超导电路的非线性：超越传统约瑟夫森结的高阶谐波行为

超导量子干涉器件（SQUID）的研究一直是量子电子学领域的基石。这些利用超导体量子力学特性的器件在从高灵敏度磁力计到量子计算中的量子比特开发等应用中都至关重要。SQUID 的一个关键方面是构成器件的约瑟夫森结的电流-相位关系（CPR）。传统上，CPR 主要由 sin(φ) 谐波主导，其中 φ 是两个引线之间超导序参数的相位差。然而，最近的进展表明存在更高阶的谐波，这可能显著影响量子电路的设计和功能。

在约瑟夫森结中，CPR 描述了通过结的超电流与相位差之间的关系。这一关系对于理解超导电路的行为至关重要。传统的 CPR 由 I=I_c sin(φ) 给出，其中 I_c 是临界电流。然而，由于各种因素，包括材料特性和结的几何形状，可能会出现偏离这种简单形式的情况。

石墨烯是一种具有卓越电子特性的二维材料，已成为创建新型约瑟夫森结的有前途的候选材料。当石墨烯被置于两个超导体之间时，由于其类狄拉克电子谱和高载流子迁移率，它可以表现出独特的超导特性。这导致了对基于石墨烯的 SQUID 的探索，其中 CPR 可以通过外部参数如栅极电压进行调节。

所讨论的实验涉及一个具有栅极可调约瑟夫森结的基于石墨烯的 SQUID。该器件通过将石墨烯片放置在六方氮化硼（hBN）基板上，然后用另一层 hBN 包裹来制造。超导接触使用铌或铝等材料制成。然后将整个结构图案化以形成 SQUID 环。