論文の概要: Circuit-level-configurable Zero-field Superconducting Diodes: A Universal Platform Beyond Intrinsic Symmetry Breaking
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.18330v1
- Date: Fri, 23 May 2025 19:38:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-27 16:58:42.344499
- Title: Circuit-level-configurable Zero-field Superconducting Diodes: A Universal Platform Beyond Intrinsic Symmetry Breaking
- Title（参考訳）: 回路レベルの構成可能なゼロ磁場超伝導ダイオード:内在対称性の破れを超えたユニバーサルプラットフォーム
- Authors: Xiaofan Shi, Ziwei Dou, Dong Pan, Guoan Li, Yupeng Li, Anqi Wang, Zhiyuan Zhang, Xingchen Guo, Xiao Deng, Bingbing Tong, Zhaozheng Lyu, Peiling Li, Fanming Qu, Guangtong Liu, Jianhua Zhao, Jiangping Hu, Li Lu, Jie Shen,
- Abstract要約: 超伝導ダイオード効果(SDE)は、超伝導エレクトロニクスの物理的基盤である。
ここでは、外部回路の抵抗から化学ポテンシャルのシフトによるフィールドフリーSDEを実証する。
このSDEは、無散逸回路におけるアプリケーションへの重要な課題に対処し、スケーラブルな超伝導エレクトロニクスのための堅牢なプラットフォームを確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.175720084847537
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Modern industry seeks next-generation microelectronics with ultra-low dissipation and noise beyond semiconducting systems, where the superconducting electronics offer promise. Its physical foundation is the superconducting diode effect (SDE) with nonreciprocal supercurrent. SDE has hitherto mainly relied on material-specific intrinsic symmetry breaking in superconductors, suffering from low yield, controllability, and compatibility with further functional extension - an undesirable aspect for applications. Here, we demonstrated a field-free SDE due to the chemical potential shift from external circuit line resistance, which is generic and challenges the previous interpretations of the intrinsic symmetry breaking in superconductivity for zero-field SDE. Moreover, this SDE is circuit-level configurable since it can be electrically switched on/off with its polarity and efficiency precisely modulated via gate voltage and circuit reconfiguration, facilitating functional extension. Such a generic, controllable and extensible SDE addresses critical challenges in dissipationless circuit towards application, and thus establishes a robust platform for scalable superconducting electronics.
- Abstract（参考訳）: 現代の産業は、超伝導エレクトロニクスが約束する半導体システムを超えて、超低損失とノイズを持つ次世代のマイクロエレクトロニクスを求めている。
その物理的基礎は超伝導ダイオード効果(SDE)と非相互超電流である。
SDEは主に超伝導体における材料固有の固有対称性の破れに依存しており、低収率、制御性、さらなる機能拡張との互換性に悩まされている。
ここでは、外部回路の抵抗から化学電位へのシフトによる磁場のないSDEを実証し、ゼロフィールドSDEの超伝導における内在対称性の破れの以前の解釈に挑戦する。
さらに、このSDEは、極性で電気的にオン/オフでき、ゲート電圧と回路再構成によって正確に変調され、機能拡張を容易にするため、回路レベルの設定が可能である。
このような汎用的で制御可能で拡張可能なSDEは、無散逸回路を応用するための重要な課題に対処し、スケーラブルな超伝導エレクトロニクスのための堅牢なプラットフォームを確立する。
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