ac Josephson effect in the resonant tunneling through mesoscopic superconducting junctions
研究了介观超导结共振隧穿中的交流约瑟夫森效应。在微波辐射的存在下,我们表明,多Andreev反射的轨迹可以通过发射或吸收光子关闭。从而形成光子辅助的Andreev态,并起到携带超电流的作用。在Shapiro台阶上,当谐振能级位于一系列间隔为微波频率一半的位置附近时,出现直流分量。在无限大超导能隙的极限下,导出了解析结果,揭示了交流约瑟夫森效应的新特征。
2003-02-14 cond-mat.mes-hall
Properties of Mesoscopic Hybrid Superconducting Systems
本文综述了介观混合超导系统的几个方面。特别是,我们认为混合超导金属结构中的电荷和热传输特性和超导纳米结构中的充电能量的影响。
2007-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Slow non-exponential phase relaxation and enhanced mesoscopic kinetic inductance noise in disordered superconductors
无序导体电学特性中的介观低频噪声是由于缺陷运动引起的动态量子干涉图样的结果。这已被牢固地建立,通过证明的特征部分抑制的噪声幅度的弱外部磁场的移相效果。无序正常态导体中量子干涉图样的空间相关性总是受到非弹性过程引起的指数相位弛豫的限制。本文建立了强无序超导体(超导相干长度远大于平均自由程)s波超导相中介观噪声的定量理论。我们发现超导相干长度限制了超导体中的量子干涉效应。然而,与正常相位相反,相位弛豫在超导相干长度尺度上的衰减是非指数的。这种不寻常的缓慢弛豫表现在超导体中介观噪声的增强幅度和非常薄的超导膜和导线中移动缺陷的强度/数量的幅度的特殊非线性缩放(有效地相对于超导相干长度的2D和1D)。介观噪声对动态电感元件的质量设置了自然限制。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic superconducting disks
使用非线性Ginzburg-Landau(GL)方程组。研究了垂直磁场中有限半径($R$)和有限厚度($d$)的I型超导圆盘。根据$R$和$d$,一阶或二阶相变的正常超导状态。对于足够大的$R$超导相的几个转变被发现对应于不同的角动量巨涡旋状态。当磁场增加时,超导体处于基态,而当磁场向下扫描时,有可能使系统进入亚稳态。我们还提出了一个定量分析的探测器输出和样品磁化之间的关系。后者,并纳入有限厚度的磁盘,是必不可少的,以获得定量的协议与实验。
1998-12-18 cond-mat.mes-hall
Conductance asymmetries in mesoscopic superconducting devices due to finite bias
正常金属-超导体结中的超导电导谱是探测介观超导器件(如Majorana纳米线)中Andreev束缚态的重要工具。在理想超导器件中,由于粒子-空穴对称性和散射矩阵的么正性,子带电导服从特定的对称关系。然而,实验数据往往表现出偏离这些对称性,甚至其明确的崩溃。在这项工作中,我们确定了一种机制,导致电导不对称,没有准粒子中毒。特别是,我们调查有限偏压的影响,包括在隧道势垒透明度的电压依赖性,发现显着的电导不对称的现实设备参数。重要的是要确定电导不对称性的物理起源:与其他可能的机制,如准粒子中毒,有限偏置效应是不是一个拓扑量子比特的性能有害。为此,我们确定的功能,可用于实验确定是否有限偏置效应的电导不对称的来源。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Subgap resonances and conduction channels in mesoscopic superconducting devices
与多个Andreev反射相关联的峰已被用于识别介观超导结中的传导通道的数量和它们的透射率。我们分析了每个通道的详细形状以及其中薄弱环节的数量对最终结果的影响。电导直方图的统计解释的连接也。
1998-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical quantum phase transitions in a mesoscopic superconducting system
我们检查的签名的动力学量子相变驱动的两种类型的猝灭作用于相关的量子点嵌入超导和金属水库。在稳态条件下,邻近诱导的点上配对与强库仑排斥相结合,使量子点倾向于处于单占据(有自旋)或BCS型(无自旋)基态构型。我们通过含时的数值重整化群方法研究了由于量子猝灭而穿越相边界时的时间演化,揭示了低能返回率的非解析特征。猝灭协议可以实现在一个可控的方式,我们有信心,这种动态的单重态-二重态相变的检测将是可行的电荷隧道光谱。
2021-12-19 cond-mat.mes-hall
Vortex Matter in Mesoscopic Superconducting Disks and Rings
