Proximity effect and interface transparency in Al/InAs-nanowire/Al diffusive junctions
研究了InAs纳米线(NW)结与Al超导接触的邻近效应,利用背栅电压$V_g$调节InAs中的载流子密度.在高正$V_g$下,器件具有扩散结的传输特征,具有高度透明的界面-相当大的过量电流、再入电阻效应和接近Al间隙($Δ_0$)的邻近间隙值($Δ_N$)。在减少$V_g$,我们观察到的接近间隙下降到$Δ_N\approxΔ_0/2$在NW电导$\sim2e^2/h$,这是解释在Al/InAs界面透明度的载流子密度依赖性减少方面。我们证明,$Δ_N$的实验行为是密切再现的模型与浅势垒在Al/InAs界面。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall
Diffusive model of current-in-plane-tunneling in double magnetic tunnel junctions
本文提出了一个描述双势垒磁性隧道结中扩散区电流面内隧穿输运的模型。我们的研究表明,具体的功能出现在双路口,介绍了两个典型的长度尺度。该模型可用于测量双势垒磁性隧道结的未图案化堆叠中的两个势垒的磁阻和电阻面积积。
2012-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Mesoscopic fluctuations of the supercurrent in diffusive Josephson junctions
研究了正常部分为相干扩散电子动力学的约瑟夫森结中超导电流的介观涨落和弱局域修正。两种类型的结被认为是:一个混乱的点耦合到超导体的隧道障碍和扩散结透明正常超导界面。计算了电流涨落的幅度和对平均电流的弱局域化修正随超导能隙与电子驻留能量之比、温度和结两端超导相位差的变化。从技术上讲,正常区域中空间非均匀邻近效应之上的波动由σ模型的复制版本描述。对于具有透明界面的扩散结的情况,临界电流的介观波动的幅度似乎比没有考虑邻近效应的先前理论的预测大近3倍。
2007-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hopping conduction in strongly insulating states of a diffusive bent quantum Hall junction
在整数填充因子的弯曲量子霍尔结的输运研究表明,在较高的领域强绝缘状态。在本文中,我们分析了作为温度T和直流偏置V的函数的强绝缘行为,为了分类的本地化机制负责的绝缘状态。温度依赖性表明,从激活的最近邻跳跃在较高的T到可变范围的跳跃传导在较低的T的交叉。的基础温度电场的依赖性是一致的一维可变范围跳跃传导。我们观察到几乎相同的行为在填充因子1和2,并讨论如何弯曲量子霍尔结电导似乎是独立的体自旋状态。比较了包含或忽略相互作用的一维变程跳跃的各种模型,它们都与无序耦合反向传播量子霍尔边的基本模型一致.
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Multiple Andreev reflections in diffusive SINIS and SIFIS junctions
本文研究了具有低透明界面的长扩散超导体(S)-正常金属(N)-超导体结中的多重Andreev反射。假设在弱连接强热化,我们计算的电流-电压依赖性$I(V)$。在中间温度下,$E_\mathrm{Th}\ll T\llΔ$,电流主要由非相干的多个Andreev反射,并获得解析。结果被推广到铁磁结。我们发现,交换场产生了一个非平凡的分裂的次谐波间隙结构。这种效应依赖于热化,并且在SFS结中消失,而薄弱环节中没有能量弛豫。
2022-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional array of diffusive SNS junctions with high-transparent interfaces
我们首次对二维阵列和单超导膜-普通导线-超导膜(SNS)结的性质进行了比较研究。我们的SNS结的NS界面是非常高的透明度,超导和正常的金属部件是由相同的材料(超导多晶PtSi膜)。我们发现二维阵列显示了一些新的特征:(i)与单个SNS结相比,零偏异常(ZBA)显著变窄;(ii)出现了亚谐波能隙结构(SGS),其最大能隙数n=16(eV= \pm 2Δ/n),但有些能隙数丢失;(iii)从二维对数弱局域化行为向金属态转变。我们的实验表明,由Andreev反射控制的相干现象不仅保持在宏观尺度上,而且还表现出新颖的显著效果。的ZBA和SGS在二维阵列的SNS结的行为强烈表明,一种新的理论方法的发展是必要的,这将自洽地考虑到电流的分布,电位,和超导序参量。
2000-08-28 cond-mat.mes-hall
Coherent low-energy charge transport in a diffusive S-N-S junction
研究了具有高透明Nb-Cu界面的扩散介观Nb-Cu-Nb约瑟夫森结的电流-电压特性。我们考虑低压和高温状态eV<ε_{c}< k_{B} T,其中epsilon_{c}是Thouless能量。在微波辐射下观察到的过剩电流和次谐波夏皮罗台阶表明发生了低能相干多重Andreev反射(MAR)。
