Ступеньки Шапиро при скольжении волн зарядовой плотности: осцилляции, смешение частот, особенности в больших электрических полях

Представлен обзор недавних результатов в области синхронизации скольжения волн зарядовой плотности с высокочастотным электрическим полем, которая проявляется в возникновении ступенек Шапиро на вольт-амперных характеристиках. Экспериментально исследованы осцилляции ширин ступенек Шапиро в зависимости от амплитуды высокочастотного поля и продемонстрирована периодичность осцилляций по перемещению волны зарядовой плотности за полупериод высокочастотного поля. Показано, что ширину ступенек Шапиро можно связать с положением точки возврата волны зарядовой плотности относительно периодического потенциала пиннинга. Показано, как предложенный подход позволяет получить вид вольт-амперной характеристики, измеренной при воздействии высокочастотного поля, а также описать ступеньки Шапиро при смешении частот на волне зарядовой плотности. Представлен оригинальный эксперимент, позволяющий определить амплитуду колебаний волны зарядовой плотности в периодическом потенциале пиннинга с использованием высокочастотного синхронного детектора. Сравнение результата с расчетом позволило обнаружить влияние периодического потенциала пиннинга на амплитуду колебаний в режиме синхронизации, когда действие периодического потенциала пиннинга не усредняется. Также рассмотрена синхронизация волны зарядовой плотности в больших электрических полях, когда ее скольжение можно охарактеризовать определенным значением подвижности. Продемонстрирована аналогия полученных соотношений с аналогичными соотношениями для джозефсоновского перехода и одноканального квантового провода.