通过自洽求解两个非线性Ginzburg-Landau方程,研究了在外加磁场作用下,介观盘和环的超导态和超导-正常态之间的相变.通过中间有孔的圆盘的通量不是量子化的。
1999-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear shot noise in mesoscopic diffusive normal-superconducting systems
研究了有限电压下介观扩散正常超导(NS)异质结构中的微分散粒散粒噪声,其中超导邻近效应引起的非线性效应。采用数值散射矩阵法。通过一个NS接触,我们观察到,散粒噪声表现出一个重入依赖于电压由于超导邻近效应,但差分Fano因子保持近似恒定。此外,我们考虑差分散粒噪声的结构中,绝缘势垒之间形成正常和超导区域和计算差分Fano因子作为势垒高度的函数。
2002-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
An effective lowest Landau level treatment of demagnetization in superconducting mesoscopic disks
退磁,这是固有的存在于小的有限尺寸的超导体的磁响应,可以占一个有效的$κ$在一个二维的最低朗道级近似的Ginzburg-Landau功能。我们通过比较从三维金-朗道方程的数值解中获得的超导介观盘的平衡磁化强度与在“有效”LLL近似中获得的平衡磁化强度来证明这一点。
2000-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
History and metastability effects in the intermediate state of mesoscopic type I superconducting Indium
我们报告详细的磁测量历史和亚稳效应的中间状态的介观圆柱体的I型超导铟。这包括观察的拓扑滞后与签名发生不同的临界领域在通量入口和通量出口。我们展示了过多的亚稳态配置和配方的存在,以访问它们。我们还展示了超导和正常状态的过热和过冷的表现,分别跨越超导转变。
2010-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-Range Coherence in a Mesoscopic Metal near a Superconducting Interface
我们确定不同的贡献量子干涉在介观金属环与两个超导电极接触。在低温下,磁通调制的约瑟夫森耦合被观察到的热长度L_{T}上的强阻尼。在较高的温度下,磁电阻表现出大的h/2 e周期振荡与1/T幂律衰减。这种通量敏感的贡献来自于低能准粒子态在相裂长度L_∞上的相干性。介观波动作为一个小的h/e振荡,解决只有在纯粹的正常状态。
2001-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex shells in mesoscopic triangles of amorphous superconducting thin films
用超导量子干涉仪直接观察了非晶钼锗薄膜中正三角形点的涡旋态。观察到的磁场图像清楚地说明了涡旋是如何分布在三角形点上的,不仅形成了相称的三角形集群,而且形成了不可分割性所施加的独特图案。我们从涡壳的角度对结果进行了讨论,并构造了多壳结构中涡的堆积序列。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity Effect in a mesoscopic superconducting ring
研究了单粒子能级间距不可忽略时,磁通量穿过的介观超导环。结果表明,对于偶宇称超导环,持续电流的行为与体超导环中预期的行为是等价的。另一方面,我们发现奇宇称环表现出反常行为,如磁通量子化的半整数倍的磁通量子化和低温下的顺磁响应。我们还讨论了持续电流中的宇称效应如何随着温度的升高或环的尺寸的增加而消失。
2000-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge Pumping in Mesoscopic Systems coupled to a Superconducting Lead
我们推导出一个一般的散射矩阵公式的泵浦电流通过一个介观区域连接到正常和超导铅。作为该结果的应用,我们计算了通过(i)导线中的泵,(ii)库仑阻塞区中的量子点,和(iii)弹道双势垒结(全部耦合到超导引线)泵送的电流。Andreev反射示出,以提高泵浦电流的4倍的情况下,相等的耦合到引线。我们发现,这种增强仍然可以进一步增加轻微的不对称耦合。
2002-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of topological phase transitions in mesoscopic superconducting rings
