Ballistic thermal rectification in nanoscale three-terminal junctions
利用非平衡格林函数方法研究了三端原子纳米结中的弹道热输运。我们发现在非对称三端结构中，由于来自控制端的非相干声子散射，存在着弹道热整流。在自旋-声子相互作用下，我们发现即使在对称的三端顺磁结构中也存在弹道热整流现象。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall
Effect of disorder on a graphene p-n junction
提出了栅控石墨烯pn结中载流子浓度梯度受栅压控制的输运理论。取决于该梯度和带电杂质的密度，结电阻由扩散或弹道贡献主导。我们发现观察弹道输运的条件，并表明，在现有的设备，他们只满足边际。我们还数值模拟了载流子的轨迹，并说明了实现更微妙的弹道效应，如Veselago透镜的挑战。
2008-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetoconductance Oscillations in Ballistic Semiconductor-Superconductor Junctions
本文讨论了弹道半导体与超导体结中磁导振荡的机理。当界面处同时发生法向反射和Andreev反射时，出现振荡。准粒子的经典回旋运动与磁场引起的相移之间的相互作用是电导振荡的起源。
1999-09-08 cond-mat.mes-hall
Geometric focusing of supercurrent in hourglass-shaped ballistic Josephson junctions
超导体-正常金属-超导体结对磁场的响应是复杂的和非普遍的，因为所有对超导电流有贡献的轨迹具有不同的有效面积，因此获得任意的磁相位。我们设计了一个沙漏形的约瑟夫森结，由于结的对称性，每个轨迹的磁相位近似相等。通过这样做，我们能够将约瑟夫森结的临界场增加到每个结面积的许多通量量子。然后，我们分析如何打破对称性条件增加的结的灵敏度，并表明，我们的设备允许检测安德烈耶夫准粒子的弹道轨迹所携带的超电流。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall
Energy distribution controlled ballistic Josephson junction
本文报道了通过在横向正常沟道上施加控制电压来调谐弹道式石墨烯基约瑟夫森结中超电流的实验研究。在这种四端几何结构中，控制电压改变约瑟夫森结中Andreev态的占据，从而调节超电流的大小。作为栅极电压的函数，我们发现两个不同的制度，其特征在于由双台阶分布和热电子分布，分别。我们的工作为设计可调谐超导量子线路的高度可控约瑟夫森结提供了新的机会。
2022-06-28 cond-mat.mes-hall
Ballistic graphene Josephson junctions from the short to the long regime
我们研究了由封装的石墨烯/氮化硼异质结构制成的弹道约瑟夫森结的临界电流$I_C$。我们观察到一个交叉从短到长的结制度，作为设备的长度增加。在长弹道接头中，发现$I_S$按$\propto \exp(-k_bT/δE)$缩放。提取的能量$δE$是独立的载流子密度和弹道腔的水平间距成正比，从结正常电阻的法布里-珀罗振荡确定。作为$T\rightarrow 0$，长（或短）结的临界电流在由$δE$（或$Δ$）和结的横模数的乘积确定的水平处饱和。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
Short Ballistic Josephson Coupling in Planar Graphene Junctions with Inhomogeneous Carrier Doping
我们报告短弹道（SB）约瑟夫森耦合结嵌入在平面异质结构的石墨烯。弹道约瑟夫森耦合证实了结临界电流$I_c$的法布里-珀罗型干涉。接近$2Δ_0/e$的异常大的$I_cR_N$产物（$R_N$ ;正常状态结电阻，$Δ_0$ ;零温度超导能隙）是SB强约瑟夫森耦合的指示。$I_c$的温度依赖性与传统的短结行为不一致; $I_c(T)$曲线系统地偏离标准Kulik-Omel'yanchuk预测。我们认为，这一功能源于石墨烯结的平面性质，这是容易受到非均匀载流子掺杂的影响，以及在石墨烯附近的超导接触。
2017-12-28 cond-mat.mes-hall
Selective transmission of Dirac electrons and ballistic magnetoresistance of \textit{n-p} junctions in graphene
我们发现，静电产生的n-p结分离的电子和空穴气体区域的石墨烯单层传输只有那些准粒子接近它几乎垂直的n-p界面。通过单个n-p结的载流子的这种选择性传输将在这种结的阵列中的非局部磁阻效应中表现出来，并且确定了石墨烯中n-p结通用的电流噪声中的不寻常的Fano因子。
