量子材料约瑟夫森二极管中的无耗散非线性
介观与纳米尺度物理
2025-03-26 v1 量子物理
摘要
用于三波混频的无耗散非线性是许多超导量子器件（如放大器和玻色子量子比特）的关键组成部分。迄今为止，此类三阶非线性主要通过级联约瑟夫森隧穿结电路实现。本工作中，我们从理论上提出了一种替代方法，利用栅极可调且本征对称性破缺的量子材料约瑟夫森结来实现三阶非线性。我们以两个例子（安德烈夫干涉仪和磁性约瑟夫森结）说明了该方法。我们的结果表明，两种装置在宽频率范围内均可实现无克尔三波混频，这是放大器应用极为理想的特性。此外，我们还发现该磁性结构成最小单结器件中三波混频的典型范例，无需任何外部偏置。我们希望本工作能指导在量子材料超导器件中寻找无耗散非线性，并启发利用微波技术表征量子材料中对称性破缺的新途径。
引用
@article{arxiv.2310.12198,
title = {Dissipationless Nonlinearity in Quantum Material Josephson Diodes},
author = {Constantin Schrade and Valla Fatemi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.12198},
year = {2025}
}