本文研究了处于或接近拓扑超导相的具有弱连接的介观环中的约瑟夫森电流。作为一个典型的例子,我们认为Kitaev模型的无自旋p波超导体在一个维度上,强调如何从更现实的设置出现这个模型的基础上半导体纳米线。我们发现,约瑟夫森电流的磁通周期性提供了签名的拓扑相变和出现的马约拉纳费米子位于两侧的弱链接,即使费米子宇称是不是一个很好的量子数。在大环中,马约拉纳费米子只在弱连接处杂交。在这种情况下,当费米子宇称是一个好的量子数时,约瑟夫森电流在穿过回路的通量中是h/e周期性的,但在费米子宇称改变弛豫过程的情况下,约瑟夫森电流恢复到更传统的h/2 e周期性。在介观环中,马约拉纳费米子也通过它们在超导环内部的重叠而杂化。我们发现,在拓扑超导相,这引起了一个h/e-周期的贡献,即使费米子宇称不守恒,这种贡献表现出一个峰值附近的拓扑相变。拓扑相变的这种特征对于无序的影响是鲁棒的。作为一个副产品,我们发现,接近拓扑相变,无序驱动系统更深入的拓扑相。这与远离相变的已知行为形成鲜明对比,其中无序倾向于抑制拓扑相。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous crossed Andreev reflection in mesoscopic superconducting ring hosting Majorana fermions
研究了环形非拓扑超导体(NS)-拓扑超导体(TS)双结中的Majorana物理及其对电子输运的影响。我们发现,根据两个拓扑不同的区域的长度和它们之间形成的马约拉纳费米子的本地化长度之间的比率,两个完全不同的传输机制正在工作:完美的交叉Andreev反射(CAR)的短NS区域和完美的正常Andreev反射的短TS区域。这种差异是解释在NS-TS双结系统,这还没有透露到目前为止,亚能隙状态的拓扑上不同的属性。CAR过程对穿过环的磁通量的奇异依赖性被揭示出来,并可用于检测马约拉纳费米子。
2013-08-06 cond-mat.mes-hall
Transitions between different superconducting states in mesoscopic disks
利用线性分析,我们研究了极薄圆盘中巨涡旋态的稳定性。通过数值求解非线性Ginzburg-Landau(GL)方程,得到了有限厚度圆盘的涡驱逐场和穿透场。使用扩展的伦敦近似,其中规定的序参量的相位分布和超导电子密度的数值发现,我们考虑的自由能行为之间的过渡不同的超导状态。
1999-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pair-breaking effect on mesoscopic persistent currents
我们考虑超导涨落对正常金属环系综介观持续电流(PC)的贡献,该环系综由超导材料制成,其低裸转变温度$T^{0}_{c}$远小于无扰动能量$E_{c}$ .以磁性杂质为例,介绍了电子对破缺的影响。我们发现,在一个相当宽的范围内的对断裂强度$\hbar/τ_{s}$,使$T_c^0 \lesssim \hbar/τ_s \lesssim E_c$,超导转变温度被归一化到分钟值或零,而PC几乎不受影响。这可以解释铜和金的平均PC值的大小,以及确定其$T^0_c$的方法。分析了电流和主导超导涨落对$E_cτ_s$和$E_c$与温度之比的依赖关系。在铜(金)中测得的PC对应于几个(一部分)mK的$T^0_c$。
2009-05-02 cond-mat.mes-hall
$π-$shifted magnetoconductance oscillations in mesoscopic superconducting-normal-heterostructures
介观金属环中邻近感生超导关联的干涉对环内的磁通量$Φ$很敏感。这就是在这样的系统中的磁导振荡的原因。我们从实验上检测到并从理论上解释了一种新的效应:这些振荡的相位可以在0和$π$之间切换,这取决于金属间界面的电阻和温度。这种效应是由于邻近诱导的局部电导率增强和邻近诱导的低能量态密度抑制之间的非平凡相互作用。
1998-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct Observation of Vortex Shells and Magic Numbers in Mesoscopic Superconducting Disks
我们已经可视化和研究涡旋配置在介观超导磁盘使用Bitter装饰技术。对于广泛的涡度L的圆形的几何形状被发现导致形成的同心壳的旋涡。从不同大小的磁盘上获得的图像在一系列的磁场,我们能够跟踪涡旋状态的演变,并确定稳定和亚稳态配置。此外,壳填充与增加L的定量分析,使我们能够确定“魔术”的数字对应的外观连续的新壳。
2005-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effects in a superconductor-normal metal mesoscopic structure with a dangling superconducting arm
我们研究了一个连接两个超导(S)和两个正常(N)库的介观十字形正常金属结构。我们观察到约瑟夫森效应在不寻常的条件下,当没有电流通过两个S/N界面之一。尽管连接超导体的N线中的电势以非单调方式变化,但除非施加在S和N库之间的电压超过临界值,否则S库之间的电势差为零。理论上讨论了所观察到的效果。