2006-03-23 cond-mat.mes-hall
Dirac fermion reflector by ballistic graphene sawtooth-shaped npn junctions
通过控制锯齿形npn结中载流子的弹道轨迹，我们在石墨烯中实现了狄拉克费米子反射器。当内部p区中的载流子密度远大于外部n区中的载流子密度时，第一个直的np界面充当准直器，并且准直的弹道载流子可以在第二个锯齿形pn界面处被全反射。我们观察到明显的电阻增强周围的np+n政权，这是在良好的协议与数值模拟。弹道载流子的可调反射率可能是在不久的将来利用狄拉克费米子光学实现超高迁移率石墨烯场效应晶体管的基本和重要的一步。
2017-02-14 cond-mat.mes-hall
A proper ballistic calculation of tunneling conductance for real junctions
采用从头算屏蔽Korringa-Kohn-Rostoker（SKKR）能带结构方法计算金属-真空-金属结，发现在势垒附近和远离势垒处计算的隧道电导是不同的，我们将这种差异归因于弹道方法高估了镜面反射的作用，以及它不能从局域界面态中提取贡献.为了使弹道方法与实验相一致，我们建议隧道电导的计算应该像直接穿过势垒测量一样。在这种情况下，预测的隧穿磁阻较大。
2000-05-02 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
A ballistic pn junction in suspended graphene with split bottom gates
我们已经开发了一种制造具有局部底栅的悬浮石墨烯器件的工艺，并通过在近2微米长的悬浮石墨烯单层上实现静电控制的PN结对其进行了测试。作为栅极电压，磁场，偏置和温度的函数的测量表现出特征的法布里-珀罗振荡在由PN结和每个接触形成的腔中，与发生在弹道制度的运输。我们的研究结果表明，实现高度控制超净悬浮石墨烯层的局部电子性质的可能性，这是实现新的石墨烯纳米结构的一个关键方面。
2013-04-25 cond-mat.mes-hall
2$Φ_{0}$-periodic magnetic interference in ballistic graphene Josephson junctions
我们研究了在弹道石墨约瑟夫森结中测量的作为磁场的函数的超电流干涉图案。在高掺杂下，观察到预期的$Φ_{0}$周期性“Fraunhofer”图案，表明均匀的电流分布。在狄拉克点附近，我们发现了具有明显的2 $Φ_{0}$周期性的异常干涉图案，类似于携带$e$而不是$2e$电荷的拓扑Andreev束缚态的预测。该特征随着温度的升高而持续，排除了非正弦电流-相位关系。它也存在于结中，其中尖锐的真空边缘被消除。我们的研究结果表明，所观察到的行为可能源于弹道石墨烯约瑟夫森结的固有特性，但确切的机制尚不清楚。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
Engineering tunnel junctions on ballistic semiconductor nanowires
纳米线器件的典型测量依赖于端到端测量来揭示介观现象，例如量子化电导或库仑阻塞。然而，创建纳米级隧道结允许人们直接测量其他属性，如态密度或电子能量分布函数。在本文中，我们演示了如何实现均匀的隧道结的InSb纳米线，其中低侵入保存纳米线中的弹道输运。隧道结的效用是通过使用超导隧道探针，揭示非平衡性质的InSb纳米线的开放量子点制度的测量证明。在InSb纳米线上制造高质量隧道结的方法适用于其他III-V族纳米线，并允许新的工具来表征局域态密度。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
Transport in T-shaped ballistic junction
本文研究了三端T形结中线性和非线性区域的弹道输运。浮动电极充当散射体并且修改直接沟道（在源极和漏极电极之间）中的电导。在低电压极限下，电导表现出维格纳阈值效应和弯曲电阻。维格纳奇点的特定形状可以通过向浮置电极施加电压以及通过费米能级的移位来改变。该系统还表现出滤波特性，在结中传播的不同模式之间的电流分布。反向作用的电流在直接通道上的浮动电极中的电压的变化被认为是在非线性政权。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall
Electron optics with ballistic graphene junctions
