方形 Josephson 结阵列中的取向锁定与横向电压：模拟与实验

我们研究了方形 Josephson 结阵列传输特性随施加直流电流方向的依赖，包括实验和数值计算。我们对单个涡旋在阵列中的电压-电流曲线进行了在有限温度下的计算（$Ha^2/\Phi_0=f=1/L^2$），并对 $100\times1000$ 阵列在低磁场下（对应 $f\approx0.02$）进行了实验测量。我们发现，横向电压仅在方格子最大对称性方向消失：平行偏置的 [10] 和 [01] 方向，以及对角偏置的 [11] 方向。对于非对称方向的取向，发现横向电压随电流角度 $\phi$ 强烈依赖。我们发现涡旋在 [10] 方向（$\phi=0$）被锁定，这意味着电压响应对电流取向的小变化不敏感。我们称之为取向锁定现象。这导致在 $\phi=0$ 时存在有限横向临界电流，而在 $\phi\neq0$ 时存在横向电压。另一方面，对于 [11] 方向的对角偏置，行为对 $\phi$ 的小变化高度不稳定，在几度内从零横向电压迅速变为大横向电压。这一现象与我们在准对角电流驱动的阵列中的测量结果良好一致。