2000-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum oscillations of the rectified voltage and the critical current of asymmetric mesoscopic superconducting loops
测量了非对称超导回路的电流-电压曲线和临界电流与磁场的关系。结果表明,对于单回路和多回路系统,电流-电压曲线的不对称性随磁场的大小而周期性变化。所得到的结果可以解释的量子振荡的直流电压,观察到超导过渡以下在以前的作品,整流的交流电流或噪声。
2006-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Attojoule calorimetry of mesoscopic superconducting loops
我们报告的第一个实验证据的非平凡的热行为的最简单的介观系统-超导回路。通过测量450,000个无相互作用的铝环阵列的比热C(精度高达~20 fJ/K),我们发现,随着穿过每个环的磁通量的增加,环会经历一系列周期性的相变(周期为整数个磁通量量子)。这些跃迁可以用Ginzburg-Landau理论很好地描述,并且伴随着C的不连续性,其玻耳兹曼常量k_B只有几千个。
2004-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dilation of the Giant Vortex State in a Mesoscopic Superconducting Loop
实验研究了远低于超导转变温度$T_{c}$的介观铝环的磁化强度。用$μ$ -霍尔磁强计研究了磁场强度在$\pm 100 {Gauss}$之间的超导环的磁通量子化.在磁化测量中观察到的磁场强度周期性预期取超导通量量子$Φ_{0}=h/2e$的整数值。然而,对周期性的更仔细的检查揭示了子通量量子移位。这种精细的结构,我们解释为一个所谓的巨涡状态成核的内部或外侧的环的结果。这些发现与最近的理论报道一致。
2001-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical temperature oscillations in magnetically coupled superconducting mesoscopic loops
我们研究了两个超导同心介观Al环之间的磁相互作用,接近超导/正常相变。测量的相位边界的双回路结构,以及为参考单回路。在这两个系统中,在临界温度Tc与外加磁场H的关系中观察到周期性的Little-Parks振荡。在Tc(H)振荡的傅立叶谱中,出现了一个弱的低频响应,这是由于内环超导电流与外环磁通的磁耦合。这种效应的幅度可以通过改变所施加的传输电流来调节。
2001-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sub-gap conductance in ferromagnetic-superconducting mesoscopic structures
我们研究了铁磁介观区域与铁磁电极和超导电极之间的亚带隙电导。在不存在交换场的情况下,两个隧道结电阻的比率$r= γ/ ε_T$确定子间隙电导的行为,该子间隙电导对于$r\gg 1$具有零偏置峰值,并且对于$r\ll 1$具有有限电压下的峰值。我们发现,包含的交换场导致$r\ll 1$峰分裂,而它的零偏置异常转移到有限的电压$r\gg 1$。
1998-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Commensurate and Incommensurate Vortex States Confined in Mesoscopic Triangles of Weak Pinning Superconducting Thin Films
本文报道了用扫描超导量子干涉显微镜直接观察弱钉扎非晶超导薄膜的等边三角形和等腰三角形点中的涡旋态。观察到的图像不仅显示了一个三角形的涡旋晶格块作为公度涡旋状态,但也包括亚稳态的非公度涡旋状态。我们比较分析在不同的样品的几何形状和讨论的对称性和稳定性的相称和不相称的涡流配置对变形的样品形状的涡流配置。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase transitions in the mesoscopic superconducting square
求解了介观正方形薄膜在磁场中的Ginzburg-Landau方程。在Ginzburg-Landau参数$κ\to \infty$的限制下,我们发现随着温度和/或磁场的变化,一系列的一级和二级相变。巨通量态之间的一级相变可以用一个简单的变分方法来描述。本文讨论了与旋转液体$He^4$的相似性,并导出了一个简单的$H_{c1}$公式。我们确定序参量的对称性参数的基础上,我们提出的朗道功能描述的二阶相变。
