Fabrication of Josephson junctions with nano-injectors and investigation of fractional flux quanta.
带有纳米注射器的约瑟夫森结的制造和分数通量量子的研究。
基本信息
- 批准号:221478630
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2013
- 资助国家:德国
- 起止时间:2012-12-31 至 2017-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Artificial phase discontinuities allow to create Josephson vortices carrying a magnetic flux, whichis an arbitrary fraction of a single flux quantum. Few experiments with these fractional Josephsonvortices were already reported by our and other groups. However, vortices created by artificialphase discontinuities are rather large in size and investigation of multi-vortex systems such asvortex molecules or 1D crystals was not possible up to now. A limiting factor is the width ofthe current injectors used to produce a phase discontinuity and the critical current density jc ofthe Josephson junction. By using e-beam lithography we are going to fabricate nano-injectors(ideally two injectors of the width ∼ 100 nm with a gap of ∼ 200 nm in between), and reduce theJosephson junction width down to ∼ 300 nm. This will allow to safely increase the jc to a fewkA/cm2 to decrease the vortex size ∝ 1/√jc. Using the new technology we will investigate multivortexmolecules and 1D vortex crystals in the clasical domain at temperatures T ∼ 0.3 . . . 6K.The successful implementation of this project will push forward the Nb/Al-AlOx/Nb Josephsonjunction technology into the nanometer domain and will also be useful for other applications, e.g.,in the quantum domain (higher classical-to-quantum crossover temperature due to higher jc andsmaller junction width).
人为的位相不连续允许产生携带磁通量的约瑟夫森涡旋,磁通量是单个磁通量的任意分数。我们和其他研究小组已经报道了很少有关于这些分数约瑟夫森涡旋的实验。然而,人工相不连续产生的涡旋尺寸较大,到目前为止,对涡旋分子或一维晶体等多涡旋系统的研究是不可能的。一个限制因素是用于产生相位不连续的电流注入器的宽度和约瑟夫森结的临界电流密度Jc。通过电子束光刻,我们将制造纳米注入器(理想情况下,两个注入器的宽度为∼100 nm,其间的间隙为∼200 nm),并将约瑟夫森结的宽度降至∼300 nm。这将允许安全地将JC增加到几瓦卡/厘米2,以减小涡流尺寸∝1/√JC。利用这项新技术,我们将在温度T∼为0.3的情况下研究经典区域中的多涡分子和一维涡旋晶体。。。这一项目的成功实施将推动Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结技术进入纳米领域,并将有助于其他应用,例如在量子领域(由于更高的Jc和更小的结宽度,更高的经典到量子交叉温度)。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tunable $\pm\varphi$, $\varphi_0$ and $\varphi_0\pm\varphi$ Josephson junction
可调 $pmvarphi$、$varphi_0$ 和 $varphi_0pmvarphi$ Josephson 结点
- DOI:10.1103/physrevb.91.214511
- 发表时间:2015
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:E. Goldobin;D. Koelle;R. Kleiner
- 通讯作者:R. Kleiner
Effective model for a short Josephson junction with a phase discontinuity
- DOI:10.1103/physrevb.93.134514
- 发表时间:2015-08
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:E. Goldobin;S. Mironov;A. Buzdin;R. Mints;D. Koelle;R. Kleiner
- 通讯作者:E. Goldobin;S. Mironov;A. Buzdin;R. Mints;D. Koelle;R. Kleiner
Model I-V curves and figures of merit of underdamped deterministic Josephson ratchets.
欠阻尼确定性约瑟夫森棘轮的 I-V 模型曲线和品质因数
- DOI:10.1103/physreve.94.032203
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:E. Goldobin;R. Menditto;D. Koelle;R. Kleiner
- 通讯作者:R. Kleiner
Josephson junctions with tunable current-phase relation
- DOI:10.1103/physrevb.90.184502
- 发表时间:2012-08
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:A. Lipman;R. Mints;R. Kleiner;D. Koelle;E. Goldobin
- 通讯作者:A. Lipman;R. Mints;R. Kleiner;D. Koelle;E. Goldobin
Fractional vortex in asymmetric 0-pi long Josephson junctions
非对称 0-pi 长约瑟夫森结中的分数涡旋
- DOI:10.1103/physrevb.87.224501
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:E. Goldobin;R. Kleiner;D. Koelle
- 通讯作者:D. Koelle
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Dr. Edward Goldobin其他文献
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545821-2020 - 财政年份:2021
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