Емісія контактів Джозефсона з гаусовм розподілом критичних струмів
Анотація
Розроблена модель, яка дозволяє отримувати спектри емісії систем з контактами Джозефсона з неоднорідним розподілом критичних струмів вздовж контактів. За допомогою цієї моделі вивчено електричні властивості систем, в яких контакти мають гаусів розподіл критичних струмів. Зокрема, досліджені вольт-амперні характеристики та потужність випромінювання від неоднорідних контактів, розміри яких менші за джозефсонівську глибину проникнення магнітного поля. Показано, що в таких контактах залежності потужності випромінювання від напруги (тобто, спектри емісії) мають максимуми при напругах, які відповідають сходинкам Фіске, в усьому діапазоні напруги, хоча на вольт-амперній характеристиці особливості (зародки
сходинок Фіске) слабо проявлені, і можуть бути виявлені тільки на похідних цих кривих. Порівняння отриманих результатів з подібними результатами, які були раніше розраховані для довгих контактів, дозволяє припустити, що досліджений механізм формування сходинок нульового поля є загальним, і що він діє як у довгих, так і в коротких контактах. Досліджено усереднену по реалізаціям висоту одного з максимумів потужності випромінювання при різних значеннях гаусівського стандартного відхилення критичних струмів. Знайдено квадратичну залежність цієї висоти від безрозмірного параметру, який
пропорціональний стандартному відхиленню. Цей результат узгоджується з теорією сходинок нульового поля. Розглянуто також електричні властивості та потужність емісії пачки з двох довгих контактів Джозефсона, які взаємодіяли один з одним та знаходилися у магнітному полі. Кожний контакт мав невеликий (порядку 10-3 %) гаусівський розподіл критичних струмів.
Знайдено, що при відсутності магнітного поля в системі є тільки нормальні моди електромагнітних коливань, (а саме, синфазна та протифазна моди). Сходинки нульового поля були сформовані при напругах розщепленої парної сходинки Фіске. Тільки нормальні моди спостерігаються в системі тоді, коли відношення магнітного поля до тієї величини поля, при якій критичний струм дорівнює нулю, перевищувало величину 0,6. Коли це відношення ставало меншим, було виявлено існування інших мод.
Ми вважаємо, що деякі нормальні моди могли бути зруйновані, тому що завдяки магнітному полю формувалися стоячі хвилі на сходинках Фіске, і деякі моди зчепилися зі стоячими хвилями.
Завантаження
Посилання
2. G. Kuwano et. al., Phys. Rev. Applied, 13, 014035 (2020). https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.014035
3. Kashiwagi et al., Materials 14, 1135 (2021). https://doi.org/10.3390/ma14051135
4. A. E. Koshelev, L. N. Bulaevskii. Phys. Rev. B77, 014530 (2008). DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.77.014530
5. Antonio Barone, Gianfranco Paternò. Physics and applications of the Josephson effect, John Wiley and sons, New York. (1982), 529 pp. DOI:10.1002/352760278X
6. I. O. Kulik. Zh. Eksp. Teor. Fiz. Pis. Red., 2, 134 (1965) [JETP Lett., 2, 84 (1965)].
7. C. Camerlingo, M. Russo, R. Vaglio, J. Appl. Phys., 53, 7609 (1982). https://doi.org/10.1063/1.330134
8. Alexander Grib, Paul Seidel and Masayoshi Tonouchi, Supercond. Sci. Technol., 30, 014004 (2017). https://doi.org/10.1088/0953-2048/30/1/014004
9. Alexander Grib and Paul Seidel, IEEE Trans. Appl. Supercond., 26, 1801004 (2016). doi: 10.1109/TASC.2016.2535148
10. Alexander Grib and Paul Seidel, IEEE Trans. Appl. Supercond., 27, 1800604 (2017). doi: 10.1109/TASC.2016.2636560.
11. A. Grib, S. Savich, R. Vovk, V. Shaternik, A. Shapovalov, P. Seidel, IEEE Trans. Appl. Supercond., 28, 1801106 (2018). doi: 10.1109/TASC.2018.2865468.
12. R. Kleiner and P. Müller, Phys. Rev. B 49, 1327 (1994). DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevB.49.1327
3.gif){kind=logo}