2001-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin relaxation in mesoscopic superconducting Al wires
本文研究了超导体中极化准粒子自旋的扩散和弛豫。为此,通过介观超导Al线的界面注入极化自旋的准粒子,该介观超导Al线与处于单畴状态的覆盖铁磁Co线接近接触。观察到的超导性被抑制附近的自旋注入接口,证明了一个有限的电压的偏置电流低于超导转变的发生。自旋扩散长度,估计从有限的电压超过一定长度的Al线附近的接口,几乎是温度无关的温度范围内充分低于超导转变,但增长的过渡温度接近。这种温度依赖性表明,在超导状态下的自旋极化的弛豫是由准粒子的成对状态的凝聚。超导态的自旋弛豫比正常态的自旋弛豫更有效。
2004-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting magnetoelectric effects in mesoscopic hybrid structures
本文提出描述反演对称破缺超导体中超电流诱导磁化的形式体系,并展示其用于在混合结构中产生与操控 Majorana 零模。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic proximity effect probed through superconducting contacts
我们研究了复杂的介观超导-正常混合器件的性质,Andreev干涉仪的情况下,电流是通过超导隧道接触,而邻近效应是由一个透明的SN界面产生的。我们显示在准经典格林函数技术,如何基本SNIS元素的这种结构可以映射到一个有效的S $^\prime$ IS-结,其中S $^\prime$是接近的材料与有效的能隙$E_g<Δ$。我们提出了Andreev干涉仪,其中$E_g$可以通过外部相位$ϕ$调谐,并在0 mod $2π$处显示最大值,在$π$ mod $2π$处显示最小值。这导致了奇特的电流相位关系,我们提出了一个实验来验证我们的预测,并显示,我们的结果是如何与最近的,无法解释的实验结果是一致的。
2000-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of pair-breaking on mesoscopic persistent currents well above the superconducting transition temperature
本文研究了裸转变温度$T_c^0$远小于无介观能量$E_c$的超低温超导体中的介观正常持续电流(PC)。我们表明,在一个相当广泛的范围内的成对断裂强度,$T_c^0 \lesssim \hbar/τ_s \lesssim E_c$,转变温度重整化为零,但PC几乎不受影响。这可以解释贵金属中平均PC的大小,以及确定其$T_c^0$的方法。
2008-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Method of quasiclassical Green's functions in the theory of transport phenomena in superconducting mesoscopic structures
简要介绍了矩阵准经典格林函数理论,并考虑了该理论在介观超导正常金属(S/N)结构输运性质中的可能应用。我们讨论了这些方程的简化版本中的扩散制度和弱邻近效应的情况下。这些方程用于计算不同S/N结构的电导。在约瑟夫森临界电流可忽略的条件下,研究了四端S/N/S结构中的长程相位相干效应。结果表明,在该系统中,如果有一个额外的电流流过N电极,可以观察到约瑟夫森效应。
1997-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stationary transport in mesoscopic hybrid structures with contacts to superconducting and normal wires. A Green's function approach for multiterminal setups
我们推广了Langreth和Nordlander [Phys.Rev.B432541(1991)]和Meir和Wingreen [Phys.Rev.Lett.1994]提出的实时格林函数的表示。68 2512(1992)]中的稳态量子输运,以便研究包含正常(N)和超导(S)块的混合结构的问题。我们举例说明了在一个静态偏置下的S-N结的处理,并详细研究了在一个正常的环通过一个磁通量与附加的超导导线在平衡时的平衡电流的行为。我们分析了Andreev态的磁通灵敏度,并证明了Andreev态的磁通灵敏度与孤立超导环中动量q=0的库珀对的磁通灵敏度是等价的。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Specific heat measurement of mesoscopic loops
