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具有非谐波电流-相位关系的分形约瑟夫森结分析

DOI：10.1007/s10948-018-4967-2 期刊：Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 本文对具有非谐电流-相位关系的分形约瑟夫森结进行了分析和数值研究。该系统根据外部直流电源和非谐参数的不同，存在两个、四个或无平衡点。我们对这些平衡点的稳定性进行了分析。在理想约瑟夫森结中引入非谐电流-相位关系会导致电流-电压特性的迟滞效应增强；而在具有谐波电流-相位关系的约瑟夫森结绝缘层中引入分形特性，则会使电流-电压特性的迟滞效应减弱。若在分形约瑟夫森结中引入非谐电流-相位关系，将导致电流-电压特性的迟滞效应增强。我们绘制了具有非谐电流-相位关系的分形约瑟夫森结在调制电流振幅与频率平面上的动力学行为图谱。通过适当选择外部电流源的调制参数，这种分形约瑟夫森结可呈现激发态模式、双稳振荡模式以及周期性与混沌行为。
作者： Sifeu Takougang Kingni，Gaetan Fautso Kuiate，Victor Kamdoum Tamba，Adjimon Vincent Monwanou，Jean Bio Chabi Orou
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研究概述 实验方案

研究目的

解析与数值分析具有非谐电流-相位关系的分形约瑟夫森结，研究其平衡点、稳定性、电流-电压特性中的滞后现象，以及可激发、双稳态、周期性和混沌模式等动态行为。

研究成果

具有非简谐电流-相位关系的分形约瑟夫森结展现出复杂的动力学行为，包括多个平衡点，其稳定性取决于外部电流和非简谐参数。非简谐电流-相位关系会增大理想结和分形结的磁滞效应，而分形特性则会减小简谐情况下的磁滞效应。在特定调制参数下，该系统可呈现激发态、双稳振荡、周期及混沌行为。动力学行为图有助于为期望工作状态选择控制参数，凸显了分形与非简谐效应在约瑟夫森结中的相互作用。

研究不足

该研究是理论性和计算性的，基于特定模型（线性电阻-电容并联结）并假设分形绝缘层特性及非谐波电流-相位关系。研究未涉及实验验证，因此未解决实际适用性及实际限制（如材料缺陷、温度效应）。分析仅限于所考虑的参数和范围，潜在优化方向可能包括扩展至更复杂模型或进行实验验证。

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