Джозефсоновский вихрь

В сверхпроводимости вихрь Джозефсона (в честь Брайана Джозефсона из Кембриджского университета) — это квантовый вихрь сверхтоков Эффект в джозефсоновском переходе (см. Джозефсона ). Сверхтоки циркулируют вокруг центра вихря, расположенного внутри джозефсоновского барьера, в отличие от вихрей Абрикосова в сверхпроводниках II рода , которые расположены в сверхпроводящем конденсате.

Абрикосовские вихри (по Алексею Абрикосову ) в сверхпроводниках характеризуются нормальными ядрами. ^{[ 1 ]} где сверхпроводящий конденсат разрушается в масштабе длины сверхпроводящей когерентности ξ (обычно 5-100 нм). Ядра джозефсоновских вихрей более сложны и зависят от физической природы барьера. сверхпроводник-нормальный металл-сверхпроводник (SNS) В джозефсоновских переходах существуют измеримые сверхпроводящие корреляции, индуцированные в N-барьере эффектом близости от двух соседних сверхпроводящих электродов. Подобно вихрям Абрикосова в сверхпроводниках, джозефсоновские вихри в джозефсоновских переходах СНС характеризуются остовами, в которых корреляции подавляются деструктивной квантовой интерференцией и восстанавливается нормальное состояние. ^{[ 2 ]} Однако в отличие от абрикосовских ядер, имеющих размер ~ ξ , размер джозефсоновских не определяется только микроскопическими параметрами. Скорее, это зависит от сверхтоков, циркулирующих в сверхпроводящих электродах, приложенного магнитного поля и т. Д. В сверхпроводник-изолятор-сверхпроводник (SIS) туннельных джозефсоновских переходах не ожидается, что сердечники будут иметь определенную спектральную характеристику; их не наблюдалось.

Обычно петли сверхтока джозефсоновского вихря создают магнитный поток, который в достаточно длинных джозефсоновских переходах равен Φ ₀ — одному кванту потока . Однако дробные вихри сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник могут также существовать в джозефсоновских переходах или в переходах, в которых присутствуют сверхпроводящие фазовые разрывы. Это было продемонстрировано Хильгенкампом и др. что джозефсоновские вихри в так называемых 0-π длинных джозефсоновских переходах также могут нести половину кванта потока и называются полуфлюксонами . ^{[ 3 ]} Показано, что при определенных условиях распространяющийся вихрь Джозефсона может инициировать другой вихрь Джозефсона. Этот эффект называется клонированием флюса (или клонированием флюксона). ^{[ 4 ]} Хотя появляется второй вихрь, это не нарушает сохранения единственного кванта потока.

См. также

Ссылки

^ Хесс, ХФ; Робинсон, РБ; Дайнс, RC; Валлес, Дж. М.; Ващак, СП (9 января 1989 г.). «Наблюдение на сканирующем туннельном микроскопе решетки потока Абрикосова и плотности состояний вблизи и внутри флюксоида». Письма о физических отзывах . 62 (2). Американское физическое общество (APS): 214–216. Бибкод : 1989PhRvL..62..214H . дои : 10.1103/physrevlett.62.214 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 10039952 .
^ Родичев, Дмитрий; Брун, Кристоф; Серрье-Гарсия, Лиз; Куэвас, Хуан Карлос; Бесса, Вагнер Энрике Лойола; и др. (23 февраля 2015 г.). «Прямое наблюдение джозефсоновских вихревых ядер» . Физика природы . 11 (4). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 332–337. Бибкод : 2015NatPh..11..332R . дои : 10.1038/nphys3240 . ISSN 1745-2473 .
^ Х. Хильгенкамп, Ариандо, Х.-Дж. Х. Смайлд, ДХА Бланк, Г. Рейндерс, Х. Рогалла, Дж. Р. Киртли и К. С. Цуэй (2003). «Упорядочение магнитных моментов и манипулирование ими в крупномасштабных сверхпроводящих массивах π-петлей» (PDF) . Природа . 422 (6927): 50–3. Бибкод : 2003Natur.422...50H . дои : 10.1038/nature01442 . ПМИД 12621428 . S2CID 4398135 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Д.Р. Гулевич; Ф.В. Кусмарцев (2006). «Клонирование потока в джозефсоновских линиях электропередачи». Физ. Преподобный Летт . 97 (1): 017004. Бибкод : 2006PhRvL..97a7004G . doi : 10.1103/PhysRevLett.97.017004 . ПМИД 16907400 .

[1] Хесс, ХФ; Робинсон, РБ; Дайнс, RC; Валлес, Дж. М.; Ващак, СП (9 января 1989 г.). «Наблюдение на сканирующем туннельном микроскопе решетки потока Абрикосова и плотности состояний вблизи и внутри флюксоида». Письма о физических отзывах . 62 (2). Американское физическое общество (APS): 214–216. Бибкод : 1989PhRvL..62..214H . дои : 10.1103/physrevlett.62.214 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 10039952 .

[2] Родичев, Дмитрий; Брун, Кристоф; Серрье-Гарсия, Лиз; Куэвас, Хуан Карлос; Бесса, Вагнер Энрике Лойола; и др. (23 февраля 2015 г.). «Прямое наблюдение джозефсоновских вихревых ядер» . Физика природы . 11 (4). ООО «Спрингер Сайенс энд Бизнес Медиа»: 332–337. Бибкод : 2015NatPh..11..332R . дои : 10.1038/nphys3240 . ISSN 1745-2473 .

[3] Х. Хильгенкамп, Ариандо, Х.-Дж. Х. Смайлд, ДХА Бланк, Г. Рейндерс, Х. Рогалла, Дж. Р. Киртли и К. С. Цуэй (2003). «Упорядочение магнитных моментов и манипулирование ими в крупномасштабных сверхпроводящих массивах π-петлей» (PDF) . Природа . 422 (6927): 50–3. Бибкод : 2003Natur.422...50H . дои : 10.1038/nature01442 . ПМИД 12621428 . S2CID 4398135 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[4] Д.Р. Гулевич; Ф.В. Кусмарцев (2006). «Клонирование потока в джозефсоновских линиях электропередачи». Физ. Преподобный Летт . 97 (1): 017004. Бибкод : 2006PhRvL..97a7004G . doi : 10.1103/PhysRevLett.97.017004 . ПМИД 16907400 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]