量子科技中心_量科网

在这项研究中，该团队研究了由非对称Dayem桥构成的介观超导弱连接中的超流二极管效应（SDE）。这些平面金属收缩结构天然表现出类约瑟夫森行为，为研究桥宽与超导相干长度匹配区域内的非互易输运现象提供了基础平台。研究灵感源自特斯拉阀——一种通过几何不对称性引发流体干涉与湍流从而实现整流效应的经典流体器件。与之类似，研究人员证明了超导结构内的空间不对称性可因输运电流与屏蔽电流的极性依赖相互作用而产生整流效应。通过在收缩区与超导电极连接处引入可控几何缺陷，该工作诱导了电流拥挤并打破空间反演对称性，从而实现了方向性开关行为。实验结果表明，低磁场下存在由输运电流与屏蔽电流相互作用驱动的线性整流区域，而在增强磁场中则转变为超导电极内复杂的涡旋动力学为主导。时变金兹堡-朗道模拟不仅重现了实验观测的关键特征，还证实了屏蔽电流与阿布里科索夫涡旋重排的共同影响。多组几何构型的对比研究揭示了缺陷形状与空间限制对整流效率的决定性作用，当桥宽低于临界阈值时，拥挤诱导的超流二极管效应将显著减弱。该发现确立了介观Dayem桥作为设计与调控超导二极管功能的灵活平台。