Supercurrent and ac-Josephson effect in unconventional nanoscopic junctions
Project goals
Interest in superconducting transport in meso- and nanoscopic systems has significantly increased in recent years due to an intensive experimental progress. Experiments performed with unconventional Josephson junctions made mostly of carbon allotropes such as buckyballs, carbon nanotubes, or graphene flakes have revealed many new interesting physical phenomena. Although vast majority of the experimental results is qualitatively well understood theoretically, more detailed quantitative correspondence between the experiment and theory is typically missing. It is the main objective of this project to fill in the gap and provide more sound theoretical explanations of the available experimental data. This plan involves both the study of supercurrent as wellas the ac-quantities related to junctions with applied finite bias. We will address microscopically the current-phase relations of some archetypical models with interactions and/or disorder, the influence of superconducting phase dynamics on experimentally accessible quantities such as current-voltage characteristics or noise, and consequences of many-body interactions and/or dephasing on the ac-Josephson effect. The focus of the theory will be not only on the mean current but also on the current noiseand possibly on the higher-order cumulants, quantities of relevance in the upcoming experiments.
Keywords
quantumtransportJosephsonjunctionssubgapstructurecarbonnanotubesgraphene
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
International projects
Call for proposals
Mezinárodní projekty 5 (SGA02011GA1GC)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
P204-11-J042
Alternative language
Project name in Czech
Supraproud a střídavý Josephsonův jev v nekonvenčních nanoskopických spojích
Annotation in Czech
Zájem o supravodivý transport v meso- a nanoskopických systémech v posledních letech výrazně vzrostl díky významnému experimentálnímu pokroku v tomto směru. Experimenty prováděné na nekonvenčních spojích tvořených především alotropy uhlíku jako jsou fulereny, uhlíkové nanotrubičky nebo graphene odhalují mnohé nové fyzikálně zajímavé jevy. Ačkoliv valná většina experimentálních výsledků je kvalitativně teoreticky pochopena, podrobnější kvantitativní souhlas mezi experimentem a teorií typicky chybí. Protoje hlavním cílem tohoto projektu snaha o zaplnění této mezery mezi experimentem a teorií poskytnutím spolehlivějších teoretických vysvětlení existujících experimentálních dat. Tento plán zahrnuje jak studium supraproudu, tak i střídavých veličin vztažených ke spoji s přiloženým konečným elektrickým napětím. Budeme se zabývat mikroskopickým výpočtem relace proud-fáze pro některé archetypální modely s interakcemi anebo neuspořádaností, vlivem dynamiky supravodivé fáze na experimentálně získávané veličinyjako proud-napěťová charakteristika nebo šum a důsledky mnohočásticových interakcí anebo rozfázování na střídavý Josephsonův jev. Teorie nebude zaměřena výhradně na střední proud, ale také na proudový šum, případně i vyšší kumulanty, což jsou veličiny relevantní pro nadcházející experimenty.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
BM - Solid-state physics and magnetism
CEP - secondary branch
BE - Theoretical physics
CEP - another secondary branch
—
10301 - Atomic, molecular and chemical physics (physics of atoms and molecules including collision, interaction with radiation, magnetic resonances, Mössbauer effect)
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Results correspond to the planned aims partially ? ac Josephnson effect was not addressed, which was the main task of cooperation with partner. Partners cooperation instability influenced the activities negatively. Results were published in 5 papers, coinvestigator participated on one submitted and one accepted paper, German partner by one submitted paper. The funds were used according to rules.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2011
Realization period - end
Dec 31, 2013
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 12, 2013
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP14-GA0-GC-U/02:2
Data delivery date
Apr 8, 2016
Finance
Total approved costs
4,190 thou. CZK
Public financial support
4,190 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
4 190 CZK thou.
Public support
4 190 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
BM - Solid-state physics and magnetism
Solution period
01. 01. 2011 - 31. 12. 2013