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凝聚态物理 > 超导性

arXiv:2504.08691v1 (cond-mat)
[提交于 2025年4月11日 ]

标题: 双调和驱动可调约瑟夫森二极管

标题: Biharmonic-drive tunable Josephson diode

Authors:L. Borgongino, R. Seoane Souto, A. Paghi, G. Senesi, K. Skibinska, L. Sorba, F. Giazotto, E. Strambini
摘要: 超导二极管效应因其在低温电子学和计算中的潜在应用而引起了广泛关注,其特征是零电阻和无能量耗散。 这一现象已在各种超导平台中得到证明,但通常需要具有破缺空间对称性的非常规材料或外部磁场,这带来了可扩展性和集成性方面的挑战。 本文介绍了一种通过在传统约瑟夫森结中利用双谐波交流驱动信号来破坏时空对称性的方法,从而实现超导二极管效应。 我们通过天线实现了二极管极性和效率的无线调制。 我们的研究结果表明,该二极管的效率在广泛的频率范围内达到理想的$100\%$,并且具有高达 800 毫开尔文的温度鲁棒性以及高效的交流信号整流能力。 这种多功能且平台无关的超导二极管标志着未来超导数字电子器件(包括高效逻辑门、超快开关和动态半波超电流整流器)的一项有前景的组件。
摘要: The superconducting diode effect has garnered significant interest due to its prospective applications in cryogenic electronics and computing, characterized by zero resistance and no energy dissipation. This phenomenon has been demonstrated across various superconducting platforms, which typically necessitate unconventional materials with broken spatial symmetries or external magnetic fields, posing scalability and integration challenges. This work introduces an innovative method to realize the superconducting diode effect by disrupting spatio-temporal symmetries in a conventional Josephson junction utilizing a biharmonic AC drive signal. We achieve wireless modulation of the diode's polarity and efficiency with an antenna. Our findings indicate a diode efficiency reaching the ideal $100\%$ over a broad frequency range, with a temperature resilience up to 800 mK, and efficient AC signal rectification. This versatile and platform-independent superconducting diode signifies a promising component for advancing future superconducting digital electronics, including efficient logic gates, ultra-fast switches, and dynamic half-wave supercurrent rectifiers.
评论: 30页,11幅图
主题: 超导性 (cond-mat.supr-con) ; 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall)
引用方式: arXiv:2504.08691 [cond-mat.supr-con]
  (或者 arXiv:2504.08691v1 [cond-mat.supr-con] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2504.08691
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Laura Borgongino [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2025 年 4 月 11 日 16:57:39 UTC (13,817 KB)
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