Диодный эффект Джозефсона, полученный в результате когерентной связи ближнего действия
Сверхпроводящий (SC) диодный эффект представляет собой интересное невзаимное явление, возникающее, когда материал подвергается SC в одном направлении и резистивному в другом. Этот эффект был в центре внимания многочисленных физических исследований, поскольку его наблюдение и надежный контроль в различных материалах могут позволить в будущем разработать новые интегральные схемы. Исследователи из RIKEN и других институтов в Японии и США недавно наблюдали эффект SC-диода в недавно разработанном устройстве, состоящем из двух когерентно связанных джозефсоновских переходов. Их статья, опубликованная в журнале Nature Physics, может помочь в разработке многообещающих технологий, основанных на связанных джозефсоновских переходах.
Предоставлено: Мацуо и др.
«Мы экспериментально изучали нелокальный эффект Джозефсона, который представляет собой характерный транспорт SC в когерентно связанных джозефсоновских переходах (JJ), вдохновленный предыдущей теоретической статьей, опубликованной в NanoLetters», — рассказал Phys Садасигэ Мацуо, один из исследователей.
«Недавнее исследование, представленное в журнале Nature Physics, является продолжением нашей предыдущей работы о нелокальном эффекте Джозефсона . Поэтому мы использовали те же методы, что и в нашей предыдущей статье».
Недавняя работа Мацуо и его коллеги основывается на их предыдущих исследованиях, посвященных транспорту SC в когерентно связанных JJ. Для проведения экспериментов команда использовала устройство, состоящее из двух JJ, разделяющих один провод SC.
«Когда общее отведение SC узкое, два JJ согласованно связаны и взаимодействуют друг с другом», — объяснил Мацуо. «Встраивая один JJ в петлю SC и измеряя другой JJ, мы можем изучить транспортировку SC JJ, на которую влияют другие JJ, посредством когерентной связи».
Модулируя фазу связанных JJ в своем устройстве, Мацуо и его коллеги в конечном итоге смогли создать эффект SC-диода. Таким образом, их работа открыла многообещающую и надежную стратегию реализации этого эффекта в связанных устройствах на основе JJ, а также пролила дополнительный свет на физику, лежащую в основе эффекта в этих устройствах.
«Эффект SC-диода сам по себе важен, поскольку это явление будет применяться для бездиссипативного выпрямления в будущих схемах SC», — сказал Мацуо. «Кроме того, эффект SC-диода возникает, когда SC-устройства не обладают симметрией обращения времени и пространственной инверсии. Таким образом, наши результаты показывают, что фазовый контроль связанных JJ-переходов может нарушить такую симметрию. Это означает, что другие экзотические явления SC, ожидаемые с нарушенной симметрией может быть реализована в спаренных ДП».
В будущем эта недавняя статья может открыть новые возможности для области электроники. Например, использованные ими методы можно было бы применить для разработки новых высокопроизводительных сверхпроводящих электронных компонентов. В то же время работа Мацуо и его коллег может вдохновить другие исследовательские группы по всему миру на проведение аналогичных исследований с использованием связанных JJ.
«Теперь мы планируем искать экзотические явления SC, отличные от эффекта SC- диода, путем управления когерентной связью JJ», — добавил Мацуо.
