Andreev bound states and supercurrent in disordered spin-orbit-coupled nanowire SNS-junctions
本文通过单通道散射形式推导了无序自旋轨道耦合纳米线SNS结中安德烈耶夫束缚态能量和电流-相位关系的一般表达式,并简化了多种极限情况,有助于实验解析自旋混合过程。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal supercurrent in mesoscopic multiterminal SNS Josephson junction in the low-temperature limit
当非平衡准粒子从约瑟夫森结的一个超导组中的正常金属电极注入时,在具有额外正常金属电极的介观平面SNS约瑟夫森结中观察到非局域超电流.我们声称,观察到的效果是由于超导逆流出现,以补偿准粒子流在SNS弱连接。我们已经测量了从准粒子注入器到SNS结在远低于超导转变温度的温度下的不同距离的SNS结响应。采用修正的Kadin、Smith和Skocpol方案,在平面几何条件下,计算了电荷不平衡弛豫长度。开发的模型可以详细描述的电荷不平衡和约瑟夫森效应在纳米级邻近系统的相互作用。
2014-03-17 cond-mat.supr-con
Inverse Spin Hall Effect in SNS Josephson Junctions
我们考虑SNS结中的直流超电流。自旋轨道耦合与塞曼场的结合可以在正常导体中诱导有效矢量势。因此,沿横向变化的面外自旋密度导致超导端子之间的纵向相位差。由此产生的平衡相相干超电流类似于正常导体中的非平衡逆自旋霍尔效应。我们显式计算的Rashba自旋轨道耦合在一个无序的二维电子气与非均匀垂直塞曼场的效果。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Mesoscopic SNS Transistor
在介观超导体-正常金属-超导体(SNS)异质结构中,准粒子分布可以被施加在正常金属两端的电压驱动远离平衡。这减少了超导电极之间的超电流,这创造了将这些SNS结用作快速开关和晶体管的可能性。我们在准经典理论的框架下描述了该系统,并与最近的实验结果很好地吻合。我们提出了进一步的实验测试,例如电流相位关系的电压依赖性,其中包括一个过渡到$π$结。
1998-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous quantum interference effects in graphene SNS junctions due to strain-induced gauge fields
研究了应变引起的规范场对石墨烯基约瑟夫森结中超导电流的影响。我们发现,在一个恒定的伪磁场${\bf B}_S$的存在下,起源于一个弧形的弹性形变,约瑟夫森电流单调增强。这与实磁场通过结引起的超导电流振荡行为(称为夫琅和费模式)形成对比。由于时间反演对称性,应变诱导的规范场在两个谷处具有相反的方向,因此不存在振荡超电流。随后,由于${\bf B}_S$,在由来自不同谷的电子和空穴组成的束缚态所携带的电流中没有净Aharonov-Bohm效应。另一方面,当磁场和赝磁场同时存在时,我们发现Fraunhofer振荡随实磁场通量的变化而变化,我们发现Fraunhofer图案,特别是其周期,随应变诱导的规范场以及结的几何纵横比的变化而略有变化。有趣的是,两种规范场的组合在局部电流密度分布中产生了两个特殊的指纹:(i)约瑟夫森电流密度的强局部化,具有更强的最大振幅;(ii)膨胀涡核的出现-约瑟夫森电流几乎减少的有限区域-其大小随着${\bf B}_S$的增加而增加。这些发现揭示了石墨烯SNS结中应变诱导的规范场的意想不到的干涉特征,并为伪磁场的灵敏探测提供了独特的工具。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Minigap, Parity Effect and Persistent Currents in SNS Nanorings
我们已经评估了一个邻近诱导的minigap的态密度(DOS)的SNS结和SNS纳米环在任意浓度的非磁性杂质。我们已经证明,各向同性的能量minigap在电子光谱打开已经在任意弱的无序,而角度分辨DOS在较高的能量可以保持强烈的各向异性。可以通过使超电流通过SNS结或通过向SNS环施加磁通量$Φ$来调谐小间隙值$ε_g$。在弱无序下发现了$ε_g$对$Φ$的非单调依赖性。我们还研究了孤立的SNS纳米环中的持续电流。对于奇数个电子在环中,我们发现了一个非平凡的电流相位(电流通量)的关系-在相对较高的无序-可能会导致一个$π$结态和自发电流的基态的系统。