2001-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting phases and the second Josephson harmonic in tunnel junctions between diffusive superconductors
我们考虑了通过绝缘隧道界面(I)的扩散超导体(S)之间的平面SIS型约瑟夫森结。我们构造了关于界面电导的完全自洽微扰理论。结果,我们找到了对第一次约瑟夫森谐波的修正,并计算了第二次约瑟夫森谐波。在任意温度下,我们修正了以前用解的简化形式得到的约瑟夫森隧道结中非正弦电流-相位关系的结果。我们的微扰理论还描述了序参量和反常格林函数的相位之间的差异。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic supercurrent fluctuations in diffusive magnetic Josephson junctions
我们研究了准一维约瑟夫森结中的超导电流,其中弱连接涉及磁性,通过磁性杂质或通过铁磁性。在弱连接长度大于{ \color{black}磁对断裂}长度的情况下,约瑟夫森效应由介观涨落主导。我们建立了超导相位依赖性$I(φ)$,以及其样品依赖性的属性在路口与透明的接触之间的引线和链接的统计。高透明度会产生逆邻近效应,而直接邻近效应则会被链路中的磁性所抑制。我们发现所有的谐波都存在于$I(φ)$中。每个谐波具有其自身的样本相关幅度和相移,不同谐波之间没有相关性。根据磁弱连接的类型,该系统可以在波动状态下实现$φ_0$或$φ$结。在温度、超导能隙和弱连接的无功能量之间的任意关系下,得到了完整的超导电流统计。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Transport in Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Diffusive Junctions: Interplay between Proximity Effect and Ferromagnetism
发展了扩散超导体/弱铁磁体/超导体(SFS)结的I-V特性理论。我们表明,交换场$h$的铁磁体表现为一个额外的电导峰在$eV \sim Δ+h$在相位相干制度,当无扰能量的超导序参量的顺序。过剩电流表现出对交换场的非单调依赖性和非平凡的温度行为,这强烈地受到交换场的温度依赖性的影响。
2006-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of diffusive ϕ0 Josephson junctions in the presence of spin-orbit coupling
基于准经典形式的SU(2)协变公式,提出了一个完整的微观理论,描述了在自旋分裂场h存在下,通过具有内禀自旋轨道耦合(SOC)的扩展超导体-正常金属-超导体(SNS)扩散结的Josephson电流.我们证明了,如果h和SOC诱导的SU(2)洛伦兹力都是有限的,那么结的基态对应于超导体电极之间有限的本征相位差0 <π 0 < 2π.在Rashba SOC的特定情况下,我们提出的解析和数值计算结果为100作为一个函数的自旋场的强度,结的长度,温度和SN接口的属性。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the electron-electron interaction in a diffusive gold wire using a controllable Josephson junction
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结的临界电流随正常区电子能量分布的变化。这是在一个4端设备中实现的,其中两个电子库之间的介观金线在其中心耦合到两个超导电极。通过改变导线的长度并在导线上施加电压,我们能够控制导线中心的电子分布函数,该中心形成SNS结的正常区域。所观察到的电压和温度的依赖性是在良好的协议与现有的理论扩散SNS结,除了低能量。然而,发现电子-电子相互作用时间$τ_0$ =10 ps,这比理论预期的快三个数量级。
1999-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Interference Patterns and Vortices in Diffusive SNS junctions
从理论上研究了在垂直磁场作用下扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结的电子性质和输运性质。当正常导线的宽度小于磁长H = \sqrt{Φ_0/H}时,临界电流的场依赖性从宽结中的夫琅和费模式过渡到单调衰减,其中H为磁场,Φ 0为磁通量子.我们证明了这种行为是磁涡旋结构出现在正常区域的直接后果,并预测这种结构是如何表现在局域态密度。
2007-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应,揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律,为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Energy dependent counting statistics in diffusive superconducting tunnel junctions
