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北京大学物理学院廖志敏团队与合作者发现约瑟夫森二极管中量子整流效应
5 小时前
近日，北京大学廖志敏教授课题组与深圳国际量子研究院俞大鹏院士团队首次在约瑟夫森二极管中发现量子化射频整流效应，相关成果于2026年1月30日发表于《自然·纳米科技》。约瑟夫森结是研究宏观量子效应的关键平台，约瑟夫森二极管效应可在正、反向偏置下实现超导电流单向传输，但其交流特性研究尚存空白。实验中，研究团队利用笼目超导体CsV3Sb5构筑约瑟夫森二极管，发现其在零磁场下表现出非互易超导电流输运特性，且在无直流偏置条件下，仅通过微波辐照即可产生量子化直流电压，数值为hf/2e的整数倍，实现了量子化射频整流。该效应源于器件对正、反向电流响应的不对称性，使相位粒子在交流驱动下沿“倾斜的搓衣板势”单向累积滑移，从而将交流信号转化为量子化直流输出。这一发现不仅揭示了CsV3Sb5的本征约瑟夫森二极管效应，还为低温无线电源、自供电电压标准等提供了潜在平台，有望在非耗散超导电路、低温量子器件无线充电、高精度测量及电压标准等领域发挥重要作用。