穿过弹道半导体结传输的电子经历折射，类似于穿过光学边界的光线。理论上，PN结提供了负折射率介质的等效物，从而实现了诸如负折射和完美（Veselago）透镜的新型电子光学。在石墨烯中，线性色散和零带隙能带结构允许通过简单的静电门控实现高度透明的PN结，这在传统半导体中无法实现。此外，还实现了室温下微米尺度的弹道输运，为实现新一代电子透镜器件提供了理想的平台。然而，这些影响的有力证明尚未出现。在这里，我们采用横向磁聚焦探测传播通过静电定义的石墨烯结。我们发现完美的协议与预测的斯内尔法律的电子，包括观察到的积极和消极的折射。通过PN结的谐振传输提供了一个直接测量的角度依赖的传输系数，我们证明了良好的协议与理论。将实验数据与模拟结果进行比较，揭示了有效结宽的重要作用，为今后的器件设计提供了指导。我们的研究结果为实现基于石墨烯PN结的新型电子光学铺平了道路。
2016-02-26 cond-mat.mes-hall
Subharmonic gap structure in short ballistic graphene junctions
我们提出了一个弹道超导体-正常超导体（SNS）结的电流-电压特性的理论分析，其中一条石墨烯耦合到两个超导电极。我们专注于短结制度，其中带的长度远小于超导相干长度。我们表明，微分电导表现出非常丰富的分谐波间隙结构，可以通过调制的栅极电压。在接近狄拉克点的电导归一化的正常状态电导是相同的短扩散SNS结。
2006-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical Theory of the Josephson Effect in Ballistic Graphene Junctions
在准经典格林函数理论的框架下研究了弹道石墨烯系统中的稳态约瑟夫森效应。反映了石墨烯最终的二维性，包含石墨烯片的约瑟夫森结体现了我们所说的平面约瑟夫森结，其中超导电极部分覆盖二维石墨烯层，实现与其平面接触。在有效质量近似下，我们导出了约瑟夫森电流的一般公式，揭示了平面约瑟夫森结中超导邻近效应的特征。相同类型的分析同样适用于单层、双层和任意$N$层情况。
2012-08-16 cond-mat.mes-hall
Ballistic Four-Terminal Josephson Junction: Bistable States and Magnetic Flux Transfer
研究了弹道约瑟夫森微结构中的宏观量子干涉效应。所研究的系统由四块超导体（终端），弱耦合通过介观矩形正常金属（二维电子气）。我们发现，弹道系统的非局域电动力学导致特定的电流相位关系的介观多端约瑟夫森结。超导电流的非定域耦合对超导序参量在不同终端的相位产生“拖曳”效应。基于这种效应的复合约瑟夫森结表现出受外磁通量控制的二能级系统行为。研究了非局域耦合超导环系统中的磁通量传输效应。
1999-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent Charge Transport in Ballistic InSb Nanowire Josephson Junctions
InSb超导-超导混合器件是研究Majorana模和固态器件拓扑量子计算的理想器件。弹道，相位相干超导纳米线混合器件的实验实现是工程拓扑超导电子学的必要一步。在这里，我们报告的低温传输研究约瑟夫森结设备制作的InSb纳米线生长的分子束外延，并提供了明确的证据，相位相干，弹道电荷传输通过纳米线的交界处。我们证明，我们的设备显示门可调接近诱导的超电流和多个Andreev反射的差分电导的清晰签名，表明在交界处的相位相干传输。我们还观察到周期性调制的临界电流，可以与纳米线中的弹道输运制度的法布里-珀罗干涉。我们的工作表明，通过分子束外延生长的InSb纳米线具有优良的材料质量，由这些纳米线制成的混合超导器件对于研究物质拓扑态的新物理和拓扑量子电子学的应用是非常理想的。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
Josephson current in ballistic Nb/InAs/Nb highly transmissive junctions
高透射弹道结被证明之间的Nb和二维电子气形成在InAs/AlSb异质结。一个可重复的制造协议产生高临界超电流值。电流-电压特性测量到0.4 K和所观察到的超电流的行为进行了分析，在一个弹道模型中的清洁限制。这项调查使我们能够证明一个内在的界面transmittance接近90%。的制造协议的可重复性，使它的兴趣的InAs为基础的超导体半导体混合器件的实验研究。
2002-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin filtering and magnetoresistance in ballistic tunnel junctions
我们从理论上研究了基于非磁性/半磁性异质结的隧道结量子相干输运中与自旋过滤有关的磁电阻效应。我们发现，自旋过滤与自旋相关的费米海在半磁接触的抑制/增强相结合，产生（i）自旋分裂扭结的MR的单障碍和（ii）一个强大的跳动模式的MR的双障碍与半磁阱。我们相信这些是量子过滤的独特特征。
2001-10-19 cond-mat.mes-hall