本文报道了低温下介观超导回路的高灵敏度比热测量。这些介观系统表现出显着不同的热性能从散装材料。测量是在硅膜传感器上进行的,其中45万个超导铝环是通过电子束光刻在外加磁场下沉积的。涡旋的每次进入都与几千个玻耳兹曼常量kB的比热的跳跃相关联,这表明存在相变。这种连续的相变的周期性是一种非平凡的行为,并且随着温度的降低而强烈变化。连续的相变可以用超导的Ginzburg-Landau理论很好地描述。亚稳态的存在是导致n-0(n=1,2,3.)测量比热的不连续性的周期性。
2005-12-16 cond-mat.mes-hall
Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in homogeneously disordered superconducting films
我们发展了一个均匀无序超导薄膜中涡旋非束缚跃迁的理论。该理论结合了从超导相干长度到费米波长的长度尺度所产生的量子、介观和热涨落的影响。特别地,我们将扩散非线性西格玛模型的重整化群处理推广到了超导侧。此外,我们还研究了介观Ginzburg-Landau泛函中参数的涨落。使用开发的理论,我们确定的依赖关系的基本可观的(包括涡旋的非束缚温度,超导密度,以及随温度变化的电阻率和热导率)的微观特征,如无序诱导的散射率和裸相互作用耦合。
2015-09-04 cond-mat.mes-hall
Signature of chiral superconducting order parameter evidenced in mesoscopic superconductors
Quantum Science Center of Guangdong-HongKong-Macau Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);The Chinese University of Hong Kong(香港中文大学)
本研究针对手性超导的实验检测难题,发现β-Bi₂Pd介观超导环的Little-Parks效应中临界温度随磁场线性调制的手性特征,建立了检测手性超导的新实验方法。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic structure of multiquantum giant vortex states in mesoscopic superconducting disks
我们报告自洽计算的微观电子结构的所谓的巨涡旋态。这些新的多量子涡旋状态,最近的磁化测量检测到的亚微米磁盘,是定性不同的散装的Abrikosov涡旋。我们发现,除了在核心区域的束缚态的多个分支,局域隧道态密度表现出Tomasch振荡由于量子限制所产生的单粒子干涉。这些特征应该可以通过扫描隧道光谱直接观察到。
2002-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron transport in a mesoscopic superconducting / ferromagnetic hybrid conductor
我们目前的电输运实验上进行的亚微米混合装置制成的铁磁导体(Co)和超导(Al)电极。为了分离Co导体和Co-Al界面的贡献,对样品进行图案化。我们观察到的Al电极的超导电性的Co导体的电阻的强烈影响。只有当界面高度透明时,这种效果才会很大。我们的特点是所观察到的电阻下降温度,偏置电流和磁场的依赖关系。由于铁磁体的微分电阻表现出非平凡的不对称性,我们认为磁畴结构在超导/铁磁导体的电子输运性质中起着重要的作用。
2003-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Real-time feedback control of a mesoscopic superposition
我们表明,连续的实时反馈可以用来跟踪,控制和保护两个空间分离的波包的介观叠加。的反馈协议是由一个近似的状态估计,并需要两个连续的测量,同时进行。对于纳米机械和超导谐振器,这两种测量都可以通过将谐振器耦合到超导量子比特来实现。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single charge-current in a normal mesoscopic region attached to superconductor leads via a coupled Poisson Non-equilibrium Green Function formalism
研究了超导导线上的介观系统或量子点的I-V特性。在量子点的相互作用的影响被认为是通过充电能量的量子点,这种影响的治疗被认为是在泊松非平衡函数计划。
2015-12-11 cond-mat.mes-hall
Operation of a superconducting nanowire quantum interference device with mesoscopic leads
