约瑟夫森结由两块超导体(S)和中间的势垒层(I)构成,势垒层通常为半导体或绝缘体。在超导状态下,电子以库珀对的形式存在,能够穿越势垒层,形成超导电流。这一现象基于超导电子的隧道效应,是约瑟夫森结的核心工作原理。 历史背景 约瑟夫森结最早由英国物理学家布赖恩·约瑟夫森提出。他在研究超导...
约瑟夫森结相关基础物理学习笔记,与大家一起分享学习。 一些名词解释: 库珀对:在低温超导体中,电子并不是单个地进行运动,而是以弱耦合形式形成配对,一般称之为库珀对.形成库珀对的两个电子,一个自旋向上,另一个自旋向下。 临界电流:环境中无电场磁场时,结的两端没有电势差,库珀对发生隧穿现象,因此约瑟夫森结中出...
约瑟夫森结为研究多粒子的隧穿过程提供了理想平台。当施加电压时,多重安德烈夫反射过程提供了多粒子相干隧穿的机制;在超导能隙边,将发生单粒子隧穿;在电压为零时,将发生Cooper对的隧穿。利用微波驱动,则可实现多种粒子的来回隧穿。值得指出的是,...
在传统的双端约瑟夫森结中，这种近邻效应已得到充分证实，诱导能隙通常小于超导体的体能隙。然而，在MTJJs中，情况变得异常复杂和有趣。MTJJs中多个超导端子的存在引入了源自不同引线的库珀对之间的干涉效应。这些干涉效应会导致近邻诱导能隙的复杂调制，具体取决于引线超导序参量之间的相位差。这种调制是MTJJs拓扑性质...
1.约瑟夫森结与约瑟夫森效应的简单思路 2.超导量子干涉仪(SQUID)的引入 本文作为本科生参与科研的基础读物,是为在没有固体物理、超导物理基础前提的学生快速领略超导电路构建量子比特的思路而写下的,可以为我们进入后续的量子比特的结构以及其他元件的设计做好铺垫。
近日,法国格勒诺布尔大学 (Université Grenoble Alpes) Hadrien Vignaud, David Perconte,Benjamin Sacépé等,在Nature上发文,报道了在封装的石墨烯纳米带中,超窄约瑟夫森结表现出了手性超电流,可见高达8T,并自旋简并边缘通道是电阻h/2e2≈12.9...
由很薄的绝缘体或正常导体隔开,或由截面很小的超导桥隔开,因而仅存在弱耦合的两个超导体形成的结。 约瑟夫森结(Josephson junction),或称为超导隧道结。一般是由两块 超导体夹以某种很薄的势垒层 ( 厚度 ≤ Cooper电子对的相干长度)而构成的结构,例如S(超导体)—I(半导体或绝缘体)—S(超导体)结构,简称SIS...
这种重叠约瑟夫森结工艺的另一个显著优势是其高成品率。在2英寸晶圆上,研究者们实现了接近100%的量子比特成品率,这对于大规模生产量子处理器来说是一个重要的里程碑。此外,通过这种方法制造的量子比特展现出了优异的一致性,其中相位滑移约瑟夫森结的电阻相对标准偏差(RSD%)低于5%,而约瑟夫森结阵列的RSD%则低于2%。
高温超导材料制成的约瑟夫森结和低温超导材料制成的在结构和性能上会有一些差异。像高温超导材料钇钡铜氧(YBCO)制成的约瑟夫森结,由于高温超导材料的特性,其工作温度相对较高,能在液氮温度(77K)左右工作,这相比于需要液氦温度(4.2K)的低温超导约瑟夫森结,在制冷成本等方面有优势,但在制备工艺和性能稳定性上也...
受驱原子的引入改变了约瑟夫森结的传统动力学特性 。原子与约瑟夫森结的耦合方式有多种,影响着系统性能 。研究中需精确控制原子的状态以优化约瑟夫森结性能 。外界驱动信号的频率对受驱原子约瑟夫森结有重要影响 。驱动信号强度的变化会引发结内电流与相位的改变 。量子隧穿现象在受驱原子约瑟夫森结中十分关键 。