Theoretical study of magnetism induced by proximity effect in a ferromagnetic Josephson junction with a normal metal
从理论上研究了铁磁约瑟夫森结的邻近效应在正常金属中引起的磁性，这种结是由两个$s$波超导体通过铁磁金属/正常金属/铁磁金属结（${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结）分隔而成的.我们通过求解Eilenberger方程计算了$N$的磁化强度。我们证明了当${N}$中的自旋三重态偶频奇宇称Cooper对和自旋单重态奇宇称Cooper对的反常格林函数的乘积具有有限值时，磁化在${N}$中产生。感应磁化强度$M(d,θ)$可以分解为两部分，$M(d,θ)=M^{\rm I}(d)+M^{\rm II}(d,θ)$，其中$d$是$N$的厚度，$θ$是两个${S}$之间的超导相位差。因此，$M(d,θ)$的$θ$依赖性允许我们通过改变$θ$来控制磁化的幅度。$M(d,θ)$随$θ$的变化确实是由邻近效应引起的磁化的良好证据，因为某些磁化测量方法拾取了${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结中的总磁化。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable magnetic states in chains of coupled phi-0 Josephson junctions with ferromagnetic weak links
本文研究φ0约瑟夫森结链的磁性质，发现其表现为n能级系统，能级能量由磁矩投影决定，且可通过电学手段控制能级顺序，总磁矩可由超电流完全控制，响应具有非局域性。
2024-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fraunhofer patterns in magnetic Josephson junctions with non-uniform magnetic susceptibility
基于磁约瑟夫森结的超导存储器和逻辑的发展依赖于对结特性的理解，特别是临界电流对外部磁通量（即夫琅和费模式）的依赖性。随着具有各种形式的非均匀势垒磁性的约瑟夫森结的迅速发展，夫琅和费花样也越来越复杂。在本文中，我们建立了磁约瑟夫森结的夫琅和费图案模型，其中势垒磁化率是位置和外部磁场相关的。该模型预测的异常夫琅和费图案中的约瑟夫森临界电流的局部极小值可以是非零和非周期性的外部磁通量由于高磁化和退磁区域之间的干扰效应。
2019-03-17 cond-mat.supr-con
Nonsinusoidal current-phase relation in SFS Josephson junctions
本文在准经典理论的范围内，在薄扩散铁磁夹层的限制下，研究了超导体-铁磁体-超导体（SFS）点接触和平面双势垒结中各种类型的电流-相位关系I（φ）。的物理机制，导致高度非平凡的I（φ）的依赖性被确定通过研究超电流谱密度。这些机制也是SFS约瑟夫森结中0-π跃迁的原因。
2002-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in S/F/S junctions: spin bandwidth asymmetry vs. Stoner exchange
本文利用Bogoliubov-de Gennes方程在准经典Andreev近似下分析了弹道超导体/铁磁体/超导体结中的直流约瑟夫森效应。我们认为铁磁性的可能性起源于相反的自旋，即自旋带宽不对称的载流子的质量重整化。我们提供了一个通用的Andreev水平，这是有效的任意接口的透明度，交换相互作用，带宽不对称的公式。我们分析了电流相位关系，临界电流，和自由能在短结制度。我们证明了一个更大的数量的$0-π$过渡结宽度或极化幅度的变化所造成的预期时，铁磁性是由自旋带宽不对称性相比，斯通纳磁性，和相同的机制可能是负责流动的一个更大的临界电流。我们比较两个相同的结的相图不同的机制，中间层成为磁性，即斯通磁性或带宽不对称。特别是，我们指出，对于这两种情况下，跨结的相位差在基态不需要是相同的，即使极化是相等的。
2011-04-26 cond-mat.supr-con
Intrinsic Josephson Effects in the Magnetic Superconductor RuSr2GdCu2O8
我们测量了小尺寸RuSr_2GdCu_2O_8单晶的层间电流输运。我们发现了一个明确的本征约瑟夫森效应，表明该材料作为一个天然的超导体-绝缘体-铁磁体-绝缘体-超导体超晶格。到目前为止，我们没有发现由于RuO 2层的磁性而导致的非常规行为。
