原子级厚度的二维 (2D) 过渡金属二硫属化物 (TMD) 超导体能够实现均匀、平坦和干净的范德华隧穿界面,这促使它们被集成到传统的超导电路中。然而,必须在 2D 材料和三维 (3D) 超导体之间建立完全超导接触,才能在这种电路中采用标准微波驱动和量子比特读出。我们提出了一种在 2D NbSe 2 和 3D 铝之间创建零电阻接触的方法,这种接触表现为约瑟夫森结 (JJ),与 3D-3D JJ 相比具有更大的有效面积。由 2D TMD 超导体形成的器件受到薄片本身的几何形状以及与块体 3D 超导引线的接触位置的强烈影响。我们通过金兹堡-朗道方程的数值解提出了 2D-3D 超导结构中超电流流动的模型,并与实验结果非常吻合。这些结果表明我们向新一代混合超导量子电路迈出了关键一步。
常规的超导电子[1]依赖于超导电线和不同类型的弱环节的超电流和准粒子电流转移的相结合。这些组合可以实现各种功能性IES,例如磁力测定法[2],电流或电压放大器[3],电压标准标准[4],以及基于电阻[5]的检测器或依赖于系统的非平衡状态的电感[6]。与他们的半导体库型相比,超导电子设备缺乏基本元素:非二极管设备,例如二极管或热电元素。不存在非股骨能力可以归因于超导状态的内在电子 - 孔对称性。然而,这种对称性可以使用磁和超导元件的组合[7,8],从原则上讲,它可以实现强大的非重生或功绩的热电图。这些现象可用于创建超导旋转隧道二极管[9],用于超导逻辑和低温记忆的构件,或诸如超导向器 - forromagnet热磁性检测器(Suptrops-Inctife in Astrackect in Astrocke in Astrops-Ickmicys)的新颖类型的检测类型,例如超过forromagnet theroeecnet theroelec-teric tric检测器[10] ],例如,在安全成像中使用了Terahertz-radadiation感测[12]。非常明显,在SFTED中,吸收的辐射直接生成所需的测量信号,而无需单独的偏置电流或电压。
使用栅极电压来控制流经纳米级超导收缩的超导电流,称为栅极控制的超电流(GCS),出于基本和技术原因引起了极大的兴趣。为了更深入地了解这种效果并基于IT开发超导技术,必须确定对GCS效应至关重要的材料和物理参数。自上而下的制造方案也应优化以提高设备可伸缩性,尽管研究表明自上而下的制造设备更具弹性,可以显示出GCS。在这里,我们研究了通过自上而下的纳米三生,该纳米三生物是由自上而下的制造工艺制成的,该工艺是从非中心对称超导体超导体niobium rhenium(niobium rhenium)(NBRE)变化的。与以前用自上而下的方法报告和制造的其他设备不同,我们的NBRE设备是从具有较小晶粒尺寸且在特定条件下蚀刻的NBRE薄膜制成的,系统地表现出GCS效应。这些观察结果为实现具有高扩展性的自上而下的GCS设备铺平了道路。我们的结果还意味着,纳米三酚的结构障碍和表面物理特性等物理参数又可以通过制造过程来修改,这对于GCS观察至关重要,因此也提供了对GCS效应基础物理的重要见解。
使用栅极电压来控制流经纳米级超导收缩的超导电流,称为栅极控制的超电流(GCS),出于基本和技术原因引起了极大的兴趣。为了更深入地了解这种效果并基于IT开发超导技术,必须确定对GCS效应至关重要的材料和物理参数。自上而下的制造方案也应优化以提高设备可伸缩性,尽管研究表明自上而下的制造设备更具弹性,可以显示出GCS。在这里,我们研究了通过自上而下的纳米三生,该纳米三生物是由自上而下的制造工艺制成的,该工艺是从非中心对称超导体超导体niobium rhenium(niobium rhenium)(NBRE)变化的。与以前用自上而下的方法报告和制造的其他设备不同,我们的NBRE设备是从具有较小晶粒尺寸且在特定条件下蚀刻的NBRE薄膜制成的,系统地表现出GCS效应。这些观察结果为实现具有高扩展性的自上而下的GCS设备铺平了道路。我们的结果还意味着,纳米三酚的结构障碍和表面物理特性等物理参数又可以通过制造过程来修改,这对于GCS观察至关重要,因此也提供了对GCS效应基础物理的重要见解。