本文研究了扩散正常绝缘正常绝缘超导结中满电荷计数统计的能量依赖性。据发现,在一般情况下,通过相关的电子对转移的电流传输。只有在强非对称隧道势垒或能量远大于无势垒能量的情况下,电子对转移才是不相关的。第二个累积量,噪声,被发现强烈依赖于所施加的电压和温度。对于由隧道势垒到正常储层的结电阻,差分散粒噪声在无源能量的量级的电压处示出双峰特征,这是系综平均电子-空穴共振的特征。
2002-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Microwave-Assisted Supercurrent in Diffusive SNS Junctions
在温度远低于电极的临界温度时,在超导体-正常金属-超导体(SNS)结中观察到非常大的微波增强临界电流,三十多年来一直没有令人满意的理论解释。在这里,我们提出了一个理论的超导扩散SNS结微波辐射下的准经典格林函数形式主义的基础上。我们表明,临界电流的增强是由于电磁场诱导的正常导线中的准粒子的能量重新分配。该理论提供了在很宽的温度,频率和辐射功率范围内的预测,无论是临界电流和电流相位关系。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle entropy in superconductor/normal metal/superconductor proximity junctions in the diffusive limit
讨论了脏超导体-正常金属-超导体结的准粒子熵和热容。在短结的情况下,在超导银行中延伸的逆邻近效应在确定热力学量中起着至关重要的作用。在这种情况下,通常使用的近似可能违反超导和准粒子熵之间的热力学关系。我们提供了不同的几何参数的函数的分析和数值结果。热容量的定量估计可以与热电子器件或辐射传感器应用的设计相关。
2017-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic effects in the heat conductance of superconducting-normal-superconducting and normal-superconducting junctions
我们研究了混合超导结的热导。我们的分析涉及单通道结与任意传输以及扩散连接器,并显示超导间隙和相位的接触对热导的影响。如果结是扩散的,这些影响是完全淬火的平均,但是,我们发现,他们的影响仍然存在于弱本地化的修正和电导波动。虽然这些统计特性强烈偏离众所周知的类似物的电荷电导,我们证明,热导波动保持接近普遍的行为。我们发现了一个推广的Wiedemann-Franz定律,适用于具有相等禁带和零相位差的约瑟夫森结。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall
Pseudo-diffusive magnetotransport in graphene
研究了在任意掺杂和磁场作用下宽、短弹道石墨烯结的输运性质。对于任何电流累积量,在狄拉克点处都没有观察到对磁场的依赖性,就像在经典的扩散系统中一样,在正常石墨烯-正常和正常石墨烯-超导体结中。然而,这种伪扩散制度是非常脆弱的掺杂在有限领域。我们确定的交叉场抑制和一个正常的弹道输运制度中的磁场掺杂参数空间,并提供了一个物理解释的相图。值得注意的是,伪扩散运输恢复远离狄拉克点共振朗道水平在高磁场。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall
Energy dependence of current noise in superconducting/normal metal junctions
在扩散导体中经历Andreev反射的电子波的干涉决定了在无反射能量尺度上的电导的能量分布。类似的依赖性存在于电流噪声中,但其行为仅在少数限制情况下已知。我们考虑一个金属扩散线连接到超导水库通过一个接口,其特征在于由一个任意分布的通道超导性。在电流涨落的准经典理论中,我们给出了电流噪声与能量的关系的一般表达式。
2003-10-17 cond-mat.mes-hall
Generation of polarized spin-triplet Cooper pairings by magnetic barriers in superconducting junctions
本文研究含 Rashba 铁磁或非共线磁层的超导结,揭示磁区自旋翻转散射诱导等自旋三重态奇频 Cooper 配对,并在正常金属态密度中形成零能峰。
2023-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropy of zero-bias diffusive anomalies for different orientations of an external magnetic field
我们考虑了在经典磁场存在下,电子-电子相互作用对隧道结低偏压下非线性电流-电压特性(扩散异常)的影响。我们提出了一种新的现象,这表明在强各向异性的扩散异常的磁场的不同取向相对于隧道结的界面的理论。非线性微分隧穿电导具有普遍的磁场依赖性,因此只涉及垂直于界面的磁场分量。特别地,当磁场平行于界面时,I-V特性不依赖于磁场的值。