2006-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev states, supercurrents and interface effects in clean SN multilayers
我们提出的结果的局部状态密度在S和N层的SN多层,和超导,基于格林函数形式主义,作为以前的计算NS,SNS和SNSNS系统的扩展。间隙函数是自洽确定的。我们的系统被选择为具有有限的横向宽度。我们专注于现象发生在所谓的临界横向宽度,在一个新的横向模式开始作出贡献。看来,对于任意宽度的Andreev近似(AA),它只考虑在SN界面的Andreev反射,工作得很好。我们表明,在一个临界宽度的AA打破。需要一个精确的处理,它也考虑普通的反射。此外,我们还研究了界面势垒对S层间耦合的影响。
2002-11-26 cond-mat.supr-con
Comment on "Ballistic SNS sandwich as a Josephson junction"
本文通过费米子能级图像重新解释长弹道SNS约瑟夫森结中的超流问题,并指出Sonin近期相关论文存在错误结果。
2023-07-22 cond-mat.supr-con
Supercurrent transferring through c-axis cuprate Josephson junctions with thick normal-metal-bridge
利用简单但精确可解的模型,研究了超导体-正常金属-超导体(正常金属厚度远大于其相干长度)c轴超导体-正常金属-超导体结中的超导电流传输.结果表明,作为正常金属的厚度的函数的超电流的下降速度比邻近效应预期的指数衰减慢得多。目前的结果可以解释在c轴铜氧化物SNS结中观察到的巨大邻近效应。
2008-08-07 cond-mat.supr-con
Josephson Current and Multiple Andreev Reflections in Graphene SNS Junctions
在超导体-石墨烯-超导体(SGS)约瑟夫森结中观察到约瑟夫森效应和超导邻近效应,其相干长度与超导引线之间的距离相当。通过比较测得的温度和掺杂的超导电流和邻近诱导的子间隙功能(多Andreev反射)的理论预测的依赖性,我们发现,与预期相反,弹道输运模型未能描述的SGS结。与此相反,扩散结模型产生密切的定量协议的结果。这一结论与正常状态下的输运测量结果一致,正常状态下的输运测量结果在石墨烯连接中产生比结长度短得多的平均自由程。我们表明,到目前为止,所有的设备上制造的SiO2基板(我们自己的以及其他团体的报告)属于扩散结类别。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex-state-mediated Josephson effect
约瑟夫森效应是一种宏观量子现象,即在没有外加电压的情况下,超电流流过约瑟夫森结。我们预测了一种新的涡旋态介导的SNS约瑟夫森结中的约瑟夫森效应。涡旋状态介导的超电流的增强或显着减少的幅度取决于结的长度,并表现出几个步骤的有效传播通道的数量在零温度下的电流相演变。在有限的温度下,这些超导步骤持续在短结限制,并发展成超导振荡,如果结长度变得可比的相干长度$ξ=\hbar v_F/Δ$的超导体,并在以后的情况下,可以观察到超导电流反转。这些发现可能会提供一个吸烟枪签名的涡旋束缚态在超导体和承诺可能的应用在未来的约瑟夫森器件。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strengthened proximity effect at grain boundaries to enhance inter-grain supercurrent in Ba1-xKxFe2As2 superconductors
铁基超导体由于其突出的高场特性而在大功率应用中具有巨大的潜力。提高铁基超导线材临界电流密度的核心问题之一是揭示晶界在超导电流传输中的作用和局限性。在这里,我们通过在宽范围内(0.25<x<0.598)掺杂Ba 1-xKxFe 2As 2超导体来微调晶界的电子性质。据发现,晶粒内Jcintra峰值接近x~0.287,而晶粒间Jcinter在x~0.458处具有最大值。值得注意的是,定义为Jcinter/Jcintra的晶界透明度参数随着掺杂单调上升。通过详细的微观分析,我们认为FeAs偏析相普遍存在于晶界和相邻晶粒之间,构成超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结,在超导电流传输中起着关键作用。基于邻近效应和SNS结的三明治模型,提出了很好地解释我们的数据。研究发现,超导晶粒中的过掺杂大大增强了邻近效应,从而增强了晶粒间的超电流。研究结果为利用晶界工程改善铁基超导体的应用参数提供了新的思路和启示。