提出了一种描述超导纳米线量子干涉器件(NQUID)工作的理论。该装置由一对拓扑平行的超窄超导导线连接一对薄膜超导引线组成。由于超导序参量的热激活耗散涨落,它表现出固有的电阻。对于导线尺寸,应注意该电阻与垂直于导线的外部施加的磁场强度的相关性,使得磁场基本上完全且均匀地穿透导线。这种状态,其中至少一个引线尺寸位于超导相干和穿透长度之间,被称为介观状态。磁场引起器件电阻的显著振荡,其周期不受通过由导线和膜边缘包围的区域的Aharonov-Bohm效应的支配,而是在引线的几何形状方面,与薄壁超导圆柱体的众所周知的Little-Parks电阻形成对比。一个理论,包括这种现象,是通过扩展,设置平行的超导导线,Ivanchenko-Zil'berman-Ambegaokar-Halperin理论的情况下,短导线和Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin理论的情况下,较长的导线。它表明,NQUID作为一个探头的超导序参量的空间变化。
2005-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Comment on "Conductance fluctuations in mesoscopic normal-metal/superconductor samples"
最近,Hecker等人[Phys. Rev. Lett. 79,1547(1997)]实验研究了连接到超导Nb接触的介观Au线中的磁导波动。他们声称已经观察到超导状态下这些电导波动的均方根幅度(rms(Gn))相对于正常状态下的均方根幅度(rms(Gn))增加了2.8倍。在这篇评论中,我们认为,当我们校正来自接触的非相干串联电阻的存在时,测量的rms(Gn)与rms(Gn)相比没有显著增强,这在Nb处于超导或正常状态时是不同的。
1997-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Bloch Oscillating Transistor
介绍了一种新的介观晶体管,它由超导岛通过两个介观隧道结连接到超导电极和正常电极组成。此外,岛通过电阻器充电。布洛赫振荡、单电子效应和欧姆电流之间的相互作用导致器件具有高电流增益。用数值模型分析了晶体管的工作和特性。
2003-05-12 cond-mat.mes-hall
Pinning-induced formation of vortex clusters and giant vortices in mesoscopic superconducting disks
由于磁通量的强约束,在超导转变附近的非常小的超导体中出现多量子或巨涡旋(GV)。在这里,我们提出了一个新的证据,钉扎相关的,机制的GV的形成。使用苦装饰可视化小Nb盘中的涡旋,我们表明,结合强无序约束导致个别涡旋合并成集群,甚至GVs远低于Tc和Hc2,在没有钉扎的情况下,个别涡旋的定义明确的外壳。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting on-chip spectrometer for mesoscopic quantum systems
光谱学是探测物理、化学和生物系统的有力工具。近年来,微加工技术的发展引入了新颖的、有趣的介观量子系统,包括超导-半导体混合器件和拓扑非平凡的电路。缺乏一种灵敏的、通用的光谱仪来探测这些系统的能级。我们提出了一种基于电压偏置超导量子干涉器件的片上吸收光谱仪,它可以很好地工作到毫米波波段。我们展示了光谱仪的能力,通过耦合到各种超导系统,探测现象,如准粒子和等离子体激发。我们在40-50 GHz的范围内进行光谱的微观可调非线性谐振器和测量过渡到高度激发态。约瑟夫森结光谱仪,具有出色的频率范围,灵敏度和耦合强度,将使新的实验中的线性和非线性光谱的新的介观系统。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Phase diagrams of a p-Wave superconductor inside a mesoscopic disc-shaped sample
利用Ginzburg-Landau理论研究了介观圆盘结构中时间反演对称破缺p波超导态的有限尺寸效应和边界效应。我们发现,对于一个大的参数范围内,系统表现出多个相变。从正常态的超导转变也可以作为外部磁场的函数而折返。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge-Kondo Effect in Mesoscopic Superconductors Coupled to Normal Metals
提出了介观正常-超导-正常异质结构中电荷近藤效应的理论方案,其中超导能隙超过静电荷能.在这些设备中的电荷近藤相关性改变了传统的Andreev反射和电子cotunneling的温度依赖性。我们预测典型的近藤温度的$\gtrsim 10 {\rm mK}$,并建议实验架构相结合的超导电荷量子比特与半导体纳米线在低温下。
2011-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Second generation of vortex-antivortex states in mesoscopic superconductors: stabilization by artificial pinning