2004-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
General boundary conditions for the quasiclassical kinetic equations in the presence of magnetism and unconventional superconductivity
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）；Nagoya University（名古屋大学）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（材料物理中心（CFM-MPC）CSIC-巴斯克国立理工大学联合中心）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
本文提出磁性及非常规超导系统中准经典动力学方程的一般边界条件，推导输运及全计数统计，并揭示反常邻近效应与约瑟夫森耦合中的自旋取向及二极管效应条件。
2026-10-06 cond-mat.supr-con
Bifurcation structure and chaos in nanomagnet coupled to Josephson junction
最近，在纳米磁体耦合到约瑟夫森结的数值模拟中观察到了不规则的易轴重取向，表明了Kapitza摆的特征。为了解释它的起源，我们研究了由于超导和磁性的相互作用而在这个系统中出现的磁化分叉和混沌。以约瑟夫森与磁能比为控制参数，磁化强度的分岔结构表现出几种进动运动。它们与铁磁共振区的混沌行为、双稳性和多周期轨道有关。研究了外部周期驱动对系统分岔结构的影响。结果表明，高频模式的周期运动和混沌响应附近的共振。远离铁磁共振，我们观察到一个准周期行为。
2021-11-24 cond-mat.supr-con
Skyrmion Control of Majorana States in Planar Josephson Junctions
平面约瑟夫森结提供了一个多功能的平台，替代基于几何形状的马约拉纳束缚态的产生，由于拓扑超导性的附加相位可调谐性。在二维电子气中，手征磁性和超导性的邻近感应显示出操纵拓扑超导性的显著前景。在这里，我们考虑一个约瑟夫森结涉及的skyrmion晶体，并表明手性磁性的skyrmion可以创建和控制的马约拉纳束缚态，而不需要一个内在的Rashba自旋轨道耦合。有趣的是，在我们的几何中的Majorana束缚态在结处的零相位差处被鲁棒地实现。skyrmion半径，外部可调的磁场或磁各向异性，带来了独特的控制功能的马约拉纳束缚态。
2021-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Semifluxon molecule under control
在基态具有相位降π的约瑟夫森结允许产生仅携带一半磁通量量子Phi_0~2.07*10^-15 Wb的超电流涡旋。这样的半流激子具有双重简并基态，表示为上（通量为+Phi_0/2，超电流顺时针循环）和下（通量为-Phi_0/2，超电流逆时针循环）。本文研究了在0 π-0长约瑟夫森结中由两个耦合半流子组成的分子。半流激子的通量（极性）由两个片上SQUID测量。通过改变直流偏置电流施加到0-π-0结，我们展示了可控的操纵和两个状态之间的切换，上下和上下，一个半流激子分子。这些结果提供了一个重要的一步，采用半流子作为位或量子位的经典和量子数字电子学。
2008-09-08 cond-mat.supr-con
MicroSQUIDs based on V/Cu/V Josephson nanojunctions
我们报告了基于纳米级钒/铜/钒约瑟夫森弱连接的microSQUID器件的制造和表征。磁驱动的量子干涉图案已被测量的温度在0.24 - 2 K范围内。作为磁力计，这些器件获得高达450 microV/Phi_0的通量-电压传递函数值，导致有希望的磁通量分辨率Phi_N < 3 microPhi_0 / Hz^（1/2），在此受限于室温前置放大级。磁通噪声性能的数字，这已经是现有的最先进的商业SQUID系统的竞争力显着改善，预计无论是与低温前置放大或采用基于主动反馈方案的优化电子读出阶段。
2013-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
0-pi Josephson tunnel junctions with ferromagnetic barrier