Quenching of Spin Hall Effect in Ballistic nano-junctions
我们表明，纳米四探针弹道结可用于检查存在的横向自旋霍尔电流的自旋轨道耦合的Rashba型的系统中，而是由于在平面电场。实际上，自旋霍尔效应是由于存在一个有效的小横向磁场，对应于由限制势产生的自旋轨道耦合。场的强度和结的形状表征淬火霍尔制度，通常采用半经典的方法进行研究。我们讨论了如何在低能系统中观察到量子力学的相对论效应，如自旋轨道效应，并用经典力学方法加以解释。
2006-12-04 cond-mat.mes-hall
Coherent current transport in wide ballistic Josephson junctions
本文对宽弹道超导体-二维电子气-超导体结中的相干电流输运进行了实验和理论研究。实验发现，随着结长的增加，电流-电压特性曲线中的次谐波能隙结构向低电压方向移动，在远大于超导能隙的电压下的过电流减小。应用相干多重Andreev反射理论，我们表明，这些意见可以解释在运输方面通过Andreev共振。
2003-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Self-consistent solution for proximity effect and Josephson current in ballistic graphene SNS Josephson junctions
我们使用紧束缚的Bogoliubov-de Gennes（BdG）形式自洽地计算了弹道石墨烯SNS约瑟夫森结中的邻近效应、约瑟夫森电流和局域态密度。短和长的结，相对于超导相干长度，被认为是，以及不同的掺杂水平的石墨烯。我们发现，自洽性并没有显着改变电流相位关系较早得出的短结使用非自洽Dirac-BdG形式主义，但预测一个显着增加的临界电流与更强的结长度依赖。此外，我们表明，在没有费米能级之间的N和S区域的不匹配的结超导性持续存在，即使在最长的路口，我们可以调查，表明在正常区域的发散金斯堡-朗道超导相干长度。
2008-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the supercurrent distribution in parallel ballistic graphene Josephson junctions
本研究构建了平行石墨烯带与超导MoRe接触的可调弹道Josephson结系统，通过静电栅调控超流实空间分布，利用Fourier和Hilbert变换提取电流密度分布，提出的快速通用方法可用于精细调节Josephson结。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric response of Josephson junction: from ballistic to disordered
已知的是，容纳具有能量依赖的散射振幅的散射中心的约瑟夫森结（JJ）（其破坏$ω\rightarrow-ω$对称性，其中$ω$是关于费米能级的电子的激发能）表现出有限的热电响应。相反，在这里，我们表明，即使在弹道JJ这种对称性被打破，它导致非零的热电响应时，结的长度是超导体的相干长度的顺序和相应的热电系数确认的通用正弦依赖于$ϕ_{12}$，其中$ϕ_{12}$是超导相偏置。在存在多个散射体的结区，我们已经数值计算表明，即使在$ϕ_{12}$部分的热电系数的符号波动剧烈从一个无序配置到另一个，因此平均到消失的小值，而奇数部分往往对$ϕ_{12}$的普遍正弦依赖，因为我们接近大的无序下的无序平均。
2021-11-08 cond-mat.mes-hall
Ballistic-Ohmic quantum Hall plateau transition in graphene pn junction
最近在无序石墨烯PN结上进行的量子霍尔实验提供了证据，表明结电阻可以由n和p介质电阻的简单欧姆和来描述。然而，在弹道极限，理论预测的存在手性依赖的量子霍尔平台的PN结。我们发现，两个截然不同的过程是需要这种弹道欧姆平台过渡，即（i）空穴/电子朗道态平衡和（ii）谷的入射朗道边缘状态的同位旋稀释。这些结论是通过简单的散射理论得到的，并通过紧束缚模型下对0. 1 μ m宽的无序石墨烯PN结的量子磁输运计算得到了证实。前一个过程是通过pn界面粗糙度实现的，在典型的实验条件下，发现具有10 nm的均方根粗糙度的pn界面无序是足够的。后一个过程是介导的外在边缘粗糙度扶手椅边缘丝带和内在本地化的谷间散射中心的pn界面的边缘为锯齿形丝带。根据这些结果，我们还研究了为什么更高的欧姆型平台不太可能在实验中观察到。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall
Long-range spin-polarized Josephson effect in ballistic S/F/S junctions with precessing magnetization