2022-10-04 cond-mat.supr-con
Supercurrent-phase relationship of a Nb/InAs(2DES)/Nb Josephson junction in overlapping geometry
超导体/正常导体/超导体(SNS)约瑟夫森结具有高度透明的界面,预测显示出显着的偏离正弦超导相位关系(CPR)在低温下。我们使用改进的Rifkin-Deaver方法在1.3 K到9 K温度范围内实验研究了弹道Nb/InAs(2DES)/Nb结的CPR。从相位偏置结的电感获得CPR。交通测量是对调查的补充。在低温下,从传统的隧道结行为的CPR的实质性偏差已被观察到。给出了与实验数据吻合较好的理论模型。
2004-07-08 cond-mat.supr-con
Charge and Spin Effects in Mesoscopic Josephson Junctions
本文研究了低维超导弱链中的电荷和自旋效应。第一部分综述了超导体/Luttinger液体/超导体结中电子-电子相互作用的影响。这种介观混合系统的实验实现可以是单个的单壁碳纳米管,其桥接两个大块超导体之间的间隙。通过一个Luttinger液体在完美和不良传输结的限制直流约瑟夫森电流进行评估。讨论了SNS长结中的约瑟夫森效应与卡西米尔效应之间的关系。在论文的第二部分中,我们回顾了有关Zeeman和Rashba相互作用对二维电子气中制备的弹道S/QW/S结热力学性质影响的最新结果。结果表明,在磁控结中,存在产生共振库珀对跃迁的条件,这种跃迁导致隧道结中的巨超电流和多通道SNS结的巨磁响应。预测了在与超导体连接的一维量子线中,塞曼和Rashba相互作用的联合作用所引起的超导电流。
2004-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Admittance of a long diffusive SNS junction
正常金属/超导体混合结构的动力学性质是近年来实验和理论研究的热点。SNS环的相干导纳$% Y(ω)$作为相位差$ϕ_{0}$的函数的最近的实验研究仍然没有完全理解。在这里,我们集中在线性响应制度,计算$Y(ω)$通过求解Usadel方程,在电场中线性化。虽然部分再现以前已知的结果,我们发现定性不同的行为在无碰撞制度的$τ_{in}^{-1}\ll ω\lesssim E_{Th}$和高温$T\gg E_{Th}$和低温$T\lesssim E_{Th}$附近的小间隙关闭$ϕ_{0}\sim π$。我们发现,耗散部分$\mbox{Re}Y(ω)$峰值时,即使在高温下,当平衡的超电流被完全抑制时,小间隙关闭(在相位差为$π$)。
2014-12-09 cond-mat.supr-con
Coherent transport and nonlocality in mesoscopic SNS junctions: anomalous magnetic interference patterns
我们表明,在{ \em弹道}介观SNS结的临界电流与磁通量的依赖性(磁干涉图案),$I_c(Φ)$,周期的变化{ \em连续和非单调}从$Φ_0$ $2Φ_0$作为结的长宽比的增长,或温度下降。在{ \em扩散}介观结中,变化甚至更剧烈,其中$I_c(Φ)$的第一个零点出现在$3Φ_0$处。这种效应是超流密度和超流速度在系统正常部分的非局域关系的一种表现,具有正常金属相干长度的特征尺度$ξ_T = \hbar v_F/2πk_BT$(弹道极限)或$\tildeξ_T = \sqrt{\hbar D/2πk_BT}$(扩散极限),并且是由于结的侧边界附近的准粒子相空间的限制而产生的。它解释了Heida等人最近观察到的$2Φ_0$ -周期性(Phys. Rev. B { \bf 57},R5618(1998))。我们得到了明确的解析表达式的磁干涉图案的结具有任意的长宽比。实验提出直接观察的$Φ_0\to 2Φ_0$ -和$Φ_0\to 3Φ_0$ -的转变。
1998-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultra-low dissipation Josephson transistor
