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Tailoring supercurrent confinement in graphene bilayer weak links

Kraft, Rainer 1; Mohrmann, Jens 1; Du, Renjun 1; Selvasundaram, Pranauv Balaji 1; Irfan, Muhammad; Kanilmaz, Umut Nefta 1,2; Wu, Fan 1; Beckmann, Detlef 1; Löhneysen, Hilbert von 1,3,4; Krupke, Ralph 1; Akhmerov, Anton; Gornyi, Igor 1,2; Danneau, Romain ORCID iD icon 1
1 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Theorie der Kondensierten Materie (TKM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Physikalisches Institut (PHI), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Festkörperphysik (IFP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The Josephson effect is one of the most studied macroscopic quantum phenomena in condensed matter physics and has been an essential part of the quantum technologies development over the last decades. It is already used in many applications such as magnetometry, metrology, quantum computing, detectors or electronic refrigeration. However, developing devices in which the induced superconductivity can be monitored, both spatially and in its magnitude, remains a serious challenge. In this work, we have used local gates to control confinement, amplitude and density profile of the supercurrent induced in one-dimensional nanoscale constrictions, defined in bilayer graphene-hexagonal boron nitride van der Waals heterostructures. The combination of resistance gate maps, out-of-equilibrium transport, magnetic interferometry measurements, analytical and numerical modelling enables us to explore highly tunable superconducting weak links. Our study opens the path way to design more complex superconducting circuits based on this principle, such as electronic interferometers or transition-edge sensors.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000082584
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1038/s41467-018-04153-4
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Zitationen: 17
Dimensions
Zitationen: 19
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Festkörperphysik (IFP)
Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für Theorie der Kondensierten Materie (TKM)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 12.2018
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2041-1723
urn:nbn:de:swb:90-825844
KITopen-ID: 1000082584
HGF-Programm 43.21.03 (POF III, LK 01) Carbon Nanosystems
Erschienen in Nature Communications
Verlag Nature Research
Band 9
Heft 1
Seiten Art. Nr. 1722
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 30.04.2018
Nachgewiesen in Web of Science
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