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
研究非平衡S/F/S结中球形长程自旋极化约瑟夫森效应，揭示自旋极化磁化在大预倾角下非正弦电流相位关系及全极化半金属极限下的导电性变化。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Higgs amplitude mode in ballistic superconducting hybrid junctions
本文提出通过弹道超导混合器件中的电子输运探测希格斯振幅模式，在NIS结中利用二阶交流电流共振、在NSN结中利用直流微分电导探测Floquet谱能隙。
2023-07-12 cond-mat.mes-hall
Magneto-electric coupling in a two-dimensional ballistic Josephson junction with in-plane magnetic texture
我们研究了自旋织构桥的约瑟夫森结，当Rashba和Zeeman相互作用结合在一起时，超导电流和正常区域的面内磁织构之间产生磁电耦合.特别是，我们毫不含糊地获得所谓的异常电流相位关系$j=j_{c}\sinφ+j_{a}\cosφ$在二维弹道约瑟夫森结接近异质结的临界温度，当一个异常电流$j_{a}\neq0$存在，即使在零相位差的超导体之间，是负责的结的磁和电的自由度之间的耦合。这种反常磁电流是由于传播模的手征性和面内磁织构的各向异性共同作用的结果。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic Josephson junctions based on CVD graphene
近年来，在基础物理和潜在应用方面，对石墨烯作为超导体之间的薄弱环节的约瑟夫森结进行了深入研究。然而，之前的大部分工作都是基于机械剥离的石墨烯，这与大规模生产不兼容。在这里，我们提出了我们的研究使用石墨烯生长的化学气相沉积（CVD）作为薄弱环节的约瑟夫森结。我们证明，CVD-石墨烯基约瑟夫森结与Nb电极可以有效地工作，没有任何热滞后从1.5 K下降到320 mK的基础温度，他们在垂直磁场中表现出理想的夫琅和费干涉图案。我们还表明，结的临界电流可以通过调节栅极电压。此外，对于我们最短的结（长度为50 nm），我们发现正常状态电阻随栅极电压振荡，表明结处于弹道状态，这是以前在基于CVD-石墨烯的约瑟夫森结中未观察到的特征。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum effects in linear and non-linear transport of T-shaped ballistic junction
本文报道了GaAs/AlGaAs异质结三端T型器件的低温输运测量结果。我们证明了模式的分支和弯曲电阻的影响预测的线性电导数据的数值模拟。我们还表明，在结区的后向散射取决于波函数宇称。我们发现的证据表明，在一个非线性传输制度的电压浮动电极总是增加的推拉极化的函数。这种反常效应发生在对称器件中，只要外加电压小于平衡态的费米能。
2009-12-10 cond-mat.mes-hall
Zeeman effect induced 0-$π$ transitions in ballistic Dirac semimetal Josephson junctions
在约瑟夫森结的夹层中具有有限动量的库珀对的结果之一是$π$结行为。有限动量可以是由于铁磁约瑟夫森结中的交换场，也可以是由于塞曼效应。本文报道了在$_{1-x}$三维狄拉克半金属基约瑟夫森结中观察到塞曼效应引起的0- $π$跃迁。来自在结的平面中施加的磁场的塞曼效应的大g因子允许将约瑟夫森结从0调节到$π$状态。这一点通过非对称超导量子干涉装置（SQUID）的外加磁场对临界电流调制的符号变化来揭示。此外，我们直接测量非正弦电流相位关系的非对称SQUID，符合弹道约瑟夫森输运模型。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic transport of graphene pnp junctions with embedded local gates
我们制作了石墨烯pnp器件，通过在硅衬底的氧化表面层中嵌入预定义的局部栅极。在石墨烯上既没有电介质材料沉积也没有电子束照射的情况下，我们获得了高质量的石墨烯pnp器件，即使在局部栅极区也没有载流子迁移率的降低。相应的增加的平均自由程导致观察到的弹道和相位相干传输通过130 nm宽的本地门，这是约一个数量级比以前报道的更广泛。此外，在我们的方案中，我们证明了独立控制的载流子密度在本地栅极区域，与电导图非常独特的顶栅器件。这是由于从全局背栅产生的电场被嵌入式局部栅强烈屏蔽而引起的。我们的方案允许实现理想的多极石墨烯结与弹道载流子输运。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Theory of planar quasiballistic Josephson junctions
