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許多超導體系表現破缺的時間反演對稱性，這種反演對稱性表現超導二極管效應，這種超導二極管效應與半導體的p-n異質結二極管效應不同。超導二極管效應以低功耗電路作為基礎，并且通過Josephson二極管效應（JDE）能夠實現保護量子比特的能力。目前見諸報道的超導二極管效應和JDE效應通常只能夠在非常低的溫度（~4 K）才能夠實現，這嚴重的限制其應用場景。

有鑒于此，塔塔基礎研究學院Mandar M. Deshmukh、Sanat Ghosh等在Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ中構筑人工Josephson結，而且實現了高達77 K的JDE效應。

本文要點：

（1）

JDE對幅度以及對轉換電流分布情況表現不對稱變化現象，在角度為45°這種不對稱效應達到最大值。

（2）

我們研究發現這種不對稱效應能夠通過在垂直于材料結的方向施加一個較小的磁場方式，這種不對稱效應的產生是因為Josephson現象和Abrikosov渦流之間的相互作用。測試結果顯示在20 K的不對稱效應達到60 %。這項研究結果有助于在液氮溫度實現超導Josephson電路。

參考文獻

Ghosh, S., Patil, V., Basu, A. et al. High-temperature Josephson diode. Nat. Mater. (2024)

DOI: 10.1038/s41563-024-01804-4

https://www.nature.com/articles/s41563-024-01804-4