制备了高质量的Nb/Al_2O_3/ Ni_{0.6} Cu_{0.4} /Nb超导体-绝缘体-铁磁体-超导体约瑟夫森隧道结。利用阶梯状厚度的铁磁层，我们得到了0-π结，具有相等的长度和0和π部分的临界电流。我们的330微米（1.3 λ_J）长的结的基态对应于一个自发的涡流超导钉扎在0 π步骤和携带~6.7%的磁通量量子Phi_0。临界电流对外加磁场的依赖性在零磁场附近有一个明显的极小值。
2006-10-05 cond-mat.supr-con
Electrically modulated SQUID with single Josephson junction coupled by a time-reversal breaking Weyl semimetal thin film
超导量子干涉器件（SQUID）通常由两个约瑟夫森结组成，其中的干涉由磁通量调制。在这项工作中，我们提出了一个电调制SQUID的单约瑟夫森结耦合的时间反转中断外尔半金属薄膜。当费米能级较低时，Josephson电流仅由费米弧表面态介导，并且具有任意的基态相位差\phi 0，该相位差与横向电场和结的截面面积的乘积成正比;当费米能级适当时，体态对Josephson电流的贡献与0-结的电流-相位关系相当.利用表面沟道和体沟道的干涉，得到了单约瑟夫森结的电调制SQUID，为磁性外尔半金属的鉴别提供了实验方案，并可能在超导量子计算中有潜在的应用。
2017-12-13 cond-mat.supr-con
Proximity-reduced range of internal phase differences in double Josephson junctions with closely spaced interfaces
邻近效应和对破断效应对内部相位差范围的实质性影响发生在具有紧密间隔界面的对称双约瑟夫森结中，并影响超导电流j随中心引线长度L变化的演化。如果控制外部引线之间的相位差φ，并且L超过几个相干长度，则建立了模式互换的状态。随着L的减小，两个单独界面上的相位差的范围减小，并且逐渐消除较高能量模式的状态。随着L的进一步减小，模的互换区随着非对称模一起被破坏。最终建立了传统的单结电流-相位关系j（phi），并在很小的L处完全消除了凝聚态的加倍。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Novel features of Josephson flux-flow in Bi-2212: contribution of in-plane dissipation, coherent response to mm-wave radiation, size effect
研究了用聚焦离子束技术制备的Bi-2212单晶晶须堆中的约瑟夫森磁通流（JFF）。对于面内尺寸为30 × 2（mu）m^2的长结，我们发现在低温下，面内耗散对JFF电阻率（rho）_（Jff）有相当大的贡献。根据最近的理论[A。Koshelev，Phys.Rev.B62，R3616（2000）]，这导致（rho）_（Jff）（B）具有以下饱和度的二次型依赖性。JFF区的I-V特性也可以用该理论一致地描述。在JFF区，我们发现Shapiro阶跃响应的外部毫米波辐射。阶跃位置与所施加的微波的频率成比例，并且对应于来自被同步的堆叠的所有60个本征结的约瑟夫森发射。这意味着JFF在整个堆叠厚度上的相干性，并证明了通过磁场同步本征结的可能性。随着磁场的增加，I-V特性曲线上出现了JFF分支的阈值特征，阈值磁场B_t与垂直于磁场L的结尺寸（L = 30-1.4 μ m）成正比，公式为B_t =（Phi）_0/Ls，其中（Phi）_0为磁通量子，s为层间距。在JFF区的小堆的I-V特性中，我们发现了与约瑟夫森辐射与由堆形成的传输线中的主谐振腔模式的谐振相关联的费斯克阶特征。
2001-09-10 cond-mat.supr-con
Enhancement of the Josephson current by magnetic field in superconducting tunnel structures with paramagnetic spacer
本文研究了（S/M）IS隧道结构在平行磁场中的直流约瑟夫森临界电流（这里S为超导体，S/M为邻近耦合的S和顺磁M双层，I为绝缘势垒）。我们考虑的情况下，由于洪德的规则，在M金属的有效分子相互作用对齐自旋的导电电子反平行于本地自旋的磁性离子。预测了隧道结构中存在内部磁场和外加磁场对库珀对的破坏作用减弱的条件，以及外加磁场的增加引起隧道临界电流的场致增强的条件。超导性和磁性之间的相互作用，这种有趣的效果的实验实现也进行了讨论。
2004-12-11 cond-mat.supr-con
Supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions with heavy metal interlayers