1997-04-23 cond-mat.mes-hall
Pseudo-diffusive conduction at the Dirac point of a normal-superconductor junction in graphene
已知连接两个正常金属触点的石墨烯弹道带(宽度W>>长度L)在电荷中性的狄拉克点处具有4 e ^{2}/pi h的最小电导率。我们计算如果两个接触中的一个变成超导体会发生什么。当在正常超导体(NS)界面处的Andreev反射增加远离狄拉克点的弹道电导时,我们发现最小电导率保持不变。这被解释为狄拉克点处伪扩散传导的表现。作为对弹道系统结果的推广,我们给出了石墨烯中任意无序正常超导结的电导GNS与两个接触都处于正常状态时电导值G N之间的关系。
2006-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density of states and supercurrent in diffusive SNS junctions: role of nonideal interfaces and spin-flip scattering
本文对扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结中的态密度和超导电流进行了理论研究。特别是,我们研究了这两个平衡性质的任意透明度的SN接口和自旋翻转散射的存在下,在正常的电线的影响。我们表明,存在于光谱中的扩散线的微型间隙是非常敏感的接口传输。更重要的是,我们表明,在任意的透明度的minigap取代的无源能源作为相关的能源规模的邻近效应,例如确定的临界电流的温度依赖性。我们还详细研究了如何抑制临界电流的自旋翻转散射,这可能是由于磁性杂质,或在某些情况下,外部磁场的影响。我们的分析基于准经典理论的扩散超导体可以是非常有价值的实验和理论之间的定量比较。
2007-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Width of the $0-π$ phase transition in diffusive magnetic Josephson junctions
本文研究了通过具有复杂结构的扩散磁结(F $_{c}$)连接的两个超导体(S)之间的约瑟夫森电流。利用量子线路理论,我们得到了F $_{c}$为IFI(insulator-ferromagnetic-insulator)双势垒结或IFNFI结构(其中N表示正常金属层)时0和$π$约瑟夫森耦合的相图。相比一个简单的SFS结构,我们发现,过渡的宽度,定义的间隔交换字段中的$0-π$过渡是可能的,增加了绝缘障碍的接口,也由额外的N层的存在。对称F $_{c}$结构的跃迁最宽。对称的SIFNFIS是探测温度诱导的$0-π$跃迁的最佳条件,其相对宽度是相应的简单SFS结构的5倍.
2008-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic transition in the shot noise of diffusive S/N/S junctions
实验研究了超导体/正常金属/超导体扩散结中的电流噪声,其长度介于超导相干长度xi_Delta和正常金属的相位相干长度L_Phi之间(xi_Delta < L < L_Phi)。我们测量了散粒噪声在一个大的范围内的能量覆盖的制度的相干和非相干的多个Andreev反射。这两个制度之间的过渡发生在无干扰的能量,在电流噪声密度的一个显着的最小值被观察到。以上的无干扰的能量,在制度的非相干的多个Andreev反射,噪声是强烈增强相比,一个正常的结,并与偏置电压线性增长。半经典理论准确地描述了实验结果,当考虑到电阻的电压依赖性,反映了邻近效应。在Thouless能量以下,散粒噪声随着电压的降低而发散,这可能表明多个电荷的相干转移。
2004-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonsinusoidal current-phase relations and the $0-π$ transition in diffusive ferromagnetic Josephson junctions
本文研究了两个超导体间扩散铁磁接触中界面透明性对约瑟夫森电流的影响。与完全透明和低透明度界面的情况相反,对于有限透明度,电流-相位关系被证明是非正弦的。它表明,即使是几乎完全透明的接口,由于弱界面障碍的小修正有助于一个小的二次谐波分量的电流相位关系。对于铁磁接触和交换场的一定厚度,这可以导致在结的0和$π$状态之间的交叉处的微小的最小超电流。我们的理论与最近在相变温度下观察到的有限超电流的实验结果符合得很好。我们进一步解释的可能性,观察到一个大的剩余超导如果接口有一个中间的透明度。
2006-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipative charge transport in diffusive superconducting double-barrier junctions
