调控多终端扩散约瑟夫森结中电流-相位关系的基本周期特性
传统的超导体/绝缘体/超导体(SIS)约瑟夫森结作为量子电路的核心元件——特别是其在超导量子比特中的关键作用——具有重要技术价值。这种器件由两个被隧道势垒隔开的超导体构成,其核心特征在于超流Is与相位差φ之间的关系。对于SIS结,电流相位关系呈现正弦函数特征且具有2π周期性。而在由弱连接或普通金属(N)作为中间层的其他类型约瑟夫森结中,电流相位关系虽仍保持2π周期性,但可能呈现非正弦特性。 该研究团队证明,采用四个超导电极的多端扩散型SNS约瑟夫森结能在两个电极间展示出独特的电流相位关系:该关系是2π与4π周期性分量叠加形成的函数,且其相对强度可通过另两个电极间的相位差进行调控。当该相位差取特定值时,电流相位关系会完全转变为2π或4π周期性。这种可调谐特性有望在定制超导量子电路哈密顿量方面获得应用。