超导体中的量子涡流从几十年来的实际观点和基本观点中都引起了人们的持续关注。强化研究已致力于表征超导体的大电流和高磁场应用的默认电流密度[1,2]和静置频率[3]的行为。涡流也引起了人们的注意,因为它被预测可容纳拓扑超振动器表面的主要构粒粒子[4,5],并且最近在基于铁的超导体中提出了它的存在[6-13]。还认为涡流参与了最近公认的非跨脑电图超导体的微观机制,该反应表现出非近代电动传输现象[14-19]和非近代关键电流或磁场[20,21]。已经开发了有关机制的广泛理论研究[22-29]。最近,发现源自涡旋运动的非偏射反应出现在准式,特别是terahertz,频率以肮脏的极限超级导体NBN NBN在超高电的注入下。在这里,超电流充当了反转和时间反向的象征破裂领域,从而产生了巨大的第二季型生成(SHG)[30]。在如此高的频率下,涡流的动力学被证明是由单个涡流核心的运动所主导的,无论涡旋 - 涡流相互作用如何。
超导性为新一代的电子设备提供了潜力,这些电子设备的特征是最小或零分解和快速响应时间[1]。在这一有希望的景观中,被称为“超导二极管效应”的超导系统中的非肾脏现象在最近引起了极大的关注[2-69],有关最近的评论,请参见参考文献。[70]。在这些系统中,两个方向上的关键电流不同,| i + c | ̸= | i -c | 。这种超导二极管的传统功能是二极管的效率,由η= |降低。 (i + c + i -c) /(i + c - i -c)| 。这标准量化了临界电流中的不对称性,这是二极管功能的关键方面。因此,最大化η是超导二极管潜在应用的重要方面。理想二极管(η=±1)的特征是仅在一个方向上支持超电流。到目前为止,已经探索了不同的方向以接近统一效率,包括应用小偏置电压后的多个dreev反射[55],并平行地连接了几个连接[19,64]和三个末端超导性设备(Triodes)[46]。最近,基于垂直于超流式传播的电场的应用,提出了一个理想二极管的提议[71]。
DNA 是一种复杂的多分辨率分子,其理论研究是一项挑战。其内在的多尺度性质需要化学和量子物理学来理解其结构,以及量子信息学来解释其作为完美量子计算机的运行。在这里,我们展示了 DNA 的理论结果,这些结果可以更好地描述其结构和在遗传信息的传输、编码和解码中的运行过程。芳香性可以通过关联电子和空穴对的振荡共振量子态来解释,这是由于量化的分子振动能量充当了引力。关联对在单带 𝜋 -分子轨道(𝜋 -MO)中的含氮碱基中形成超电流。MO 波函数(Φ)被假定为 n 个组成原子轨道的线性组合。腺嘌呤 (A) 和胸腺嘧啶 (T) 或鸟嘌呤 (G) 和胞嘧啶 (C) 之间的 32 中心氢键 33 的功能类似于理想的约瑟夫森结。正确描述了两个 34 超导体之间的约瑟夫森效应方法,以及含氮碱基的凝聚以获得形成量子比特的两个纠缠量子态。将复合系统的量子态与经典信息相结合,RNA 聚合酶传送四个贝尔 37 状态之一。DNA 是一台完美的量子计算机。38
DNA是一个复杂的多分辨率分子,其理论研究是一个挑战。其内在的24多尺寸性质需要化学和量子物理学才能了解结构和25个量子信息学,以将其操作解释为完美的量子计算机。在这里,我们提出了26个DNA的理论结果,可以更好地描述其结构及其在遗传信息的传输,编码和解码中的操作过程27。芳香性通过28个相关电子和孔对的振荡谐振量子状态来解释,这是由于量化的29个分子振动能充当吸引力的。相关对在单个带𝜋-分子轨道(𝜋 -MO)中的氮基碱基中形成30个超电流。Mo Wave 31函数(φ)被认为是N组成原子轨道的线性组合。腺嘌呤(a)和胸腺氨酸(T)或鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)之间的32个中央氢键像理想的约瑟夫森连接一样。正确描述了两个34个超导体之间约瑟夫森效应的方法,以及氮基碱的凝结到35,获得了形成量子的两个纠缠量子状态。将36个复合系统的量子状态与经典信息相结合,RNA聚合酶传递了四个钟形37个状态之一。DNA是一台完美的量子计算机。38