提出了一种基于超导微制冷器的超导-正常金属-超导(SNS)晶体管。所提出的4端器件由长SNS约瑟夫森结组成,其N区另外通过隧道势垒对称地连接到超导储层(I)。偏置SINIS线允许修改弱连接中的准粒子温度,从而控制约瑟夫森电流。我们表明,在适当的电压和温度制度,大的超电流增强可以实现相对于平衡,由于电子“冷却”所产生的控制电压。该结构固有的极低功耗使该器件适用于许多电子应用。
2003-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonance in the nonadiabatic quantum pumping of the time-dependent Josephson junction
本文研究了一维含时超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结的非绝热输运性质。考虑BCS超导体,用含时Bogoliubov-de Gennes方程处理。利用Floquet理论,我们计算了透射系数和Wigner-Smith延迟时间随入射能量的变化,发现当电子或空穴的Floquet波矢之一与超导能隙内的束缚准粒子态重合时,它们会出现共振。由于束缚准粒子能级的位移,两个超导体之间的相位差会导致共振的变化。通过SNS结流动的超电流被共振显著增强。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic SNS sandwich as a Josephson junction
本文发展了弹道SNS夹层的理论,其中存在约瑟夫森效应而不存在邻近效应。该理论考虑了电荷守恒定律的限制和超导能隙与Andreev能级能隙的不相容性。这导致了一些结论的修订以前的作品。在一维情况下,弹道SNS夹层的基态的约瑟夫森相位不一定为零,而是可以具有从0到$π$的任何值。如果该值为$π$,则这是一个$π$连接,这在以前是众所周知的。在温度的顺序或高于Andreev能级的能量间距,这是在以前的调查中预测的超导抑制,不发生在一维的情况下。在零温度下,任何维度的弹道SNS夹层都不是薄弱环节。这导致了不寻常的属性:没有约瑟夫森等离子体模式本地化在正常层和迈斯纳效应与相同的伦敦穿透深度在正常和超导层。
2021-09-08 cond-mat.supr-con
Magnetometry with low resistance proximity Josephson junction
我们描述了一种基于Nb-Cu-Nb SNS弱连接的超导量子干涉邻近晶体管(Nb-SQUIPT)。的Nb-SQUIPT和SNS设备制造同时在两个单独的光刻和沉积步骤,依赖于Ar离子清洗的Nb接触表面。Nb-Cu界面的质量的特征在于通过测量SNS结的温度依赖的平衡临界超电流。在Nb-SQUIPT器件中,我们观察到在偏置电压的子带隙区域中的最大磁通-电流传递函数值约为55 nA/Φ_0。这导致功率耗散抑制到几fW。该器件可以实现低耗散SQUIPT,与基于Al-Cu-Al SNS结和Al隧道探针(Al-SQUIPT)的传统器件相比,提高了两个数量级。
2017-10-04 cond-mat.supr-con
Proximity DC squids in the long junction limit
我们报告的设计和测量超导/正常/超导(SNS)接近直流鱿鱼在长结的限制,即超导回路中断的两个正常的金属线大约一微米长。由于金属之间的清洁界面,在低温下,大的超电流流过设备。直流鱿鱼状的几何形状导致通过磁通量对通过器件的临界电流进行几乎完全的周期性调制,其中通过SNS回路的通量量子的通量周期性为h/2 e。此外,我们研究了整个场的依赖性,特别是最大开关电流的低场和高场的依赖性。与著名的Fraunhoffer型振荡典型的短宽结相比,我们发现一个单调的高斯消光的临界电流在高场。如[15]所示,这种单调的相关性是长而窄的扩散结的典型特征。我们还发现在某些情况下,一个令人费解的再入低场。相反,临界电流的温度依赖性由邻近效应理论很好地描述,如Dubos { \it et al.} [16]在SNS电线上的长结限制。开关电流分布和滞后IV曲线也表明有趣的动态长SNS结的扩散时间跨结发挥了重要作用。
2007-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
InAs nanowire hot-electron Josephson transistor