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；HSE University（高等经济大学）；All-Russian Research Institute of Automatics n.a. N.L. Dukhov (VNIIA)（N.L. 杜霍夫全俄自动学研究所）
本文提出了一种用于平面准准 ballistic 约瑟夫森结的理论框架，分析了多端口设置中结的强耦合特性，并解释了实验观测中的关键现象。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical Josephson current in ballistic superconductor-graphene systems
我们计算了弹道石墨烯约瑟夫森结的超导电流的相位、温度和结长的依赖关系。对于低温，我们发现非正弦依赖的超导体相位差的超导体短和长结。的偏度，其特征的电流相位关系从一个简单的正弦曲线的偏差，示出了小电流的临界电流的线性依赖。我们讨论的相似之处和差异方面的经典理论的约瑟夫森结，其中的薄弱环节形成的扩散或弹道金属。指出了与石墨烯约瑟夫森结的其他近期理论结果的关系，并认为我们的工作可能的实验相关性。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrostatic tailoring of magnetic interference in quantum point contact ballistic Josephson junctions
研究了量子点接触弹道式约瑟夫森结中超导电流的磁静电剪裁。蚀刻的InAs基异质结构与超导铌引线横向接触，并且两个蚀刻的侧栅极的存在允许与垂直磁场的应用相结合，通过耗尽弱连接来连续地修改磁干涉图案。对于较宽的交界处的超电流提出了一个夫琅和费的干扰模式与周期h/2 e，而通过静电收缩的弱链接，周期性不断演变为单调衰减。这些设备代表了新的可调结构，可能会导致难以捉摸的马约拉纳费米子的研究。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pinhole and tunneling conduction channels superimposed in magnetic tunnel junction: results and inferences
在氧化锰基隧穿器件中，研究了弹道沟道对磁隧道结隧穿导电沟道的影响。在具有针孔纳米接触的磁性隧道结中，在很宽的温度范围内观察到磁阻反转。隧道磁电阻在较高的偏压和温度下发生符号变化。这一现象归因于平行导电通道的形成，该平行导电通道由穿过针孔接触的自旋守恒弹道输运和穿过绝缘间隔层的自旋极化隧穿组成，其中针孔接触的透射概率接近于1，而绝缘间隔层的透射率较弱。这些结果似乎解决了关于铁磁纳米接触中的弹道磁阻的争议，并确立了弹道磁阻确实存在，即使先前的结果归因于磁致伸缩和静磁力相关的伪影。
2006-03-31 cond-mat.mes-hall
Current-phase relation of ballistic graphene Josephson junctions
约瑟夫森结（JJ）的电流-相位关系（CPR）决定了超导电流随结内超导相位差的变化规律。了解CPR对于了解JJ对各种外部参数的反应至关重要。尽管对超洁净封装的石墨烯JJ的兴趣越来越大，但这种结的CPR仍然未知。在这里，我们使用完全门可调的石墨烯超导量子干涉器件（SQUID）来确定弹道石墨烯JJ的CPR。SQUID中的两个JJ中的每一个都是由封装在六方氮化硼中的石墨烯制成的。通过独立控制JJ的临界电流，我们可以在对称或非对称配置中操作SQUID。高度不对称的SQUID允许我们对其中一个JJ进行相位偏置，从而直接获得其CPR。CPR被发现是偏斜的，显著偏离正弦形式。偏斜度可以用栅极电压来调谐，并且与弹道石墨烯腔的法布里-珀罗电阻振荡反相振荡。我们比较我们的实验与紧束缚计算，其中包括现实的石墨烯超导体界面，并找到一个很好的定性协议。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and thermospin transport in a ballistic junction of graphene
我们从理论上考虑一个宽的石墨烯带，其两端连接到通常具有不同温度的电子库。假设石墨烯带沉积在衬底上，这导致Rashba类型的自旋-轨道耦合。我们计算的热诱导电荷电流的弹道输运制度，以及热电电压（塞贝克效应）。除此之外，我们还考虑了石墨烯带的热诱导自旋电流和自旋极化。自旋电流一般有两个组成部分，一个平行于温度梯度，另一个垂直于这个梯度。后者对应于由于自旋能斯特效应而产生的自旋流。此外，我们还考虑了由于电子的转移，在水库之间的热流。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall
Ballistic transport properties in pristine-doped-pristine graphene junctions
我们研究了位于两个干净的石墨烯引线之间的具有构型平均杂质的单层石墨烯中的弹道电子输运。结果表明，电子的透射率强烈地依赖于杂质的浓度和入射能量。反过来，使用Landauer形式主义计算的电导显示出类似的行为，在实验工作中发现的作为施加电压的函数的不同浓度的杂质在低温的限制。在零偏压的极限下，电导出现一个极小值，当杂质浓度较高时，电导降至零。这些结果对于探索电子在掺杂石墨烯中的隧穿机制具有重要意义。
2014-05-27 cond-mat.mes-hall
A Ballistic Graphene Cooper Pair Splitter
我们报道了在弹道输运机制下，基于石墨烯的封装多端结中库珀对分裂的实验研究。我们的器件由两个横向结组成，即超导体/石墨烯/超导体和正常金属/石墨烯/正常金属结。在这种情况下，通过一个结的电子输运可以通过沿另一个结施加的偏压来调节。我们观察到明确的签名库珀对分裂的本地以及非本地电子输运测量。我们的实验数据可以很好地描述使用修改的Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk模型和三端分束器模型。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strongly anharmonic current-phase relation in ballistic graphene Josephson junctions
基于最近直接测量石墨烯中超导邻近效应影响下的电流-相位关系（CPR）的实验，本文采用自洽紧束缚Bogoliubov-de Gennes（BdG）理论研究了弹道石墨烯SNS约瑟夫森结中CPR的温度依赖性.通过比较这些结果与标准的Dirac-BdG方法，其中刚性边界条件假设在SN接口，我们显示了一个至关重要的两个邻近效应和由电流的CPR depending。邻近效应随着温度而增长，并且减小CPR朝向谐波结果的偏斜度。在短结（$L<ξ$）中，电流退配对也是重要的，并且在宽的温度和掺杂水平范围内产生临界相$ϕ_c<π/2$。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge effects in the magnetic interference pattern of a ballistic SNS junction
研究了宽超导体-正常金属-超导体（SNS）结的约瑟夫森临界电流$I_c(Φ)$与穿过它的磁通量$Φ$的关系，与传统的夫琅禾费型关系相比，从侧边反射的电子轨迹改变了函数$I_c(Φ)$.在弱磁场$B\lesssim Φ_0/d^2$中，边缘效应提升了$I_c(Φ)$中的零点，并逐渐将该函数的最小值移向通量量子的半整数倍。在$B>Φ_0/d^2$，边缘效应导致临界电流$I_c(Φ)$随着$Φ$的增加而加速衰减。在更大的领域，最终，该系统预计将进入一个政权的“经典”介观波动，这是具体的宽弹道SNS结粗糙的边缘。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-junction ballistic switch in quantum network model
寻找纳米电子器件的最佳参数是纳米电子器件建模的首要问题。我们以量子网络模型中的电子弹道开关为例解决了这个问题。为了这个目的，我们使用一个计算方案，其中考虑到封闭通道。它允许正确计算的散射矩阵的开关，因此，电流流过它。不失一般性，我们认为在室温下的双结开关模型。其特点是控制电场在分支前的畴内局部化。我们使用遗传算法优化开关参数。以InP为代价，GaAs和GaSb的开关效率达到77- 78%。对于所考虑的材料，器件的伏安特性曲线在0-50 mV的偏置电压下接近线性。它允许描述一个很好的准确度电子输运开关的$3\times 3$矩阵的近似电导率。最后，在对双结开关进行参数优化的基础上，提出了在量子网络框架下对纳米电子器件进行建模的一般方案。
2018-11-11 cond-mat.mes-hall
Supercurrent decay in ballistic magnetic Josephson junctions
我们研究了弹道磁约瑟夫森结的输运性质，并建立了超导抑制是一个内在的属性的结，即使在没有无序。通过研究铁磁体厚度、磁化强度和晶体取向的作用，我们展示了超导电流如何随厚度呈指数衰减，并确定了两种机制：（i）大的交换分裂可以隔开少数或多数载流子，导致结中Andreev反射的抑制，（ii）由于准粒子速度随横向动量的显著色散，不同模式之间失去同步。我们的结果与最近的实验研究Nb/Ni/Nb结是很好的协议。该方法结合密度泛函理论和Bogoliubov-de Gennes模型，为磁约瑟夫森结和超导磁自旋阀的材料组分优化开辟了一条途径.
