Feng Li · Taichi Sato · Masamitsu Tanaka · Akira Fujimaki · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.127

本文基于常规Nb薄膜技术，通过集成本征超导相电池与非对称直流超导量子干涉器件，实现了一种无需外加磁场或栅压的实用型无外场超导二极管。该设计利用片上相位偏置打破时间反演对称性，产生非互易超电流，关键参数由Nb薄膜能隙电压（约2.8 mV）及未分流Josephson结的子隙电阻决定。在4.2 K下，正向超电流达168 μA，二极管效率高达40%，综合性能优于此前同类器件。实验还制备并表征了超导全波整流电路，验证了其实际应用潜力。

解读: 该超导二极管技术展示了无源整流的新物理机制，但目前需4.2K低温运行，与阳光电源常温功率电子产品存在温度鸿沟。其非互易超电流原理可为ST储能变流器和SG逆变器的SiC二极管设计提供理论启发：通过材料微观结构的非对称性优化器件单向导电特性。该研究的相位偏置概念对功率模块中的寄生参数控制有借鉴意义，但超...