Senkpiel, Jacob and Dambach, Simon and Etzkorn, Markus and Drost, Robert and Padurariu, Ciprian and Kubala, Björn and Belzig, Wolfgang and Yeyati, Alfredo Levy and Cuevas, Juan Carlos and Ankerhold, Joachim and Ast, Christian R. and Kern, Klaus (2020) Single channel Josephson effect in a high transmission atomic contact. Communications Physics, 3 (1), p. 131. Springer Nature. doi: 10.1038/s42005-020-00397-z. ISSN 2399-3650.
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Official URL: http://dx.doi.org/10.1038/s42005-020-00397-z
Abstract
The Josephson effect in scanning tunneling microscopy (STM) is an excellent tool to probe the properties of a superconductor on a local scale. We use atomic manipulation in a low temperature STM to create mesoscopic single channel contacts and study the Josephson effect at arbitrary transmissions. We observe significant deviations from the Ambegaokar-Baratoff formula relating the critical current to the order parameter starting from transmissions of τ > 0.1. Using the full current-phase relation, we model the Josephson effect in the dynamical Coulomb blockade regime, where the charging energy of the junction capacitance cannot be neglected, and find excellent agreement with the experimental data. Projecting the current-phase relation onto the charge transfer operator shows that at high transmission, non-linear behaviour arises and multiple Cooper pair tunneling may occur. Our model includes these deviations, which become non-negligible in Josephson-STM, for example, when scanning across single adatoms.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/141429/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Single channel Josephson effect in a high transmission atomic contact | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 24 July 2020 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Communications Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1038/s42005-020-00397-z | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | p. 131 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | Springer Nature | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2399-3650 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | scanning tunneling microscopy superconductivity Josephson effect | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | other | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R - no assignment | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - no assignment | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Ulm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Quantum Technologies > Theoretical Quantum Physics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Kubala, Björn Heiko | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 18 Mar 2021 14:09 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 18 Mar 2021 14:09 |
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