Manipulación de pasos Shapiro fraccionales en uniones Josephson de cupratos retorcidos

Área de la Ciencia:

• Física de la Materia Condensada
• Superconductividad
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• Los superconductores de cuprato retorcidos ofrecen potencial para dispositivos superconductores de alta temperatura.
• La presencia de superconductividad topológica de alta temperatura en estos materiales es una cuestión sin resolver.

Objetivo del estudio:

• Investigar la ocurrencia y estabilidad de los pasos Shapiro semi-enteros en uniones Josephson de cupratos retorcidos.
• Explorar la relación entre estos pasos y la superconductividad topológica.
• Comprender la sintonizabilidad de la relación corriente-fase (CPR).

Principales métodos:

• Fabricación de uniones Josephson utilizando superconductores de cuprato retorcidos.
• Medición de pasos Shapiro en ángulos de torsión específicos (por ejemplo, 45°).
• Ciclaje térmico y aplicación de campos magnéticos o corrientes eléctricas para entrenamiento y recocido de muestras.

Principales resultados:

• Se observaron pasos Shapiro semi-enteros en un ángulo de torsión de 45° pero fueron inestables bajo ciclaje térmico.
• Se lograron pasos fraccionales, incluidos aquellos con denominadores impares, mediante entrenamiento de muestras y recocido con corriente, lo que indica una CPR tunable.
• Se indujeron pasos semi-enteros fuera del régimen esperado de superconductividad topológica, lo que sugiere un mecanismo relacionado con vórtices.

Conclusiones:

• La asociación directa de pasos Shapiro semi-enteros con la superconductividad topológica en cupratos retorcidos debe abordarse con cautela.
• Un mecanismo alternativo, que involucra potencialmente vórtices atrapados, puede explicar los fenómenos observados.
• El estudio abre vías para el desarrollo de uniones Josephson con CPRs sintonizables eléctricamente a altas temperaturas.