2021-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Heat transport and electron cooling in ballistic normal-metal/spin-filter/superconductor junctions
我们研究电子冷却的基础上一个干净的正常金属/自旋过滤器/超导结。由于Andreev反射的自旋滤波器效应的抑制，该系统的冷却功率被发现是非常高于传统的正常金属/非磁性绝缘体/超导体冷却器。因此，我们可以从普通金属中提取大量的热量。我们的研究结果强烈表明自旋过滤器效应在冷却探测器、传感器和量子比特方面的实际用途。
2014-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reflectionless tunneling in ballistic normal-metal--superconductor junctions
本文采用半经典方法研究了弹道正常金属超导体（NS）结构中的无反射隧穿现象。结果表明，外加磁场和超导相位差都削弱了导致这种效应的相长干涉，但方式不同。这表现在所考虑的系统的电导和散粒噪声特性中。与扩散系统不同，电导的特征是尖锐的，并且使得能够对电流进行精细的空间控制以及单通道操纵。我们讨论的可能性进行实验的弹道超导体结构与光滑的界面和一些现象，具体到这样的结构，可以测量。NS接口的障碍，虽然大，是有效地透明对电流的一般标准。
2001-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermi Velocity Dependent Critical Current in Ballistic Bilayer Graphene Josephson Junctions
本研究针对中长弹道双层石墨烯约瑟夫森结开展输运测量，验证了临界电流的温度指数规律，揭示了费米速度及特征能量随载流子浓度变化的特性，为石墨烯约瑟夫森结器件提供了新的调控维度。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ballistic Josephson junctions in the presence of generic spin dependent fields
研究了自旋分裂场和自旋轨道耦合作用下的弹道约瑟夫森结。得到了准经典格林函数的一般表达式，并利用它分析了自旋织构正常金属（N）和单重态超导体（S）之间的邻近效应的几个方面。特别是，我们表明，态密度可能会显示出零能量峰，这是一个通用的后果，自旋相关的耦合异质结构。此外，我们还得到了SNS结构中的自旋电流和感应磁矩，并讨论了超导相和自旋自由度之间的耦合对磁化强度的可能的相干操纵。我们的理论预测自旋积累在S/N界面，和横向自旋电流垂直于结界面流动。这些发现中的一些可以根据非阿贝尔静电学来理解。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic field oscillations of the critical current in long ballistic graphene Josephson junctions
我们研究了长弹道超导体-单层石墨烯-超导体结中的约瑟夫森电流。作为第一步，我们已经开发了一个有效的计算方法来计算紧束缚系统中的约瑟夫森电流。这种方法可以是特别有用的，在长结的限制，迄今为止吸引了较少的理论兴趣，但最近已成为实验相关。我们使用这种计算方法来研究结的几何形状，掺杂水平和施加的垂直磁场的临界电流的依赖关系。在零磁场中，我们发现临界电流的长度依赖性与Ben Shalom等人（参考文献[12]）最近的实验定性一致。对于高掺杂的样品，我们的数值计算显示出广泛的协议与准经典形式主义的结果。在这种情况下，临界电流表现出作为磁场的函数的夫琅和费式振荡。然而，对于较低的掺杂水平，回旋轨道变得可比的系统的特征几何长度尺度，从准经典形式主义的结果出现偏差。我们认为，由于特殊的可调谐性和长的平均自由程的石墨烯系统的一个新的制度，可以探索几何和动力学效应是同样重要的理解的磁场依赖的临界电流。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations induced by ballistic snake states in a graphene heterojunction
在石墨烯中实现p-n结，结合其无质量狄拉克费米子的无间隙和手性性质，导致了许多有趣的现象的观察，如双极区的量子霍尔效应，克莱因隧穿和法布里-珀罗干涉，所有这些都涉及pn结的电子输运。沿着pn结传播的弹道蛇态被预测会引起电导振荡，表现出其扭曲的性质。然而，沿pn结的输运研究至今仅在低迁移率器件中进行。在这里，我们报告的观察电导振荡由于弹道蛇状态沿p-n界面在高品质的石墨烯封装的六方氮化硼。这些蛇态是非常鲁棒的，因为它们可以在$12$ ~ $μ$ m上传播，仅受我们的样本大小的限制，并且至少在$120$ ~K下存活。在长距离上引导载流子的能力为石墨烯基电子光学提供了关键的构建块。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection in ballistic normal metal/graphene/superconductor junctions
我们报道了边缘接触几何结构下正常金属/石墨烯/超导体结中的弹道输运研究。而在正常状态下，我们已经观察到法布里-珀罗共振表明，载流子弹道旅行，超导状态表明，在石墨烯/超导体界面的Andreev反射的影响，这些干扰。我们的实验结果在超导状态下进行了分析和解释与修改Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk模型考虑到磁对破缺效应和两个不同的界面矫顽力，\textit{i.e.} \，正常金属和石墨烯之间，石墨烯和超导体之间。我们发现，正常的金属/石墨烯界面的透明度强烈变化与掺杂在大规模，而它经历较弱的变化在石墨烯/超导体界面。当在接触附近发生的电荷转移形成空腔时，我们看到传输概率遵循正常状态电导，突出了Andreev过程和电子干涉仪之间的相互作用。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