本文解决了相干多次Andreev反射(MAR)问题,计算了Josephson SINIS结的电流-电压特性(IVC),其中S是局域平衡超导库,I是隧道势垒,N是一条长度远小于相干长度的短扩散正常线,其电阻远小于隧道势垒的电阻。这种结中的电荷输运机制定性地取决于停留时间τ d内累积的电子和回射空穴之间的相对相移的特征值γ= Δτ d。在小的电子-空穴退相γ<< 1的极限下,我们的解恢复了扩展到MAR区域的短介观连接子的已知公式。在大失相时,IVC中的次谐波能隙结构与1/ γ成比例,因此其起到有效隧穿参数的作用。在此极限下,偶间隙次谐波被共振增强,并且IVC表现出具有负微分电阻的部分。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of interface transmissivity and inelastic scattering on the electronic entropy and specific heat of diffusive SNS Josephson junctions
从理论上研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结中的电子熵和比热。特别是,我们认为在实际实验中发生的非理想性的影响,如在NS接口,自旋翻转和非弹性散射在N区域和准粒子亚带隙状态的超导体中的势垒的存在。我们发现,自旋翻转和非弹性散射没有,典型的参数值,一个大的影响。相反,势垒的存在抑制了N区的超导关联,其结果是熵和比热最终降低到不透明界面不存在超导性时的熵和比热。最后,我们建议一个实验,并检查它是可能的,在现实条件下,测量电子比热的超导体之间的相位差的依赖关系。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron cooling in diffusive normal metal - superconductor tunnel junctions with a spin-valve ferromagnetic interlayer
本文研究了扩散SIF 1F 2 N隧道结中的热量和电荷输运,其中N(S)是正常(超导)电极,I是绝缘层,F1,2是两个具有任意磁化方向的铁磁体.这种结构中的电流在亚带隙偏压下的流动伴随着从普通金属到超导体的热传递,这使得普通金属中的电子能够制冷。结果表明,制冷效率取决于铁磁交换场h的强度和两层F层磁化强度之间的夹角α。正如预期的那样,对于比超导序参量Δ大得多的h值,邻近效应被抑制,并且相对于NIS结的制冷效率增加。然而,对于h \sim Δ,冷却功率(即,从正常金属储集器流出的热流)具有作为h的函数的非单调行为,在h \approx Δ处示出最小值。我们还确定了冷却功率与铁磁层的长度、偏置电压、温度、隧穿势垒的透射率和磁化失准角α的关系。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Josephson diode effect induced by higher-harmonic spin Josephson currents in a diffusive Josephson junction
National Institute of Technology (KOSEN), Fukui College(福井国立技术大学短期大学部)
该研究在带有Rashba金属层的扩散型约瑟夫森结中,通过推导高次谐波自旋约瑟夫森电流的解析表达式,揭示了无需外部磁场即可产生自旋约瑟夫森二极管效应的机制。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson transport in YBa${}_{2}$Cu${}_{3}$O${}_{7}$ weak links created by focused-helium-ion-beam irradiation: Analysis based on diffusive-SNS-junction model
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(日本产业技术综合研究所)
本研究针对聚焦氦离子束辐照制备的YBCO弱连接,基于扩散型SNS结模型分析其约瑟夫森输运,揭示临界电流等特性的剂量依赖机制,为相关结设计提供了扩散框架。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions as threshold detectors for full counting statistics
我们讨论了如何阈值检测器可以用于直接测量的电流波动的全计数统计(FCS),以及如何实现乔斯-弗森结在这方面。我们提出了一个计划,以表征从当前的逃逸率测量的依赖性的完整的计数统计。我们说明该计划与隧道,扩散和准球的介观导体的明确结果。
2004-10-05 cond-mat.mes-hall
Probing the topological band structure of diffusive multiterminal Josephson junction devices with conductance measurements
