双夏皮罗台阶与直流驱动布洛赫晶体管中的基本跨导
本文提出一种基于布洛赫晶体管(Bloch transistor)的超导电路。该量子器件由两个串联的小电容约瑟夫森结构成,中间夹有一个小岛。该器件由两个直流电源驱动,分别控制约瑟夫森振荡(频率为 $f_J = 2e\overline{V_J}/h$,与晶体管上的平均电压 $\overline{V_J}$ 相关)和布洛赫兹振荡(频率为 $f_B = \overline{I_B}/2e$,与注入晶体管岛的平均电流 $\overline{I_B}$ 相关)。由于布洛赫晶体管的特性,这两种振荡可相互锁相,即 $f_J = f_B$。这导致电流-电压曲线上在 $\overline{I}_B = 2ef_J$ 处形成电流台阶,类似于在频率 $f$ 的微波辐照下电流 $\overline{I}=2ef$ 处出现的对偶夏皮罗台阶。此外,跨导 $\overline{I_B}/\overline{V_J}$ 取基本值 $1/R_Q$,其中 $R_Q = h/4e^2$ 为电阻量子。所得结果为基于超导电路且无需施加强磁场的替代性电阻量子标准开辟了道路。