来自常规BCS、$s$波超导体（$S$）的超电流能够穿透相邻铁磁（$F$）层的长度尺度取决于将单线态库珀对转换成三线态库珀对的能力。自旋对准的三重态库珀对不被铁磁交换相互作用反相，并且因此可以在比单重态库珀对长得多的距离上穿透$F$层。这些三重态库珀对携带无耗散的自旋电流，是新兴超自旋电子学领域的基本组成部分。单重态-三重态的非均匀磁性转换是公认的。在这里，我们描述了一种尝试，使用自旋轨道耦合作为一种新的机制来调解$S-F-S$约瑟夫森结中的单重态-三重态转换。我们报告说，在我们的约瑟夫森结中添加薄的Pt自旋轨道耦合层显着增加了超电流的传输，但超导的衰减长度没有发现增加。我们将增加的超电流传输归因于Pt作为缓冲层来改善Co $F$层的生长。
2018-06-04 cond-mat.supr-con
Anisotropic Josephson coupling of $d$ vectors in triplet superconductors arising from frustrated spin textures
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
研究通过非共线性经典交换场诱导各向异性约瑟夫森耦合，揭示三重超导体中$d$向量的配对顺序具有可塑性，与超流刚性竞争，并预测约瑟夫森二极管效应与自旋手性相关。
2026-05-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson vortex system in a flux-flow regime in electron doped high-Tc superconductor Nd(2-x)CexCuO4
本研究针对电子掺杂超导体Nd(2-x)CexCuO4外延薄膜，观测到混合态下c轴磁通流电阻的台阶结构，揭示其约瑟夫森涡旋自由流区的周期性规律，并明确磁穿透深度对涡旋尺寸的决定作用。
2025-02-24 cond-mat.supr-con
Josephson Coupling in the Dissipative State of a Thermally Hysteretic $μ$-SQUID
基于最小化热失控优化的收缩的半导体尺寸的超导干扰设备（$μ$ -SQUID）被示出为呈现电压振荡与施加的磁通量，尽管它们的滞后行为。我们解释了这一显着的特点，一个显着的超导贡献深入到电阻状态，由于有效的散热。一个间接分流的结模型，辅以热平衡确定的临界电流的幅度，以及所有的实验观察，包括通过引入一个单一的无量纲参数的（动态）再俘获电流和电压的磁通调制。因此，滞后$μ$ -SQUID可以以更快的响应在电压读出模式下操作。这一制度的定量建模结合加热和相动力学铺平了道路，为进一步优化$μ$ -SQUID的纳米磁性。
2018-07-16 cond-mat.supr-con
c-Axis Twist Bi2Sr2CaCu2O(8+delta) Josephson Junctions: A New Phase-Sensitive Test of Order Parmaeter Symmetry
Li等人发现，即使在Tc下，Bi 2Sr 2CaCu 2 O（8+x）的原子级纯c轴扭转结的临界电流密度JcJ与组成单晶的临界电流密度JcS相同，与扭转角φ 0无关。我们从理论上研究了dx ~ 2-y ~ 2波的序参量是否会因dxy分量的混合而发生扭曲，但发现这种扭曲不可能解释Tc附近的数据。因此，序参量包含s波分量，但不包含任何dx 2-y2波分量。此外，c轴约瑟夫森隧穿是完全不相干的。我们还提出了一个c轴结三晶实验，它不依赖于昂贵的基板。
1999-02-19 cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics and Majorana fermions in ferromagnetic Josephson junctions along the quantum spin Hall edge
我们研究了量子自旋霍尔绝缘体边缘铁磁序和超导序之间的相互作用。利用互补的解析和自洽的数值方法，我们研究了铁磁约瑟夫森结，并展示了磁性和超导U（1）相之间的直接耦合是如何引起几个不寻常的现象的，这些现象将本系统与它的非拓扑等价系统区分开来。特别是，我们演示了如何异常的电流相位关系触发超导感应磁化动力学，也研究了出现在结中的马约拉纳费米子的空间定位。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phil Anderson's Magnetic Ideas in Science
