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不同器件结构中 Bi_2Sr_2CaCu_2O_y 本征约瑟夫森结宏观量子隧穿的比较研究

超导电性 2009-11-13 v2

摘要

我们研究了具有两种器件结构的 Bi2_2Sr2_2CaCu_2OO_y本征约瑟夫森结(IJJs)的宏观量子隧穿(MQT)。一种是仅包含两到三个IJJs的纳米级厚小台面结构,另一种是在窄桥结构上堆叠数百个IJJs。从零电压态发生首次切换的切换电流分布实验结果显示,与单约瑟夫森结的传统理论吻合良好,表明前一种器件结构从热激活到MQT机制的交叉温度与后一种器件结构一样高。结合在MQT机制下观察到的量化能级间多光子跃迁,这些结果强烈表明,观测到的MQT行为是高 本征约瑟夫森结 (IJJs) 的宏观量子隧穿 (MQT)。一种是仅包含两到三个 IJJs 的纳米级厚小台面结构,另一种是在窄桥结构上堆叠数百个 IJJs。从零电压态发生首次切换的切换电流分布实验结果显示,与单约瑟夫森结的传统理论吻合良好,表明前一种器件结构从热激活到 MQT 机制的交叉温度与后一种器件结构一样高。结合在 MQT 机制下观察到的量化能级间多光子跃迁,这些结果强烈表明,观测到的 MQT 行为是高T_c$铜氧化物中单个 IJJ 固有的,与器件结构无关。我们还比较了两种器件结构中从第一电阻态发生第二次切换的切换电流分布,并仔细将其与首次切换区分开来。尽管热传递环境存在差异,但两种器件的第二次切换事件均表现出相似的温度无关行为,且直至远高于首次切换交叉温度的高温仍保持该行为。我们认为这不能用首次切换后耗散电流引起的自热来解释。作为可能的候选解释,我们讨论了第二次切换的 MQT 过程以及准粒子注入导致的电子温度有效升高。

关键词

引用

@article{arxiv.0807.1194,
  title  = {Comparative study of macroscopic quantum tunneling in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y intrinsic Josephson junctions with different device structures},
  author = {K. Ota and K. Hamada and R. Takemura and M. Ohmaki and T. Machi and K. Tanabe and M. Suzuki and A. Maeda and H. Kitano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0807.1194},
  year   = {2009}
}

备注

10pages, 7figures, submitted to Phys. Rev. B