• Sessi 等人,拓扑手性半金属 PdGa 两种对映体中手性相关的准粒子干涉。自然通讯 11 ,3507 (2020) https://doi.org/10.1038/s41467-020-17261-x • Zhang 等人,拓扑超导异质结构中的竞争能级。纳米快报 21 ,2758-2765,(2021)。https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04648 • Chang 等人,SnTe/PbTe 单层横向异质结构中的涡旋取向铁电畴。先进材料,33 ,2102267 (2021)。 https://doi.org/10.1002/adma.202102267 • Küster 等人,将约瑟夫森超电流和 Shiba 态与非常规耦合到超导体的量子自旋关联起来。《自然通讯》12,1108 (2021)。https://doi.org/10.1038/s41467-021-21347-5 • Küster 等人,与超导凝聚态耦合的局部自旋之间的长距离和高度可调相互作用。《自然通讯》12,6722 (2021)。https://doi.org/10.1038/s41467-021-26802-x • Brinker 等人,原子制作的量子磁体的异常激发。《科学进展》8,eabi7291 (2022)。 DOI:10.1126/sciadv.abi7291 • Küster 等人,稀疏自旋链中的非马约拉纳模式接近超导体。美国国家科学院院刊 119,e2210589119 (2022)。https://doi.org/10.1073/pnas.2210589119 • Soldini 等人,二维 Shiba 晶格作为晶体拓扑超导的可能平台。自然物理学 19,1848–1854 (2023)。https://doi.org/10.1038/s41567-023-02104-5 • Wagner 等人,Designer-Supraleiter nehmen Form an。物理学家时代 (2024) https://doi.org/10.1002/piuz.202401701
引言。目前,人们对拓扑非平凡系统中的凝聚态物理学有着浓厚的兴趣。在过去的二十年里,人们做出了巨大的努力来寻找新型拓扑量子物质,如拓扑绝缘体[1,2]、拓扑半金属[3]或拓扑超导体[4]。拓扑相通常与两个能带相交的能带结构中的孤立奇点有关[5,6]。在拓扑超导体的情况下,零能量的Bogoliubov准粒子(称为Majorana零模式)可用于拓扑保护的量子计算[4]。此类系统中零能量模式的存在受到拓扑保护[7],最近已在超导三端结实验中得到证实[8]。实际上,超导弱链接中的安德烈夫束缚态 (ABS)(也称为约瑟夫森结)也被提议用于实现量子比特 [9,10]。如果将结嵌入射频超导量子干涉装置 (SQUID),则可以轻松调整 ABS,并且可以通过微波 [11 – 14]、隧穿 [15] 和超电流谱 [16] 进行实验访问和相干操控。最近,据预测,由传统超导体制成的多端约瑟夫森结 (MJJ) 将表现出四 [17 – 22] 和三 [23 – 27] 引线的非平凡拓扑。在这样的系统中,不需要奇异的拓扑材料,尽管多端拓扑纳米线也已被讨论过 [27]。在 MJJ 中,两个终端之间的量化跨导是整数值陈数的表现形式 [17,20,21,27]。或者,弗洛凯在周期驱动的约瑟夫森系统中陈述,其连通性比