦合电极的电压偏置。我们的实验表明，在很宽的温度范围内的开关电流（IS）的幅度和跨单个JJ的超导相的完全控制。令人惊讶的是，通过栅极偏置单个结，最大可实现的总IS抑制到远低于单个JJ的临界电流的值。一个理论模型，包括门引起的相位波动在一个单一的结占我们的实验结果。这类量子干涉仪可能代表了数字电子学、量子计算、灵敏磁力测量和单光子探测等应用的突破。
2019-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent-induced long-range triplet correlations and controllable Josephson effect in superconductor/ferromagnet hybrids with extrinsic SOC
我们预言，在具有非本征杂质自旋轨道耦合（SOC）的超导体/铁磁体（S/F）混合体中，通过超导引线中沿S/F界面流动的超电流可以产生和操纵长程三重关联（LRTC）. LRTC通过两种基本机制出现。第一种方法的实质是利用超导自旋霍尔效应产生三重态。在凝聚动量和铁磁体磁化强度的适当相互取向下，这些对在铁磁体中是长程的。第二种机制是基于S/F界面处的单重态-三重态转换，随后通过自旋流交换机制旋转所获得的短程相反自旋对。研究了S/F双层膜和S/F/S约瑟夫森结的超导LRTC结构。我们证明了在S/F/S结中，约瑟夫森耦合是通过超导感应LRTC实现的，基态相位可以以可控的方式在$0$和$π$之间切换。通过使超导导线中的超导电流反向来实现开关，从而实现了$0-π$移位器的新物理原理。
2022-04-08 cond-mat.supr-con
Electrically controlled quantum transition to an anomalous metal in 2D
本研究通过电场调控二维超导体中无序比例，在LaVO3/SrTiO3界面实现超导到量子反常金属的相变，揭示了玻色金属相的可能性。
2023-09-15 cond-mat.supr-con
Controllable Rashba spin-orbit interaction in artificially engineered superlattices involving the heavy-fermion superconductor CeCoIn5
利用分子束外延技术，在具有强Pauli对破缺效应的重费米子超导体CeCoIn_5和重金属YbCoIn_5之间制备了一种新型的原子层厚度可控的交替块体超导超晶格。YbCoIn_5块层厚度调制的引入打破了以CeCoIn_5超导块为中心的反转对称性。这种配置导致上临界场的温度和角度依赖性的急剧变化，这可以通过考虑由反转对称性破缺和泡利对破缺效应的相关减弱所产生的Rashba自旋轨道相互作用的影响来理解。由于厚度调制的程度是这种类型的超晶格的设计特征，因此Rashba相互作用和对断裂的性质在这些具有强自旋轨道耦合的调制超晶格中在很大程度上是可调的。
2014-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A superconducting switch actuated by injection of high energy electrons
具有超低功耗的快速低温开关在量子计算机、空间应用和下一代逻辑电路的控制电子学中非常受欢迎。然而，现有的高频开关通常体积庞大、有损耗或需要大的源极-漏极和栅极电流来操作，使得它们不适合于许多应用并且难以与半导体器件接口。在这里，我们提出了一个电控超导开关的基础上的金属纳米线。从超导态到电阻态的转变是通过高能电子从栅接触隧穿绝缘势垒实现的。操作栅极电流比纳米线临界源极-漏极电流小几个数量级，有效地导致电压控制器件。这种超导开关速度快，可以从正常状态自动复位到超导状态，并且可以在大磁场中工作，使其成为低功率低温应用和量子计算架构的理想组件。
2020-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Highly crystalline superconducting MgB2 nanowires formed by electrodeposition
超导纳米线可以通过高通量的化学途径合成，并且作为超导器件的低耗散材料具有很大的前景。然而，由于缺乏足够的方法将纳米线安装到给定的电子电路中，超导纳米线的适用性受到了限制。最大的障碍之一是将金属端子连接到超导纳米线以建立电接触。克服这一困难的一种有吸引力的方法是直接在金属端子上合成超导纳米线，使得纳米线与金属表面电接触。在这里，我们证明，这可以通过在熔融盐中的电沉积来实现。39-K超导体二硼化镁（MgB 2）以高度结晶的纳米线形式电沉积到金属表面。MgB 2纳米线实现了与金属表面的广泛电接触。二硼化镁纳米线携带高密度的超电流，可以与大块材料相媲美。这种方法的MgB 2纳米线的电沉积提供了一个解决方案的主要挑战之一，阻止超导纳米线的实际应用。
2009-06-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controllable scattering of photons inside a one-dimensional resonator waveguide
