Att förstå hur mikrovågsabsorption förändrar transportegenskaperna hos diffusiva Josephson-korsningar ligger i spetsen för intresset i kvanttransportsamhället. Det är särskilt relevant för nuvarande ansträngningar att ta itu med strömfasrelationen i topologiska Josephson-korsningar, och mer allmänt, mikrovågstransporten i kvantanordningar.

Forskare från University of Paris-Saclay, universitetet i Regensburg (Tyskland) och universitetet i Jyväskylä; (Finland) har levererat ett kombinerat experimentellt och teoretiskt arbete som avslöjar kvanttransportens djupgående karaktär i starkt drivna diffusiva Josephson -korsningar. Resultaten publiceras i Physical Review Research i oktober.

Vid tillräckligt låga temperaturer, superledare kan inte absorbera mikrovågsstrålning av energi som är mindre än det superledande energigapet D. I Josephsons svaga länkar, där två supraledare (S) är svagt kopplade genom en lång diffusiv metalltråd (N), strålning kan absorberas i N eftersom det inducerade gapet i tillståndens täthet eller minigap är betydligt mindre än D.

Forskarna har studerat det dynamiska tillståndet utanför jämvikt som induceras av absorptionen av högfrekventa mikrovågsfotoner i en diffusiv supraledare-normal metall-supraledare (SNS)-övergång. För att karakterisera detta tillstånd, forskarna var pionjärer inom en harmoniskt upplöst ac-Josephson-spektroskopiteknik för att komma åt det harmoniska innehållet i strömfasrelationen under mikrovågsstrålning.

Med detta tillvägagångssätt, som inte kräver specialiserade kretsar på chip, de kunde se att en stark anharmonicitet i strömfasrelationen uppstår under belysning, särskilt vid hög frekvens när oelastiska övergångar över den inducerade minigapet gynnas. Denna nya regim går långt bortom den vanliga Eliashberg-teorin och förstås på grund av modifieringarna av det överströmsbärande Andreev-spektrumet som induceras av icke-adiabatiska övergångar.

Dessa fynd belyser de komplexa mekanismer som är involverade i bestrålade mesoskopiska supraledare och har viktiga konsekvenser för Andreev-baserade kvantberäkningsutsikter.