与两个超导体接触的干净的正常金属中的Andreev束缚态的能量以超导体之间的超导相的差$Δϕ$分散,其方式与一维晶体中的电子的能量以电子的晶体动量$k$分散的方式大致相同。具有$n$超导体的正常金属映射到$n-1$维晶体上,每个维度对应于特定一对超导体之间的相位差$ϕ_i$。作为相位差$\{Δϕ_i\}$的函数的所得到的能带结构已经被提出具有拓扑性质,具有由准粒子谱中的间隙闭合的区域分离的不同陈数表征的间隙区域。对于与多个超导体接触的扩散正常金属,也预测了具有$\{Δϕ_i\}$的准粒子谱的类似复杂演化。在这里,我们表明,这种系统的费米能量的态密度的变化可以直接探测相对简单的电导测量,允许快速表征的能谱。
2022-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-Dependent Electronic Specific Heat in Mesoscopic Josephson Junctions
研究了超导关联对扩散超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结中电子比热的影响。我们提出了一个描述这个系统的扩散极限格林函数理论的框架内,考虑到有限的温度,相位差以及结参数。我们发现邻近效应可能会导致比热与正常状态下的比热有很大的偏差,并且可以通过改变超导体之间的相位差在很大程度上调节比热的大小。一个测量设置,以确认这些预测也提出了建议。
2008-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin transfer torque and exchange coupling in Josephson junctions with ferromagnetic superconductor reservoirs
本文研究了扩散/弹道-三重态/单重态铁磁超导材料的约瑟夫森结的自旋转移矩和交换耦合,以及S $_{1}$ /F $_{1}$ /I $_1$ /N/I $_2$ /F $_2$(I为绝缘势垒)的扩散约瑟夫森结。利用Nazarov量子线路理论,发现对于扩散的FS $_1$ /N/FS $_2$结构,仅在垂直于F $_1$和F $_2$的交换场平面的方向上出现力矩,导致有利的交换耦合的反平行/平行或相反平行/反平行转变,这取决于所考虑的系统参数,包括隔离层厚度,超导相位差、铁磁体的长度和交换场。此外,过渡的宽度,相位差的间隔,其中可以发生层间长度诱导的反平行/平行的转变,进行了分析。例如,随着交换场或温度的增加,相位差的间隔变大。另一方面,研究了含三重态铁磁超导库的弹道约瑟夫森结,求解了16 $\times$ 16 Bogoliubov-de-Gennes方程。发现虽然FS的交换场位于z和y方向,但有趣的是STT存在于x,y和z的所有三个方向。这一令人兴奋的发现表明,关于最小交换耦合的有利平衡构型发生在不同于0或$π$的相对交换场方向上。据我们所知,这是第一次报告发生面内STT。此外,有趣的是,获得了具有两个振荡周期的面外STT的拍频行为的发生。
2019-07-13 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade of Tunneling between Disordered Conductors
我们确定了隧道结电导的零偏异常的方法统一的传统库仑阻塞理论的超小结与无序导体中的扩散异常。考虑了电极内电子-电子相互作用和电极间电子-空穴相互作用的非微扰效应。给出了一维和二维结的显式结果,并讨论了超小结的交叉。
2001-08-31 cond-mat.mes-hall
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
Secondary "Smile"-gap in the density of states of a diffusive Josephson junction for a wide range of contact types
超导邻近效应导致扩散或混沌腔约瑟夫森结中局域态密度的强烈改变,在费米能级附近呈现出与相位相关的能隙。所谓的无功能$E_{\mathrm{Th}}$阶数的最小间隙与极限$E_{\mathrm{Th}}\llΔ$中的扩散区中的逆停留时间有关,其中$Δ$是超导能隙。在一个大的超导能量$E_{\mathrm{Th}}\ggΔ$的相反极限中,一个小的新特征最近引起了人们的注意,即,另一个次级能隙的出现,与通常的超导能隙相比,它大约小两个数量级。它出现在超导能隙边缘$Δ$下方的混沌腔中,并在超导体之间的相位差达到一定值时消失。我们扩展以前的理论限于一个正常的腔连接到两个超导体通过弹道接触到更广泛的接触类型。我们表明,二次间隙的存在并不限于弹道接触,但这是一个更普遍的属性,这样的系统。此外,我们推导出一个标准,它直接关系到存在的次级间隙的存在下,小的传输特征值的接触。对于一般连续分布的传输本征值的接触,没有二次间隙存在,虽然我们观察到一个奇异的行为的状态密度在$Δ$。最后,我们提供了一个简单的一维散射模型,这是能够解释的特征“微笑”形状的二次间隙。
2014-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quartet currents in a biased three-terminal diffusive Josephson junction
本文用量子电路理论研究对称偏置三端扩散 Josephson 结中的四重态与 MAR 直流电流,揭示电压、透明度和退相干导致的符号变化,并给出低透明度不对称耦合下的微扰解析结果。