在菲利普W.根据安德森的研究，磁性一直扮演着一个特殊的角色，它提供了一个棱镜，通过它可以检查其他更复杂形式的集体行为和对称性破缺。我讨论了他从20世纪50年代到70年代和80年代在磁学方面的工作，他早期对反铁磁性的研究导致了超导的赝自旋处理，突出了他对局部磁矩物理学的贡献。菲尔对矩的形成机制和屏蔽的兴趣发展成为近藤效应和重费米子的现代理论。
2016-05-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunable critical supercurrent and spin-asymmetric Josephson effect in superlattices
将约瑟夫森效应与磁性或一般的自旋依赖性结合起来，创造了新的物理现象。自旋非对称约瑟夫森效应是一种被预言的现象，其中在约瑟夫森结上施加自旋相关的电势，诱导自旋极化的约瑟夫森电流。在这里，我们提出了一种方法来观察自旋非对称约瑟夫森效应与自旋相关的超晶格，可实现的，例如，在超冷原子气体中。我们表明，观察这种效果是可行的，通过数值研究的量子动力学系统在一维。此外，我们还证明了铁磁约瑟夫森结中临界超电流的增强或可调谐性[F. S. Bergeret，A. F. Volkov和K. B. Efetov，Phys. Rev. Lett. 86，3140（2001）]可以通过自旋非对称约瑟夫森效应来解释。
2014-02-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson current through a ferromagnetic bilayer: Beyond the quasiclassical approximation
基于Bogoliubov-de Gennes方程，给出了双层铁磁复合膜约瑟夫森结临界电流的精确数值解。我们证明，对于双层的磁矩的反平行取向，在双层界面处的势垒的存在下，作为铁磁体厚度和/或交换场的函数的临界电流的大振荡的结果。因此，在较小的交换场和厚度范围内，磁性导致临界电流的增加。这种效应在低温下非常明显，但在$T_c$附近消失。如果在双层界面处的势垒被自旋激活势垒代替，则观察到常规的0- $π$转变，类似于均匀铁磁约瑟夫森结的情况。引人注目的是，对于双层的磁矩的平行取向，自旋激活势垒的存在恢复了反平行情况下的反常行为-势垒。这些行为是由于库珀对穿过复合势垒的共振隧穿效应-在铁磁体的交换场存在的情况下，与自旋相关的费米矢量有关的效应。
2019-12-28 cond-mat.supr-con
Novel Josephson Effects in d-wave Superconductor Junctions with Antiferromagnetic Interlayers
我们计算了通过约瑟夫森隧道结的直流超导电流，该隧道结由夹在两个d波超导体（d）之间的反铁磁（AF）夹层组成。这样的d/AF/d结表现出丰富的约瑟夫森电流对层间参数的依赖性，包括随着温度或层间厚度的变化而发生0-π跃迁的可能性。此外，我们研究了d/I/d结时，dSC导线包括次优势磁相关。在这种情况下，界面附近的感生磁性可以强烈地减小110取向结的临界电流，而对于100取向没有得到抑制。这可能有助于解决高温超导体中临界电流与晶界角关系的长期难题。
2007-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Altermagnetic Even-Odd Effects in CsV$_2$Te$_2$O Josephson Junctions
Zhejiang University（浙江大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究发现CsV$_2$Te$_2$O结中存在交替磁性奇偶效应，通过层奇偶性调控自旋极化超电流及三重态传输，实现周期二振荡的超电流特性。
2026-02-16 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
Néel-Vector Control of the Josephson Diode Effect in $\mathcal{PT}$-symmetric Antiferromagnets
Anhui Province Key Laboratory of Low-Energy Quantum Materials and Devices, High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心低能量子材料与器件安徽省重点实验室）；Science Island Branch of Graduate School, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学研究生院科学岛分院）
本研究通过微观建模和对称性分析，发现$\mathcal{PT}$对称反铁磁约瑟夫森结的二极管效应和$\varphi_{0}$态可由Néel矢量控制，并发展通道分辨散射理论揭示其机制，为无场可调约瑟夫森二极管提供新平台。
2026-09-22 cond-mat.supr-con
Voltage-flux-characteristics of asymmetric dc SQUIDs
我们提出了一个详细的分析，电压通量V（Φ）特性的非对称直流SQUID与各种不对称。对于两个约瑟夫森结的临界电流中的有限不对称性α_I，相反极性的偏置电流的V（Phi）特性中的最小值沿着通量轴相对于彼此偏移Δ_Phi =（α_I）*（β_L）; β_L是屏蔽参数。这个简单的关系式使我们在YBa_2Cu_3O_（7-x）dcSQUID的实验中可以测定α_I并与理论进行比较。在广泛的beta_L和噪声参数Gamma范围内的大量数值模拟揭示了传递函数V_Phi对alpha_I和alpha_R（结电阻不对称性）的系统依赖性。对于对称dc SQUID，V_Phi分解为g（Gamma*beta_L）*f（alpha_I，beta_L），其中f也取决于alpha_I。当β_L小于5时，我们发现V_Phi随α_I的增加而减小，但这只能部分解释高T_c直流SQUID中经常观察到的V_Phi与实验值之间的差异。
2000-12-07 cond-mat.supr-con
Detection of the phase shift from a single quantized superconducting vortex
超导体中的Abrikosov涡旋携带一个定域在中心的通量量子Phi_0 = hc/2 e，但在超导凝聚体中引起全局的2 pi相位旋转。这种在磁场穿透区域之外的长程规范场是由于阿哈罗诺夫-玻姆效应，这是一种非经典现象，说明了量子力学中势而不是力的重要性。在伦敦规范中，凝聚态的相位由涡旋周围的极角给出。在这里，我们提出的问题，这种相移是否可以通过库珀对干涉测量使用约瑟夫森结作为相敏探测器检测。我们将一个单一的Abrikosov涡旋引入到超导导线中，在导线的边缘制作一个探测器结。我们观察到，涡流引起的约瑟夫森相移等于结长度内的涡流的极角。当涡旋靠近结时，它在约瑟夫森相位差中引起π阶跃，导致结可控且可逆地切换到0 -π状态。这反过来又导致结中通量的不寻常的Phi_0/2量子化。因此，涡旋可以作为量子电子学的可调谐“相位电池”。
2010-03-10 cond-mat.supr-con
Magneto-Josephson effects and Majorana bound states in quantum wires
马约拉纳束缚态的一个显著特征是它们产生的奇异约瑟夫森效应，经典的例子是跨结相位差具有4π周期性的分数约瑟夫森电流。最近的研究表明，拓扑绝缘体边缘支持一种新的“磁约瑟夫森效应”，即无耗散电流表现出4π周期依赖性，也对结的两个银行的塞曼场的相对取向。本文研究了自旋轨道耦合量子线结中的磁约瑟夫森效应。与拓扑绝缘体的情况相反，磁约瑟夫森效应的周期性不再遵循严格的超导-磁对偶的哈密顿量。我们采用数值计算以及分析参数，以确定显示异国情调的约瑟夫森物理量子线结的域配置，并阐明与相应的设置拓扑绝缘体边缘的特性差异。为了给实验提供指导，我们还估计了实际参数范围内磁约瑟夫森效应的大小，并比较了马约拉纳相关的贡献与非马约拉纳态共存的2π周期效应。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Half-integer Shapiro steps at the 0-pi crossover of a ferromagnetic Josephson junction
我们研究了S/F/S结在0和π基态交叉点附近的电流-相位关系。我们使用Nb/CuNi/Nb结，其中这种交叉由厚度和温度驱动。对于一定的厚度，在交叉温度下观察到临界电流的非零最小值。我们通过施加高频激励来分析这种剩余的超电流，并观察到半整数Shapiro步骤的形成。我们将这些分数阶归因于由于sin（2*phi）电流相位关系而使约瑟夫森频率加倍。这种相位依赖性可以用铁磁交换场中能级的分裂来解释。
2004-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic proximity-induced superconductivity and edge supercurrent in Kagome metal, K1-xV3Sb5
过渡金属三角晶格材料由于具有强关联、奇异磁性和电子拓扑结构等特性而引起人们极大的兴趣。Kagome网是特别重要的，因为几何阻挫磁性和拓扑能带结构的发现，分别在像Herbertsmithite和Fe 3 Sn 2晶体。KV 3Sb 5被发现是一种层状拓扑金属，具有钒的Kagome网络。在这里，我们制作了约瑟夫森结（JJ）的K1-xV 3Sb 5和诱导超导长结长度。通过磁阻和电流与相位的测量，我们观察到磁场扫描方向相关的磁阻，和各向异性的干涉图案与夫琅和费图案的平面内磁场，但抑制的临界电流的平面外磁场。这些结果表明，K1-xV 3Sb 5中存在各向异性的内部磁场，它影响了结中的超导耦合，可能导致自旋三重态超导。此外，长寿命的快速振荡的观察表明，从边缘状态所产生的空间局域化的导电通道的证据。这些观测为从电子关联和拓扑学角度研究可果美金属的非常规超导性和约瑟夫森器件奠定了基础。
2023-01-26 cond-mat.supr-con
Buzdin, Shapiro and Chimera Steps in $φ_0$ Josephson Junctions
研究 $φ_0$ Josephson 结在电磁辐射下的磁矩进动与 Josephson 振荡锁定，提出 Buzdin 与 Chimera 台阶并揭示其共振和自旋–轨道耦合特性。
2023-08-11 cond-mat.supr-con
Fragmentation of Fast Josephson Vortices and Breakdown of Ordered States by Moving Topological Defects
拓扑缺陷如涡旋、位错或畴壁在超导性、超流性、磁性、液晶和固体塑性中定义了许多重要的效应。在这里，我们解决了故障的拓扑保护的稳定性，这种缺陷驱动的强大的外力。我们专注于约瑟夫森涡旋，出现在平面弱链接的抑制超导性，吸引了很多关注的电子应用，新的太赫兹辐射源，和低耗散计算。我们的数值模拟表明，一个快速移动的涡流驱动的恒定电流变得不稳定的切伦科夫辐射引起的涡旋-反涡旋对的产生。结果，涡旋和反涡旋在空间上分离，并在不断扩大的耗散域的相对两侧不断积累。这种效应在低温下的薄膜边缘约瑟夫森结中最为显著，其中单个涡旋可以在远低于约瑟夫森临界电流的电流下将整个结切换到电阻状态。我们的工作提供了一个新的见解不稳定的移动拓扑缺陷，破坏全球长程序的方式是非常相似的裂纹在固体中的传播。
2015-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ferromagnetic 0-pi Junctions as Classical Spins
高阻尼PdNi基0-pi铁磁约瑟夫森结的基态表现出一个自发的半量子涡旋，由一个未知符号的超导电流维持。这种超电流在用作检测器的约瑟夫森结的电极中流动，并在其磁衍射图案中产生φ（0）/4位移。我们测量了这种结的超导转变的正负符号移动的统计。移位符号的随机性、其幅度的可再现性以及在场冷却时实现精确通量补偿的可能性：所有这些特征表明0-pi结表现为经典自旋，就像具有单轴各向异性的磁性纳米颗粒一样。
2005-01-19 cond-mat.supr-con
Spatially Inhomogeneous Triplet Pairing Order and Josephson Diode Effect Induced by Frustrated Spin Textures
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
研究通过摩擦自旋纹理产生各向异性约瑟夫森耦合，稳定非均匀三重态超导体中的配对序，并揭示由非零自旋手性或非共线d向量间的非对称耦合引起的约瑟夫森二极管效应
2026-05-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large superconducting diode effect driven by edge states in twisted iron-chalcogenide Josephson junctions
本研究在FeTe0.55Se0.45/2H-NbSe2转角范德华约瑟夫森异质结中实现约30%的零场超导二极管效率，发现其源于不对称边缘超电流，揭示了多带铁基超导体的奇异物理并提供高性能超导二极管新方案。
2025-10-01 cond-mat.supr-con
Quantum-Material Josephson Junctions: Unconventional Barriers, Emerging Functionality
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）
本文探讨量子材料约瑟夫森结中非常规屏障对称性和多体物理的探测作用，总结了磁性、关联和铁电屏障三种类型的核心方法与贡献。
