细超导通道中电阻态的动力学

我们从理论上研究了由外部电阻分流的窄超导通道中电阻态的动力学如何依赖于通道长度 $L$、外加电流 $j$ 以及表征电场在非平衡超导体中穿透深度的参数 $u$。我们表明，改变 $u$ 会显著影响超导通道的电流 - 电压特性行为及其序参量的动力学。此前已有研究表明，当 $u$ 小于不依赖于 $L$ 的临界值 $u_{c1}$ 时，相位滑移中心会在通道的不同位置同时出现；而当 $u>u_{c1}$ 时，这些中心会在同一位置依次产生。在本工作中，我们证明了 $u$ 存在另一个临界值。实际上，如果 $u$ 不超过某个依赖于 $L$ 的值 $u_{c2}$，电流 - 电压特性呈现阶梯状行为；然而，对于 $u>u_{c2}$，该特性变为迟滞的。在这种情况下，随着 $j$ 的增加，对应于沿通道序参量时间无关分布的稳态在切换电流值 $j_{sw}$ 处失去稳定性，通道内会出现序参量和电场的周期性时间振荡。当 $j$ 减小时，周期性动力学在特定的重捕获电流值 $j_r<j_{sw}$ 处停止。用电阻分流通道会增加 $j_r$ 的值，而 $j_{sw}$ 保持不变。因此，对于足够高的分流电导率，$j_r$ 和 $j_{sw}$ 最终重合，迟滞回线消失。我们揭示了涉及迟滞的动力学机制，并讨论了它们之间的分岔跃迁。