We study the energetics of a superconducting double dot, by measuring both the quantum capacitance of the device and the response of a nearby charge sensor. We observe different behaviour for odd and even charge states and describe this with a model based on the competition between the charging energy and the superconducting gap. We also find that, at finite temperatures, thermodynamic considerations have a significant effect on the charge stability diagram.

1.
G.
Zimmerli
,
T. M.
Eiles
,
R. L.
Kautz
, and
J. M.
Martinis
,
Appl. Phys. Lett.
61
,
237
239
(
1992
).
2.
R. J.
Schoelkopf
,
P.
Wahlgren
,
A. A.
Kozhevnikov
,
P.
Delsing
, and
D. E.
Prober
,
Science
280
,
1238
1242
(
1998
).
3.
C.
Barthel
,
M.
Kjærgaard
,
J.
Medford
,
M.
Stopa
,
C. M.
Marcus
,
M. P.
Hanson
, and
A. C.
Gossard
,
Phys. Rev. B
81
,
161308(R)
(
2010
).
4.
C.
Ciccarelli
,
L. P.
Zârbo
,
A. C.
Irvine
,
R. P.
Campion
,
B. L.
Gallagher
,
J.
Wunderlich
,
T.
Jungwirth
, and
A. J.
Ferguson
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
122411
(
2012
).
5.
Y.
Nakamura
,
Y. A.
Pashkin
, and
J. S.
Tsai
,
Nature
398
,
786
788
(
1999
).
6.
T.
Hayashi
,
T.
Fujisawa
,
H.
Cheong
,
Y.
Jeong
, and
Y.
Hirayama
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
226804
(
2003
).
7.
J. R.
Petta
,
A. C.
Johnson
,
J. M.
Taylor
,
E. A.
Laird
,
A.
Yacoby
,
M. D.
Lukin
,
C. M.
Marcus
,
M. P.
Hanson
, and
A. C.
Gossard
,
Science
309
,
2180
2184
(
2005
).
8.
W. G.
van der Wiel
,
S.
De Franceschi
,
J. M.
Elzerman
,
T.
Fujisawa
,
S.
Tarucha
, and
L. P.
Kouwenhoven
,
Rev. Mod. Phys.
75
,
1
33
(
2002
).
9.
M. T.
Tuominen
,
J. M.
Hergenrother
,
T. S.
Tighe
, and
M.
Tinkham
,
Phys. Rev. Lett.
69
,
1997
2000
(
1992
).
10.
P.
Lafarge
,
P.
Joyez
,
D.
Esteve
,
C.
Urbina
, and
M. H.
Devoret
,
Nature
365
,
422
424
(
1993
).
11.
P.
Lafarge
,
P.
Joyez
,
D.
Esteve
,
C.
Urbina
, and
M. H.
Devoret
,
Phys. Rev. Lett.
70
,
994
997
(
1993
).
12.
K. K.
Likharev
and
A. B.
Zorin
,
J. Low Temp. Phys.
59
,
347
382
(
1985
).
13.
T.
Duty
,
G.
Johansson
,
K.
Bladh
,
D.
Gunnarsson
,
C.
Wilson
, and
P.
Delsing
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
206807
(
2005
).
14.
M. A.
Sillanpää
,
T.
Lehtinen
,
A.
Paila
,
Y.
Makhlin
,
L.
Roschier
, and
P. J.
Hakonen
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
206806
(
2005
).
15.
K. D.
Petersson
,
C. G.
Smith
,
D.
Anderson
,
P.
Atkinson
,
G. A. C.
Jones
, and
D. A.
Ritchie
,
Nano Lett.
10
,
2789
2793
(
2010
).
16.
N. J.
Lambert
,
M.
Edwards
,
A. A.
Esmail
,
F. A.
Pollock
,
S. D.
Barrett
,
B. W.
Lovett
, and
A. J.
Ferguson
,
Phys. Rev. B
90
,
140503
(
2014
).
17.
G. J.
Dolan
,
Appl. Phys. Lett.
31
,
337
(
1977
).
18.
T.
Yamamoto
,
Y.
Nakamura
,
Y. A.
Pashkin
,
O.
Astafiev
, and
J. S.
Tsai
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
212509
(
2006
).
19.
N. A.
Court
,
A. J.
Ferguson
, and
R. G.
Clark
,
Supercond. Sci. Technol.
21
,
015013
(
2008
).
20.
J.
Aumentado
,
M.
Keller
,
J.
Martinis
, and
M.
Devoret
,
Phys. Rev. Lett.
92
,
066802
(
2004
).
21.
S. J.
MacLeod
,
S.
Kafanov
, and
J. P.
Pekola
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
052503
(
2009
).
22.
A. C.
Betz
,
R.
Wacquez
,
M.
Vinet
,
X.
Jehl
,
A. L.
Saraiva
,
M.
Sanquer
,
A. J.
Ferguson
, and
M. F.
Gonzalez-Zalba
,
Nano Lett.
15
,
4622
4627
(
2015
).
23.
M. A.
Sillanpää
,
L.
Roschier
, and
P. J.
Hakonen
,
Phys. Rev. Lett.
93
,
066805
(
2004
).
24.
M. A.
Sillanpää
,
L.
Roschier
, and
P. J.
Hakonen
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
092502
(
2005
).
25.
B.
Turek
,
K.
Lehnert
,
A.
Clerk
,
D.
Gunnarsson
,
K.
Bladh
,
P.
Delsing
, and
R.
Schoelkopf
,
Phys. Rev. B
71
,
193304
(
2005
).
26.
D.
Harbusch
,
D.
Taubert
,
H. P.
Tranitz
,
W.
Wegscheider
, and
S.
Ludwig
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
196801
(
2010
).
27.
L.
Hofstetter
,
S.
Csonka
,
J.
Nygård
, and
C.
Schönenberger
,
Nature
461
,
960
963
(
2009
).
28.
L. G.
Herrmann
,
F.
Portier
,
P.
Roche
,
A. L.
Yeyati
,
T.
Kontos
, and
C.
Strunk
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
026801
(
2010
).
29.
A.
Das
,
Y.
Ronen
,
M.
Heiblum
,
D.
Mahalu
,
A. V.
Kretinin
, and
H.
Shtrikman
,
Nat. Commun.
3
,
1165
(
2012
).
You do not currently have access to this content.