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Fabrication of Josephson junctions with nano-injectors and investigation of fractional flux quanta.

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。
批准号:
221478630
负责人:
Dr. Edward Goldobin
金额:
$0.0万
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
项目状态:
已结题
起止时间:
2012-12-31 至 2017-12-31

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
人工相位不连续允许创建携带磁通量的约瑟夫森涡旋,磁通量是单个通量量子的任意分数。我们和其他研究小组已经报道了几个关于这些分数约瑟夫森涡旋的实验。然而,人工相位不连续产生的涡旋尺寸相当大,并且迄今为止还不可能对涡旋分子或一维晶体等多涡旋系统进行研究。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。通过使用电子束光刻,我们将制造纳米注入器(理想情况下,两个宽度为100 nm的注入器之间的间隙为200 nm),并将约瑟夫森结宽度减小到300 nm。这将允许安全地将jc增加到几个kA/cm 2,以减小涡流尺寸μ 1/μ jc。利用新技术,我们将研究温度T ≥ 0.3时经典域中的多涡旋分子和一维涡旋晶体。. . 6 K.本项目的成功实施将把Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结技术推向纳米领域,也将有助于其他应用,例如,在量子域中(由于较高的jc和较小的结宽,经典到量子的交叉温度较高)。
英文摘要
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).
期刊论文(8)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
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: Physical Review B
影响因子: 3.7
作者: [E. Goldobin, D. Koelle, R. Kleiner]
通讯作者: R. Kleiner
DOI: 10.1103/physrevb.93.134514
发表时间: 2015-08
期刊: Physical Review B
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: Physical review. E
影响因子: --
作者: [E. Goldobin, R. Menditto, D. Koelle, R. Kleiner]
通讯作者: R. Kleiner
DOI: 10.1103/physrevb.90.184502
发表时间: 2012-08
期刊: Physical Review B
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
共 6 条
    Josephson nano-junctions fabricated with a focused He-ion beam
    • 批准号:
      424544156
    • 项目类别:
      Research Grants
    • 资助金额:
      $0.0万
    • 财政年份:
      2019
    • 负责人:
      Dr. Edward Goldobin
    • 依托单位:
    Semifluxons in ferromagnetic Josephson junctions
    • 批准号:
      163475902
    • 项目类别:
      Research Grants
    • 资助金额:
      $0.0万
    • 财政年份:
      2010
    • 负责人:
      Dr. Edward Goldobin
    • 依托单位:
    Untersuchung von Semifluxonen in langen Josephson 0-pi-Kontakten
    • 批准号:
      5414975
    • 项目类别:
      Research Grants
    • 资助金额:
      $0.0万
    • 财政年份:
      2003
    • 负责人:
      Dr. Edward Goldobin
    • 依托单位:
    Josephson tunable metamaterials for quantum devices
    • 批准号:
      445247942
    • 项目类别:
      Research Grants
    • 资助金额:
      $0.0万
    • 财政年份:
      --
    • 负责人:
      Dr. Edward Goldobin
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金
    L évy分布电流波动影响下Josephson结 的非平衡随机动力学研究
    • 批准号:
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      10.0万元
    • 批准年份:
      2025
    • 负责人:
      袁胜兰
    • 依托单位:
    双螺旋DNA分子Josephson异质结中Majorana零模的编织和操作
    • 批准号:
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      --
    • 批准年份:
      2024
    • 负责人:
    • 依托单位:
    非均匀铁磁/超导异质结中的反常自旋阀效应和Josephson效应研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      62万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      孟豪
    • 依托单位:
    基于高阶外尔半金属的Josephson效应的理论研究
    • 批准号:
      12104183
    • 项目类别:
      青年科学基金项目(C类)
    • 资助金额:
      30.0万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      张树峰
    • 依托单位: