強(qiáng)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散約瑟夫森結(jié)的非絕熱動(dòng)力學(xué)
理解微波吸收如何改變擴(kuò)散的約瑟夫森結(jié)的傳輸性質(zhì)是量子傳輸界關(guān)注的最前沿問題。這對(duì)于當(dāng)前解決拓?fù)浼s瑟夫森結(jié)中的電流-相位關(guān)系,以及更普遍而言,解決量子器件中的微波傳輸問題特別重要。
巴黎薩雷大學(xué),雷根斯堡大學(xué)(德國(guó))和于韋斯屈萊大學(xué)的研究人員;(芬蘭)提供了結(jié)合實(shí)驗(yàn)和理論的工作,揭示了強(qiáng)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)散約瑟夫森結(jié)中量子傳輸?shù)纳羁瘫举|(zhì)。結(jié)果于10月發(fā)表在《物理評(píng)論研究》上。
在足夠低的溫度下,超導(dǎo)體不能吸收能量小于超導(dǎo)能隙D的微波輻射。在約瑟夫森薄弱環(huán)節(jié)中,兩個(gè)超導(dǎo)體(S)通過長(zhǎng)擴(kuò)散金屬線(N)弱耦合,輻射可以被吸收在N中因?yàn)闋顟B(tài)密度或最小能隙的感應(yīng)間隙遠(yuǎn)小于D。
研究人員研究了在擴(kuò)散超導(dǎo)體-正常金屬-超導(dǎo)體(SNS)結(jié)中吸收高頻微波光子引起的失衡動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。為了表征這種狀態(tài),研究人員率先開發(fā)了諧波分辨ac-Josephson光譜技術(shù),以獲取微波輻射下電流-相位關(guān)系的諧波含量。
通過這種不需要專門的片上電路的方法,他們可以看到,在照明條件下,尤其是在高頻時(shí),當(dāng)跨感應(yīng)微隙的無彈性躍遷受到支持時(shí),電流-相位關(guān)系會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的非諧性。這種新穎的機(jī)制遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了標(biāo)準(zhǔn)的Eliashberg理論,并且由于非絕熱躍遷引起的載有超電流的Andreev譜的修改而被人們理解。
這些發(fā)現(xiàn)揭示了輻照介觀超導(dǎo)體所涉及的復(fù)雜機(jī)制,并在基于Andreev的量子計(jì)算前景中具有重要意義。
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