C-X4 · 两个结围成一个环

SQUID：把磁通变成电压

磁通怎样改变超导电路的电压？ 磁通改变两个结之间的相位差，两个超电流随之相长或相消，环路能承受的零电压电流上限也跟着变。固定偏置一旦超过这个上限，就出现随磁通周期变化的电压。

让电流流过带两个弱连接的超导环。扫描磁通，看干涉怎样改变临界电流和电压响应。

临界电流 $\text{Loading}$

直流电压 $\text{Loading}$

施加磁通 $\text{Loading}$

电路状态 $\text{Loading}$

两个 Josephson 结采用正弦电流相位关系，忽略环路自感，允许两结临界电流不同。直流电压采用无噪声、过阻尼的等效结模型，不含电容、自场屏蔽、迟滞和反馈电路。单结平均临界电流为十微安，等效电阻为十欧姆。芯片、磁通标记与载流子运动为示意，不代表逐个电子的轨迹。

从实验中读出

观察后，再作比较

青色：模型扫描数据。琥珀色：当前设置。电流用微安、电压用微伏。

已采集磁通扫描

电压响应

先抓重点

I_c(\Phi)=2I_0\sqrt{\cos^2(\pi\Phi/\Phi_0)+d^2\sin^2(\pi\Phi/\Phi_0)}

电流尺度是单结平均临界电流。不对称度定义为两结临界电流之差除以它们之和。

\Phi_0=\frac{h}{2e}

磁通增加一个量子，相对相位就多转一整圈。

\overline V=R\,\operatorname{sgn}(I_b)\sqrt{\max(0,I_b^2-I_c^2)}

这是无噪声的直流近似，忽略结电容和环路自感。

容易误解磁通量子是一颗穿过环孔的小磁粒子。

正确理解它是决定相位周期的磁通单位。环里的标记只用来示意施加磁通。