在超导体(S)-正常金属(N)结处,配对相关性可以“泄漏”到N区域中。这种邻近效应[1,2]改变了系统的传输特性,并可能导致SNS结中的超电流[3]。最近的实验工作表明,半导体纳米线(NW)作为纳米级器件的构建块的潜力[4-7],也与超导元件[8-12]相结合。在这里,我们展示了一个InAs NW约瑟夫森晶体管,其中超电流是由热准粒子注入正常金属电极控制。工作原理是基于NW电子能量分布的修改[13-20],可以产生降低的耗散和高开关速度。我们将认为,利用异质结构半导体纳米线的这一原则开辟了一条道路,以主机的平衡混合纳米器件的概念[7,21]。
2010-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic spin-orbit interaction in diffusive normal wire Josephson weak links: supercurrent and density of states
我们研究的内在(Rashba或Dresselhaus)的自旋轨道相互作用在超导体-纳米线-超导体(SNS)的弱链接中的自旋分裂场的存在下,可以导致从一个内在的交换场或塞曼效应的应用领域的效果。我们数值求解了非线性Usadel方程组,分析了通过弱连接产生的超电流和线中心态密度的行为。我们指出如何存在的自旋-轨道相互作用引起的远程自旋三重态超电流,这仍然是有限的,即使在非常大的交换领域的限制。特别是,我们展示了如何旋转场导致一系列的0和$π$状态之间的转换作为交换场和自旋轨道场之间的角度的函数。同时,三重态配对导致态密度的零能量峰。我们继续通过求解线性化Usadel方程,显示对应的完整方程的解决方案和详细的远程超电流组件的出现。我们的研究是相关的超电流在半导体纳米线在几个通道的限制和存在的障碍正在进行的调查。
2015-12-08 cond-mat.supr-con
Fabrication and Characterization of PbIn-Au-PbIn Superconducting Junctions
本文报道了由PbIn超导体和Au金属制成的超导体-正常金属-超导体(SNS)弱连接的制备和电输运性质的测量结果。在T = 2.3K时,超电流最大值达到~ 6 μA,在T = 4.7K的高温下,超电流仍能持续存在。临界电流的磁场依赖性与使用窄结模型的理论拟合一致。利用两个PbIn-Au-PbIn结的并联结构制作了超导量子干涉器件。在垂直磁场下,我们清楚地观察到dV/dI的周期振荡,周期为量子磁通量穿过超导量子干涉器的超导回路。我们的制造方法将提供一个简单的方法来探索超导邻近效应没有超低温恒温器。
2016-11-21 cond-mat.supr-con
Multiple Andreev reflections in diffusive SNS structures
我们报告新的测量上的能隙能量结构起源于多个Andreev反射介观SNS结。在一个平面的几何形状与高透明度的Al超导接触沉积在高扩散和表面d-掺杂的n++-GaAs的结。对于具有正常GaAs区(有效区长度为0.3 μ m)的样品,在T= 237 mK时观察到最大超电流Ic= 3 mA的约瑟夫森效应。在直流偏置电压V=2D/ne(n= 1,2,4)下,子隙结构被观察为微分电阻中的一系列局部最小值,即仅偶数子隙位置。虽然在V=2D/e(n=1)处仅观察到一个凹陷,但是n=2和n=4的子间隙结构各自由差分电阻中的两个单独的凹陷组成。这两个凹陷的相互间距与温度无关,并且n=4个凹陷的相互间距是n=2个凹陷的间距的一半。当在干涉仪配置中施加磁场时,子间隙微分电阻最小值的电压偏置位置与振荡幅度的最大值重合,其中超导电极中的一个已被通量敏感开环取代。
1999-01-15 cond-mat.supr-con
The Critical Current Density of an SNS Josephson-Junction
在高磁场中通过超导体的临界电流密度(Jc)由材料的夹杂物和微结构控制,所述夹杂物和微结构保持磁通子静止以保持电阻为零,并且使用Ginzburg-Landau(G-L)理论来描述。虽然超导-正常-超导(SNS)约瑟夫森结(J-Js)的Jc的函数形式在低场极限下是已知的,包括结的局部性质,并且在许多系统中已经被实验证实,但是在高场下J-Js的Jc没有一般的解。标度律描述的功能形式(磁场,温度和应变的依赖性)的Jc多晶超导体在高场,但不包括当地的晶界属性。它们是通过考虑孤立的钉扎位点,在临界磁通无论是脱钉或自由磁通剪切过去钉扎磁通作为磁通线晶格的一部分。然而,可视化的解决方案的时间依赖金兹伯格-朗道(TDGL)方程的多晶材料表明,磁通穿过超导体沿晶界流动。在这里,我们推导出清洁和肮脏的限制分析方程的SNS J-Js在高领域,并验证它们使用计算解决方案TDGL理论。我们认为SNS J-Js是多晶材料中晶界的基本构建块,因为它们提供了通量流动通道。J-Js描述提供了一个数学框架,其中包括标度律的效用以及我们对超导流动障碍的微观理解,并有助于确定可以改善高磁场应用中使用的低温多晶超导体的晶界工程。
