近日，中國科學院上海微系統與信息技術研究所研究員陳壘、王鎮帶領的研究團隊，在超導約瑟夫森結物理與電學表征基礎研究領域取得了重要進展。該團隊通過微納加工與測量表征技術相結合，實現了超導3D納米橋結電流相位關系的精確測量，并揭示了約瑟夫森橋結的電流相位關系隨著其幾何尺寸縮放的變化規律，為進一步研究超導約瑟夫森結的物理與應用提供了有效的實驗與分析表征方法。8月13日，相關研究成果以Geometric Scaling of the Current–Phase Relation of Niobium Nanobridge Junctions為題，發表在ACS Nano上。

　　超導約瑟夫森結是構成超導器件與電路的核心基礎單元，其電流相位關系（CPR）是決定器件性能的重要因素之一。長期以來，由于相位是一個不可測量的物理量，對于納米橋結的CPR缺乏準確的描述，限制了納米橋結在超導器件與電路的實際應用。為了實現超導約瑟夫森結CPR的精確測量與表征，研究團隊基于自主開發的超導3D納米橋結，設計并制備了用于測量CPR的超導約瑟夫森器件，實現了針對不同幾何參數的3D納米橋結CPR的精確測量，發現了橋結的CPR隨著結的幾何尺寸縮放的變化規律，并通過結合基于Ginzburg-Landau方程仿真結果的對比分析，獲取了其等效電學模型和關鍵電學參數，為探索約瑟夫森結的CPR及其應用奠定了重要的實驗與理論基礎。

　　研究工作得到中國科學院戰略性先導科技專項、中國科學院青年創新促進會優秀會員項目、國家自然科學基金等的支持。

　　論文鏈接 

納米橋結示意圖和CPR參數隨橋結幾何尺寸變化規律 

用于測量納米橋結CPR的超導器件 

納米橋結CPR測量和仿真結果