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. Hier untersuchen wir die ultimativen Grenzen der Miniaturisierung, indem wir atomgroße Pb-Pb Josephson-Kontakte in einem Rastertunnelmikroskop erzeugen. Unberührte Kontakte, die durch ein einzelnes Pb-Atom stabilisiert werden, zeigen hysteretisches Verhalten, was die hohe Qualität der Kontakte bestätigt, jedoch keine Asymmetrie zwischen den Bias-Richtungen aufweist. Nicht-reziproke Superströme entstehen, wenn ein einzelnes magnetisches Atom in den Kontakt eingefügt wird, wobei die bevorzugte Richtung von der Atomart abhängt. Unterstützt durch theoretische Modellierung verfolgen wir die Nicht-Reziprozität zu Quasiteilchenströmen, die durch elektronisch-loch-asymmetrische Yu-Shiba-Rusinov-Zustände innerhalb der supraleitenden Energielücke fließen, und identifizieren einen neuen Mechanismus für das Diodenverhalten in Josephson-Kontakten. Unsere Ergebnisse eröffnen neue Wege zur Schaffung von atomgroßen Josephson-Dioden und zur Feinabstimmung ihrer Eigenschaften durch die Manipulation einzelner Atome.
Trahms et al. (Wed,) haben diese Frage untersucht.
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