我们分析了光子的相干输运，光子在一维耦合谐振腔波导（CRW）中传播，并被位于CRW内部的可控二能级系统散射。我们的方法，它使用离散坐标，统一的“低”和“高”能量有效理论的单光子散射。我们证明了可控二能级系统可以作为光子相干输运的量子开关。这一研究可能会启发新的电光单光子量子器件。我们也提出了一个基于超导传输线谐振器和量子比特的实验装置
2008-09-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Magnetic Flux Pumping in Superconducting Loop Containing a Josephson $ψ$ Junction
我们证明，一个约瑟夫森结与半金属弱连接集成到超导回路，使泵的磁通量刺穿的环路。在这种结中，基态相位$ψ$由围绕半金属的两个铁磁体中的磁矩的相互取向确定。因此，两个铁磁体之一中的磁矩的进动被控制，通过微波辐射，导致相位$ψ$的累积以及随后在具有不同涡旋的状态之间的切换。所提出的通量泵送机制不需要施加电压或外部磁场，这使得能够设计超导自旋电子学中的电去耦存储单元。
2020-04-28 cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Interference Single-Electron Transistor
基于库仑阻塞和磁通量可控的超导邻近效应的相互作用，提出了量子化单电子源的概念。我们表明，磁通量依赖性的诱导能隙的状态密度的纳米尺寸的金属线可以被利用作为一个有效的可调的能量势垒，使电荷泵配置具有增强的功能。该控制参数强烈影响具有不可忽略的库仑能量的正常金属岛的充电景观。在一个适当的演变的时间相关的磁通量的结构行为同样的旋转栅门的单电子在一个完全静电的制度。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage control of superconducting exchange interaction and anomalous Josephson effect
异质结构中磁交换相互作用的控制是基本的兴趣，并且具有在依赖于量子效应的基于自旋的应用中使用的潜力。我们在这里表明，交换相互作用的自旋阀，决定是否铁磁或反铁磁配置是有利的，可以通过电压控制的符号。这是由于非平衡准粒子分布和自旋极化库珀对的存在之间的相互作用而发生的。此外，我们表明，电压诱导的分布控制的异常超导发生在磁性约瑟夫森结，避免了具有挑战性的任务，操纵系统的磁纹理。这表明，超导自旋电子学中的两个关键现象，磁交换相互作用和产生反常约瑟夫森效应的相移，可以用电来控制。我们的研究结果是相关的自旋为基础的超导设备，在实践中最有可能精确地操作的非平衡效应。
2019-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Processing Quantum Information in Hybrid Topological Qubit and Superconducting Flux Qubit System
研究了一个由Majorana型半导体纳米线和超导磁通量子比特组成的复合系统。研究发现，这两个子系统之间的耦合可以通过电学方法控制，为实现基于Majorana拓扑的π/8相位门提供了一种方便的方法.我们还提出了一个利用朗道-齐纳跃迁将信息从通量量子比特转移到拓扑量子比特的方案。此外，我们还提出了一种名为top-flux-flux的拓扑结构来检索存储在拓扑量子比特中的信息。随着两个拓扑量子比特纠缠的演示，利用这种混合系统进行量子信息处理是非常有希望的。
2012-12-11 cond-mat.supr-con quant-ph
Field-free nucleation of antivortices and giant vortices in non-superconducting materials
具有比$2π$更高的相位缠绕的巨涡旋通常在能量上是不利的，但是已知在磁场中超导体上的几何对称约束使这样的物体稳定。在这里，我们通过微观计算表明，巨大的漩涡可以出现在本质上非超导材料，即使没有任何施加磁场。使能机制是邻近效应的主机超导体的电流流动，我们还表明，反涡旋可以出现在这种设置。我们的研究结果打开的可能性，研究电控拓扑缺陷在不寻常的环境中，这并不一定要暴露于磁场或本质上超导，而是显示其他类型的顺序。
2018-02-24 cond-mat.supr-con
Break junctions of the heavy-fermion superconductors
重费米子超导体的机械可控断裂结可以表现出类约瑟夫森超导异常。但对接触尺寸的系统研究表明，这些反常现象主要是由于麦克斯韦电阻在超导重费米子相中被抑制所致。迄今为止，我们还没有用真空隧道谱发现任何超导特征，这为重费米子界面的破偶效应提供了进一步的证据。
1996-12-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fabrication of superconducting through-silicon vias