2023-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the current-phase relation of graphene Josephson junctions using microwave measurements
我们对嵌入微波电路中的石墨烯约瑟夫森结进行了广泛的分析。通过比较一个扩散结在15 mK的弹道在15 mK和1 K,我们能够重建的电流相位关系。
2020-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anderson-Higgs amplitude mode in Josephson junctions
本研究提出在两个单重态s波扩散超导体构成的隧道Josephson结中探测Anderson-Higgs振幅模,发现平衡能隙频率泵浦下隧穿电流增强,求解Keldysh-Usadel方程得到的特定偏压电流峰可作为该模的特征信号。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall
Nonsinusoidal current-phase relation in strongly ferromagnetic and moderately disordered SFS junctions
本文研究了由强铁磁体连接的两个超导体在杂质存在下的约瑟夫森电流。我们专注于一个政权的电子(和空穴)的运动是弹道的交换长度和扩散的规模上的弱连接长度。获得了二维和三维铁磁弱链的电流-相位关系。在干净的限制,温度诱导的0-跃迁的可能性被证明,而相应的临界电流与温度的依赖关系也进行了研究。
2008-07-16 cond-mat.mes-hall
Large energy dependence of current noise in superconducting/normal metal junctions
在扩散导体中经历Andreev反射的电子波的干涉决定了在无反射能量尺度上的电导的能量分布。类似的依赖性存在于电流噪声中,但其行为仅在少数限制情况下已知。我们考虑一个金属扩散线连接到超导水库通过一个接口,其特征在于由一个任意分布的通道超导性。在电流涨落的准经典理论中,我们给出了电流噪声与能量的关系的一般表达式。我们推导出封闭的解析表达式为大能量。
2004-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manifestation of the odd-frequency spin-triplet pairing state in diffusive ferromagnet / superconductor junctions
利用准经典格林函数方法,研究了奇频自旋三重态超导性对超导体上扩散铁磁体局域态密度的影响.考虑了超导体中符合泡利原理的各种可能的对称性:偶频自旋单重态偶宇称(ESE)态、偶频自旋三重态奇宇称(ETO)态、奇频自旋三重态偶宇称(OTE)态和奇频自旋单重态奇宇称(OSO)态。对于这些状态中的每一个,DF中的配对状态进行了研究。特别注意的是自旋单态s波和自旋三重态p波超导体的研究作为ESE和ETO超导体的例子。对于自旋单重态,随着交换场的增加,对振幅的OTE分量的大小增加。当OTE分量在低能量下占主导地位时,DF中的所得LDOS具有零能量峰值(ZEP)。另一方面,在DF /自旋三重态p波超导体结中,LDOS在没有交换场的情况下具有ZEP,其中仅存在OTE配对态。随着交换场的增加,DF中产生的对振幅的ESE分量增强。然后,所得到的LDOS具有ZEP分裂。我们证明了对振幅中占优势的OTE分量的出现是LDOS出现ZEP的物理原因。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot Noise in Disordered Junctions: Interaction Corrections
本文研究了扩散结中非平衡态的电流关联函数。我们计算电流和零频率的散粒噪声由于电子-电子相互作用的修正。与平衡情况相反(其中对电流和电流噪声的校正通过波动耗散定理(FDT)相关),这两个量表现不同:对电子电流的校正由温度和施加电压中的最大值决定,而对散粒噪声的校正总是由温度决定。PACS编号71.10.Ay,71.23.An,73.50.Td
2001-06-21 cond-mat.mes-hall
Overdamped quantum phase diffusion and charging effects in Josephson junctions
利用最近导出的量子Smoluchowski方程,将经典的Ivanchenko Zil'berman理论推广到低温下出现充电效应的量子域,研究了低电容约瑟夫森结的过阻尼扩散相运动.该公式允许在很宽的参数范围内推导出电流-电压特性的明确结果,这些参数在一定限度内减少到已知的结果。特别是,透明的分析方法包括库仑阻塞物理,相干库珀对转移,和宏观量子隧穿的前体,并需要补充更复杂的方法,只有在非常低的温度。
2004-05-12 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Josephson effect in short-arm diffusive SNS interferometers
