Nonlinear nanoelectromechanics of a movable Cooper-pair box

Анотація

Теоретично досліджено динаміку рухомого бокса купе-рівських пар, зв’язаного зі стовпчиком із нормального металу, у межах напівкласичного підходу. Проаналізовано динамічну стійкість, зумовлену нелінійним наноелектромеханічним зв’язком між механічним рухом і непружним андреївським тунелюванням, за допомогою аналізу лінійної стійкості та біфуркаційного аналізу. Залежно від параметра η, визначеного як відношення електростатичної енергії до енергії джозефсонівського зв’язку, система демонструє відновлювану стійкість. За малих η нерухома точка втрачає стійкість через надкритичну біфуркацію Хопфа, що призводить до виникнення автоколивань коливань. За подальшого збільшення η виникає друга критична точка, у якій нерухома точка знову набуває стійкості. Показано, що цей другий перехід відповідає оберненій підкритичній біфуркації Хопфа в адіабатичному режимі та оберненій надкритичній біфуркації Хопфа в неадіабатичному режимі. Отримані результати розширюють попередні дослідження адіабатичних автоколивань на неадіабатичний режим і виявляють складну нелінійну динамічну фазову діаграму, що виникає внаслідок взаємодії електронних і механічних ступенів вільності у надпровідних пристроях.