在均匀磁场中,超导多边形及其诱导的多涡旋态的对立对称性可能导致在超导/正常态边界附近出现反涡旋(介观约束特别强)。所得的涡旋-反涡旋(V-Av)分子与样品对称性相匹配,但对缺陷和波动极其敏感,并且在实验中仍未被检测到。在这里,我们表明,V-Av状态可以重新出现在超导状态的深处,由于在一个多边形设置的穿孔阵列,围绕一个中心孔。这种状态不再是由样品的对称性引起的,而是由钉扎本身引起的,这阻止了涡旋-反涡旋湮灭。因此,即使是微米大小的,明确间隔的V-Av分子可以稳定在大介观样品。
2009-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Shelving Readout of Superconducting Qubits in Circuit QED
提出了一种测量片上微波谐振器中超导量子比特内部状态的方法。我们表明,一个量子比特状态可以与越来越大的腔相干场的产生,而另一个仍然与真空。通过用常规设备测量出射谐振器场,可以实现有效的单次QND样量子位读出,从而能够在用于捕获离子的电子搁置技术的精神下实现高保真度测量。我们期望所提出的想法可以适用于不同的超导量子位设计,并有助于进一步提高量子位读出保真度。
2009-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Mesoscopic superconducting memory based on bistable magnetic textures
随着处理大数据的能源需求不断增加,实现低功耗计算技术,如超导逻辑和存储器,已成为一个紧迫的问题。然而,开发快速和非易失性超导存储器元件仍然是一个挑战。超导体-铁磁体混合器件提供了一种有前途的解决方案,因为它们将自旋的超快速操纵与无耗散读出相结合。在这里,我们提出了一种新型的非易失性约瑟夫森结存储器,它利用了一个单一的介观铁磁体的双稳态磁织构。我们使用微磁学模拟来设计一个由Nb/Co双层结构的椭圆形平面结。椭圆可以被制备成均匀磁化的或在零外加磁场下的一对涡旋。这两种状态产生相当不同的临界电流,使元件的可靠电读出成为可能。我们描述了用于控制临界电流的机制,通过应用数值计算来量化铁磁体的局部杂散场,从而改变超导干涉图案。通过结合微磁学模型和双稳态自旋织构结,我们的方法为实现超导存储器应用提供了一条新的途径。
2022-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Universal Conductance Fluctuations in Mesoscopic Systems with Superconducting Leads: Beyond the Andreev Approximation
我们研究了相位相干正常金属-超导体混合系统输运性质的样品-样品涨落。对正方晶格(费米电子)和蜂窝晶格(狄拉克电子)中的准一维和二维系统进行了广泛的数值模拟。结果表明,当费米能级在超导能隙$Δ$内时,Andreev电导涨落呈现出一个普适值(UCF),约为正常系统的两倍.根据随机矩阵理论,Andreev反射(AR)中的电子空穴简并度(ehD)在UCF分类中起着重要作用。我们的结果证实了这一点。我们发现,在扩散制度有两个UCF平台,一个对应于完整的电子-空穴对称性(与ehD)类和其他传统的电子-空穴转换(ehD打破)。此外,我们还研究了Andreev电导分布,发现对于固定平均电导$,G>$,Andreev电导分布是一个只依赖于ehD的普适函数。在本地化的制度,我们的研究结果表明,ehD继续作为一个指标,不同的普遍类。最后,如果存在正常运输,即,费米能超过能隙$Δ$,AR在局域区被无序极大地抑制,ehD变得无关紧要。结果表明,电导分布与正常系统的电导分布相同。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall
Soliton states in mesoscopic two-band-superconducting cylinders
在Ginzburg-Landau方法的框架下,我们提出了一个在外部平行磁场中介观(薄壁)双带超导柱中特定孤子态的自洽理论。当超导序参量的每个分量的相绕组数不同时,这种状态出现在“约瑟夫森型”带间耦合的存在下。我们在一定的无量纲参数$ε\approx\frac{\mathcal{L}_{m}}{\mathcal{L}_{k}}\ll1$中计算了系统的吉布斯自由能,直到二阶项,其中$\mathcal{L}_{m}$和$\mathcal{L}_{k} $分别是磁感应系数和动力学感应系数。我们得到了完整的精确孤子解。从局部和全局(热力学)稳定性的角度对这些解进行了深入的分析。特别是,我们表明,旋转对称性破缺所造成的孤子的形成引起的零频率旋转模式。虽然孤子态被证明是介稳态的,但最低单孤子态和介稳态零孤子态之间的最小能隙可以远小于后者的磁吉布斯自由能,只要带内“穿透深度”有很大不同,带间耦合很弱。我们的研究结果可能适用于一个广泛的类介观双连接结构呈现双带超导。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con