研究了短臂三端扩散干涉仪中的非平衡约瑟夫森效应和相控电导。我们考虑了强邻近效应,并研究了耗散电流和约瑟夫森电流共存于同一邻近区域内的相互作用。在具有透明界面的结中,约瑟夫森电流的抑制出现在相当大的电压$eV\sim Δ$处,并且电流在$eV\geqΔ$处消失。约瑟夫森电流反转在具有电阻性界面的结中成为可能,其中反转发生在施加电压的有限间隔内。由于存在相当大的和相位相关的注入电流,在电流偏置结中测得的临界电流与最大约瑟夫森电流不一致,并且当真实约瑟夫森电流被抑制时仍然是有限的。电导的电压依赖性显示出两个明显的峰值,在体间隙能量,并在邻近间隙能量;电导的相位振荡表现出定性不同的形式在小电压$eV<Δ$,并在大电压$eV>Δ$。
2003-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge transport through graphene junctions with wetting metal leads
石墨烯被认为是下一代电子器件的优秀候选材料。然而,为了精确控制电荷注入和提取过程,需要考虑金属接触的重要影响。我们使用非平衡格林函数和密度泛函理论计算了具有润湿金属引线(共价结合到石墨烯的金属引线)的石墨烯结的输运。提供了关于理想接触的增加的电阻和关于电流波动的统计的定量信息。我们发现,通过所研究的具有Ti接触的两端石墨烯结的电荷传输是伪扩散的,直到令人惊讶的高能量。
2013-10-06 cond-mat.mes-hall
Coexisting Ballistic and Diffusive Heat Transport in Micrometer-Long Molecular Junctions
Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC(马德里材料科学研究所);Departamento de Física Teórica de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学凝聚态物理理论系);Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学凝聚态物理中心)
研究揭示了在微米级分子结中,热传导既存在球形传输也存在扩散传输的现象,通过原子级模拟发现热传导不收敛,且在长程尺度下呈现L^(1/3)的发散行为,揭示了低频声子的非热化机制。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Josephson critical current in a long mesoscopic S-N-S junction
我们对由两个超导电极(S)之间嵌入扩散正常金属(N)制成的S-N-S结中的约瑟夫森效应进行了广泛的实验和理论研究。我们的实验是在具有高透明界面的Nb-Cu-Nb结上进行的。我们在精确和定量的水平上给出了准经典理论在不同制度下的预言。我们描述了短和长结制度之间的交叉,并提供了温度依赖性的临界电流使用无量纲单位$eR_{N}I_{c}/ε_{c}$和$k_{B}T/ε_{c}$,其中$ε_{c}$是无量纲能量。实验和理论结果是在良好的定量协议。
2001-02-07 cond-mat.mes-hall
Electron Transport in Mesoscopic Disordered SNS Junctions
本文将介观约瑟夫森结中多次Andreev反射的散射矩阵理论推广到多模情况,并将其应用于具有扩散电子输运的短超导体/正常金属/超导体结。直流和交流的电流-电压特性进行了分析的偏置电压$V$的范围很广。对于小于超导间隙的电压,结的直流微分电导发散为$1/\sqrt{V}$。
1997-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of Microwaves on the Current-Phase-Relation in SNS Josephson Junctions
研究了热平衡状态下和微波辐照下长扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结的电流-相位关系(CPR)。虽然在平衡良好的协议与准经典理论的预测被发现,我们观察到的CPR的形状可以强烈影响微波照射。接近π的约瑟夫森相位差,当增加射频功率时,可以强烈地抑制超电流。我们的结果可以理解在微波激发的低洼的Andreev束缚态的微型间隙在结。在所研究的频率间隔中,当微间隙以π的相位差闭合时,该机制变得重要。
2009-02-24 cond-mat.mes-hall
Quantum interference and Coulomb interaction in arrays of tunnel junctions
我们研究了由隧道结连接的小金属颗粒阵列的电子性质。这样的阵列用作粒状金属的模型。以前的结阵列的理论研究是基于量子耗散模型,没有考虑晶粒内电子的扩散运动。我们证明,这些模型在足够低的温度下分解:在低能量的颗粒状金属的屏蔽性能的正确描述的扩散性质的晶粒内的电子运动是至关重要的。我们提出了一个图形和功能积分的方法来分析结阵列的性能。特别是,一个新的有效行动,使我们能够描述在任意温度下的阵列。在低温极限,我们的理论产生正确的,动态屏蔽库仑相互作用的正常金属,而在高温下的量子耗散的标准描述恢复。
2000-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall