(a) Micrographie électronique à balayage de la jonction mesurée supraconducteur(Nb)/métal normal (Ag)/supraconducteur(Nb) Josephson. (b) Croquis codé par couleur de la densité d'états dépendant de la phase d'énergie normalisée d'une longue jonction SNS diffusive. Les flèches verticales pleines (en pointillés) représentent les transitions inélastiques à probabilité élevée (faible). Les cercles gris (bleu) représentent les quasi-particules de type électron (trou). Crédit :Université de Jyväskylä/Pauli Virtanen
Comprendre comment l'absorption des micro-ondes modifie les propriétés de transport des jonctions Josephson diffusives est au premier plan des intérêts de la communauté du transport quantique. Il est particulièrement pertinent pour les efforts actuels visant à traiter la relation courant-phase dans les jonctions topologiques Josephson, et plus généralement, le transport des micro-ondes dans les dispositifs quantiques.
Chercheurs de l'Université Paris-Saclay, l'Université de Ratisbonne (Allemagne) et l'Université de Jyvaskyla; (Finlande) ont livré un travail expérimental et théorique combiné révélant la nature profonde du transport quantique dans les jonctions Josephson diffusives fortement entraînées. Les résultats sont publiés dans Examen physique de la recherche en octobre.
A des températures suffisamment basses, les supraconducteurs ne peuvent pas absorber le rayonnement micro-ondes d'énergie inférieure à la bande interdite supraconductrice D. Dans les liaisons faibles de Josephson, où deux supraconducteurs (S) sont faiblement couplés à travers un long fil métallique diffusif (N), le rayonnement peut être absorbé dans N parce que l'écart induit dans la densité d'états ou le minigap est considérablement plus petit que D.
Les chercheurs ont étudié l'état dynamique hors d'équilibre induit par l'absorption de photons hyperfréquences à haute fréquence dans la jonction supraconducteur diffusif-métal-supraconducteur normal (SNS). Pour caractériser cet état, les chercheurs ont mis au point une technique de spectroscopie ac-Josephson à résolution harmonique pour accéder au contenu harmonique de la relation courant-phase sous rayonnement micro-ondes.
Avec cette approche, qui ne nécessite pas de circuits spécialisés sur puce, ils ont pu voir qu'une forte anharmonicité de la relation courant-phase apparaît sous l'éclairage, en particulier à haute fréquence lorsque les transitions inélastiques à travers le minigap induit sont favorisées. Ce nouveau régime va bien au-delà de la théorie d'Eliashberg standard et est compris en raison des modifications du spectre d'Andreev porteur de supercourant induites par les transitions non adiabatiques.
Ces résultats mettent en lumière les mécanismes complexes impliqués dans les supraconducteurs mésoscopiques irradiés et ont des implications importantes dans les perspectives de l'informatique quantique basée sur Andreev.