2013-11-24 cond-mat.supr-con
Josephson effect in ballistic graphene
我们在无杂质的超导体-正常超导体(SNS)结中求解Dirac-Bogoliubov-De-Gennes方程,以确定可以流过具有重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的最大超电流。结果由超导能隙和结的纵横比(长度L,相对于宽度W和超导相干长度小)确定。从零掺杂的狄拉克点出发,我们恢复了通常的弹道结果,其中费米波长取代了L。临界电流和正常状态电阻的乘积在接近狄拉克点时保持其普适值(直到数值前因子)。
2006-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local density of states in clean two-dimensional superconductor--normal metal--superconductor heterostructures
基于约瑟夫森结的最新研究进展(弱连接由低维非超导材料制成),本文系统地研究了二维纯金属(N)与两个s波超导体(S)耦合的局域态密度(LDOS).准确地说,我们采用准经典理论的超导性在清洁的限制,基于Eilenberger的方程,调查的相位相关的LDOS的函数的因素,如结的长度或宽度,有限的反射率,和一个弱的磁场。我们展示了在短结和长结中,能隙内出现的Andeeev束缚态的谱是如何形成相位相关的LDOS的。我们讨论的情况下,当一个缺口出现在LDOS和连续显示一个显着的相位依赖。磁通量的存在导致了复杂的干涉行为,这也反映在超导-相位关系中。我们的研究结果同意定性与最近的实验石墨烯SNS结。最后,我们展示了LDOS是如何连接到超导异质结中的超导电流,并给出了这两个基本量之间的解析关系。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Threshold Resistance in the DC Josephson Effect
我们发现,SIS约瑟夫森结有一个阈值电阻,在该阈值以上的约瑟夫森耦合和超导电流变得非常小,由于收缩的库珀对的大小在约瑟夫森隧道。因此,对于具有小库珀对尺寸的较高Tc超导体和具有较高电阻的绝缘势垒,阈值电阻较小。这种理解与低Tc超导体(如Sn、Pb和Nb)的SIS结中的观察结果一致。对于MgB2,它解释了为什么大间隙不像小间隙那样显示出超导电流。此外,这是一致的事实,即高Tc的铜氧化物显示约瑟夫森效应只为SNS型结,包括本征约瑟夫森效应。
2006-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Josephson Effect in a Coulomb-blockaded SINIS Junction
重新考虑了库仑阻塞纳米超导体-正常超导体隧道接触结构中的约瑟夫森电流问题。两个不同的贡献的相位偏置的超电流被确定,这是占主导地位的弱和强库仑相互作用的限制。得到了任意库仑强度下自由能的完整表达式,由该自由能导出的电流随相位偏置从0到π的变化介于弱库仑相互作用和强库仑相互作用的已知结果之间。在库仑强度的宽范围内的电流相位关系是基本上非正弦曲线和定性的半弹道SNS结的情况下不同。库仑相互作用导致出现的局部最小值的电流在一些中间值的相位差施加到结。
2005-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic interference patterns in long disordered Josephson junctions
研究了外磁场中的扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结.在长结的极限情况下,我们发现约瑟夫森电流对场和结长的依赖关系的形式取决于与磁场有关的结宽和结长之比。这两种长度尺度之间的某一临界比率将两种不同的状态分开。在窄结中,临界电流表现出作为结长或磁场的函数的纯衰减。在宽结中,临界电流表现出阻尼振荡作为相同的参数的函数。这种阻尼振荡行为不同于典型的短结或隧道结的夫琅和费模式。在宽的和长的结中,超导对关联和超导电流沿着结的边缘局部化。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrents in Josephson junctions with chiral molecular potentials