基于超导量子比特的量子系统内日益增加的电路复杂性需要在保持量子比特相干性的同时保持高连通性。经典的微电子系统已经通过使用具有包含穿硅通孔（TSV）的中介层的3D集成来解决互连密度挑战，但是将这些集成技术扩展到超导量子系统是具有挑战性的。在这里，我们讨论了我们的方法，用于实现高纵横比超导TSV \textemdash 10 $μ$ m宽，20 $μ$ m长，200 $μ$ m深\textemdash与100电隔离TSV每平方毫米的密度。我们的直流和微波性能的超导TSV在低温下的特点，并证明超导临界电流大于20 mA。这些高纵横比、高临界电流的超导TSV将使超导量子处理器内的高密度垂直信号路由成为可能。
2021-03-15 cond-mat.supr-con physics.app-ph quant-ph
Thermal signatures of Little-Parks effect in the heat capacity of mesoscopic superconducting rings
我们提出了第一次测量的热签名的小公园效应，使用一个高度敏感的nanocalorimeter。用阿焦耳量热法测量了250万个无相互作用的微米级超导环在磁通量$Φ$作用下的热容$C\_p$的微小变化。这种非侵入性的方法允许测量纳米系统的热力学性质--从而探测纳米系统的能级，而不会对它们产生电干扰。观察到$C\_p$在临界温度$T\_c$附近受到磁通量子化（Little-Parks效应）的强烈影响。超导相变时$C\_p$的跃迁是以$Φ\_0=h/2e$（磁通量量子）为周期的$Φ$的振荡函数，这与Ginzburg-Landau超导理论一致。
2006-09-21 cond-mat.supr-con
Preparation of macroscopic quantum superposition states of a cavity field via coupling to a superconducting charge qubit
我们提出了如何利用含有超导电荷量子比特的微波腔产生宏观量子叠加态。基于对电荷态的测量，我们证明了单模腔场的两个宏观可区分相干态的叠加可以通过腔场与电荷量子比特的可控相互作用产生。在腔场的这种叠加被创建之后，相互作用可以被经典磁场关闭，并且在腔场和电荷量子比特之间没有信息传递。我们还讨论了两个压缩相干态叠加态的产生。
2005-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fabrication of Metal Air Bridges for Superconducting Circuits using Two-photon Lithography
提出结合双光子光刻三维胶结构与剥离工艺制备超导铝空气桥，验证其低温、机械及微波特性。
2025-03-13 cond-mat.supr-con quant-ph
Electromagnetically superconducting phase of QCD vacuum induced by strong magnetic field
在这次演讲中，我们讨论了我们最近的建议，即在一个足够强的磁场（强于10^{16}特斯拉）QCD真空可能会经历一个自发过渡到电磁超导状态。可能的超导状态是各向异性的（真空只在均匀磁场的轴上表现出超导性）和不均匀的（在横向上，真空结构与普通II型超导体的阿布里科索夫晶格相似）。QCD真空的电磁超导性被认为是由于携带荷电ρ介子的量子数的特定夸克-反夸克凝聚体的出现而发生的。给出了磁场诱导超导的London输运方程的Lorentz协变推广。
2010-11-11 cond-mat.supr-con hep-lat hep-ph
High-fidelity quantum operations on superconducting qubits in the presence of noise
我们提出了一个用超导量子比特实现量子操作的方案。我们的方法使用一个“耦合器”量子比特来调解一个可控的，长期的“数据”量子比特之间的相互作用，脉冲序列，强烈减轻1/f通量噪声的影响，和高Q谐振器为基础的本地存储器。我们开发了一种蒙特卡罗模拟技术，能够描述任意噪声引起的失相和衰减，并在这个系统中演示了一组通用的门操作，在实验测量的1/f噪声水平的存在下，具有O（10^-5）的错误概率。然后，我们添加松弛并量化维持此误差水平所需的衰减时间。
2008-03-19 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Engineering Nonlinear Response of Superconducting Niobium Microstrip Resonators via Aluminum Cladding
在这项工作中，我们发现，铝包覆铌微带谐振器是一种有效的方式来抑制由局部焦耳加热引起的非线性响应，从而提高微波功率处理能力。这种改善可能是由于Al和Nb层之间的邻近效应。邻近效应被发现是可控的，通过调整的Al层的厚度。我们发现，提高薄膜质量也是有益的，因为它提高了微波临界电流密度，但它不能消除局部加热。
2019-10-15 cond-mat.supr-con quant-ph
