Ikke-adiabatisk dynamik af stærkt drevne diffusive Josephson-kryds

At forstå, hvordan mikrobølgeabsorption ændrer transportegenskaberne af diffusive Josephson-forbindelser, er på forkant med interessen i kvantetransportsamfundet. Det er især relevant for nuværende bestræbelser på at adressere den nuværende fase-relation i topologiske Josephson-kryds, og mere generelt, mikrobølgetransporten i kvanteapparater.

Forskere fra University of Paris-Saclay, universitetet i Regensburg (Tyskland) og universitetet i Jyvaskyla; (Finland) har leveret et kombineret eksperimentelt og teoretisk arbejde, der afslører den dybe natur af kvantetransport i stærkt drevne diffusive Josephson-kryds. Resultaterne offentliggøres i Physical Review Research i oktober.

Ved tilstrækkeligt lave temperaturer, superledere kan ikke absorbere mikrobølgestråling af energi mindre end det superledende energigab D. Hos Josephson svage led, hvor to superledere (S) er svagt koblet gennem en lang diffusiv metaltråd (N), stråling kan absorberes i N, fordi det inducerede hul i tætheden af ​​tilstande eller minigap er betydeligt mindre end D.

Forskerne har undersøgt den ude af ligevægt dynamiske tilstand induceret af absorptionen af ​​højfrekvente mikrobølgefotoner i diffusive superleder-normal metal-superleder (SNS) kryds. For at karakterisere denne tilstand, forskerne var pionerer med en harmonisk-opløst ac-Josephson-spektroskopi-teknik for at få adgang til det harmoniske indhold af strøm-fase-forholdet under mikrobølgestråling.

Med denne tilgang, som ikke kræver specialiserede on-chip-kredsløb, de kunne se, at en stærk anharmonicitet af strøm-fase-forholdet opstår under belysning, især ved høj frekvens, når uelastiske overgange over den inducerede minigap favoriseres. Dette nye regime går langt ud over standard Eliashberg-teorien og forstås på grund af modifikationerne af det superstrømsbærende Andreev-spektrum induceret af ikke-adiabatiske overgange.

Disse resultater kaster lys over de komplekse mekanismer, der er involveret i bestrålede mesoskopiske superledere og har vigtige implikationer i Andreev-baserede kvanteberegningsmuligheder.