The Hebrew University of Jerusalem(耶路撒冷希伯来大学);Universitá degli Studi di Padova(帕多瓦大学);National Institute of Nuclear Physics (INFN), Padova Section(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Institute of Science and Technology Austria (ISTA)(奥地利科学与技术研究所)
研究手性分子势对超导约瑟夫森结中自旋超电流的影响,揭示手性依赖的自旋极化约瑟夫森电流及相敏检测分子手性的潜力。
2026-09-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Calorimetric readout of a superconducting proximity-effect thermometer
用邻近效应温度计测量了超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结中与温度有关的临界超导电流。通常,从超导到正常状态的转变通过监测结两端的电压的出现来检测。我们描述了一种新的方法来检测过渡的基础上的电阻状态的温度增加,由于焦耳加热。我们的方法提高了灵敏度,特别适用于低于约300 mK的温度。
2009-01-08 cond-mat.supr-con
Josephson current in ballistic heterostructures with spin-active interfaces
我们发展了具有弹道电极和自旋活性NS界面的混合SNS结构中直流约瑟夫森效应的一般微观理论。我们建立了Andreev能级谱和Josephson电流之间的直接关系,其中包含Andreev反射和自旋相关界面散射之间的非平凡相互作用的完整信息。该系统表现出丰富的结构的性质敏感的自旋相关的势垒传输,自旋混合角,界面的相对磁化方向和散射电子的运动相位。我们分析了电流相位关系,并确定了所考虑的系统中的π结状态的存在条件。我们还分析了超电流的共振增强栅电压驱动的纳米结。与非磁性情况相比,这种效应可以通过NS界面处的自旋相关散射来强烈地修改。
2009-01-30 cond-mat.supr-con
Tuning the the fundamental periodicity of the current-phase relation in multiterminal diffusive Josephson junctions
本文提出一种具有4个超导触点的多端扩散SNS约瑟夫森结,其电流-相位关系表现为2$π$和4$π$周期分量的叠加,且相对强度可由另外两触点间的相位差调控,为定制超导量子电路的哈密顿量提供了潜在应用。
2025-09-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Equilibrium Properties of Double-Screened-Dipole-Barrier SINIS Josephson Junctions
我们报告的DC约瑟夫森效应的自洽微观研究在$SINIS$结的屏蔽偶极子层在$SN$接口产生的双势垒多层$SIN$结构。我们的方法从一个简单的立方晶格上定义的微观哈密顿量,与一个有吸引力的哈伯德项占短的相干长度的超导秩序在半无限的铅,和空间扩展的电荷分布(屏蔽偶极子层)诱导的超导体$S$和干净的正常金属夹层$N$的费米能量的差异。通过采用温度格林函数技术,在一个连分数表示,这种空间不均匀的障碍的邻近效应,电流相位关系,临界超电流和正常状态结电阻的影响,研究了不同的正常夹层厚度和障碍高度。这些结果与高$T_c$晶界结相关,并且还揭示了可以导致明显弹道$SNS$结的低临界电流同时以弱得多的方式增加其正常状态电阻的机制之一。当$N$区域是掺杂半导体时,我们发现在穿过超导临界温度时,偶极层(由小的费米能级失配产生)发生了实质性的变化,这是邻近效应的一个新的特征,可能与最近在Nb/InAs双层膜中的拉曼研究有关。
2001-06-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con