Блог

Aug 21, 2023

Эффект сверхпроводящего диода в устройстве на основе связанных джозефсоновских переходов

Статья от 23 августа 2023 г. Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, обеспечив при этом содержание

23 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Ингрид Фаделли, Phys.org

Так называемый эффект сверхпроводящего (SC) диода 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.

«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, проводивших исследование. .org.

«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 имеют симметрии 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 могут быть применены к разработке 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.

Больше информации: Садасигэ Мацуо и др., Диодный эффект Джозефсона, полученный в результате когерентной связи ближнего действия, Nature Physics (2023). DOI: 10.1038/s41567-023-02144-x