2026-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Periodic alternating $0,π$-junction structures as realization of $ϕ$-Josephson junctions
我们考虑由小的交替的0-和π-约瑟夫森结组成的周期性结构的性质。我们表明，取决于各个结的长度之间的关系，该系统可以是在均匀的或在相位调制状态。当各个结的长度之间的失配超过临界值时，调制相位经由二阶相变出现。屏蔽长度在过渡点处发散。在调制状态下，结构中的平衡相位差可以取从-pi到pi（Φ结）的任何值。这种结构中的电流-相位关系具有非常不寻常的形状，具有两个极大值。因此，在一个小的结构中的临界电流的场依赖性是非常不同的标准夫琅和费的依赖性。长结构中的约瑟夫森涡旋携带部分磁通量，这由平衡相位决定。
2003-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Josephson-like effects in wide mesoscopic S-N-S junctions
在超导电极之间具有大间隔的介观超导-正常-金属-超导（S-N-S）结（即宽结）表现出非平衡超电流，即使在平衡约瑟夫森效应呈指数小的温度下也是如此。约瑟夫森频率的二次谐波支配这些电流，正如在最近的实验中观察到的那样。一个简单的描述这些影响，在电阻分流结模型的精神，建议在这里。它被用来计算直流I-V特性，并检查各种类型的噪声和外部微波辐射（夏皮罗步骤）的影响。研究发现，当结受到直流偏置或交流偏置驱动，甚至受到外部噪声驱动时，都会激发出非平衡超电流。在结的情况下，这也是长的方向垂直于电流，热力学相位波动（热噪声）单独可以驱动准粒子的局部平衡。然后预测磁通量以Phi_0 /2 = hc/4 e为单位被捕获。
1999-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Van der Waals Ferromagnetic Josephson Junctions
二维异质结构中的超导体-铁磁体（S-F）界面为研究超导性和铁磁性之间的相互作用提供了一个独特的机会。在范德华（vdW）晶体中实现这种纳米级异质结构在很大程度上仍然是未开发的，这是由于从它们的层状结构中制造原子级尖锐界面的挑战。在这里，我们建立了一个vdW铁磁约瑟夫森结（JJ）插入到两层超导体NbSe 2的几层铁磁绝缘体Cr 2Ge 2 Te 6。由于势垒的反磁矩，临界电流和相应的结电阻对面内磁场表现出滞后和振荡行为，表现为强约瑟夫森耦合状态。通过对这种磁滞现象的控制，我们可以有效地跟踪原子Cr2 Ge 2 Te 6在外加磁场作用下的磁性。此外，我们观察到一个中心的临界电流在一些厚的JJ设备，证明0和π相耦合的结区共存。我们的研究铺平了道路，探索灵敏的弱磁性探针和多功能积木相相关的超导电路与使用vdW异质结。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum interference of edge supercurrents in a two-dimensional topological insulator
由二维拓扑绝缘体（TI）构成的约瑟夫森弱连接表现出超导量子干涉器件（SQUID）中的超导磁振荡。我们提出了一个微观理论的这种效果，超越了基于标准SQUID理论的方法。对于长结，我们发现了一个温度驱动的交叉从Phi_0周期SQUID类振荡到2 Phi_0准周期干涉图案与不同的峰值在偶数和奇数值的磁通量量子Phi_0=ch/2 e。这种行为在短结中是不存在的，其中主要干扰信号发生在零磁场。这两种类型的干涉图案揭示了无间隙（保护）Andreev束缚态。然而，我们发现，通常的超导电流通量的关系是深刻修改的多普勒效应的屏蔽电流，这已被忽视以前。我们的研究结果可以解释最近观察到的偶奇干涉图案在InAs/GaSb基TI约瑟夫森结和发现未开发的纳米SQUID的操作制度。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of superconductivity and ferromagnetism in ferromagnetic semiconductor-based Josephson junctions
The University of Tokyo（东京大学）；New York University（纽约大学）；Center for Spintronics Research Network, The University of Tokyo（东京大学自旋电子学研究网络中心）；Institute for Nano Quantum Information Electronics, The University of Tokyo（东京大学纳米量子信息电子研究所）
研究揭示了铁磁半导体异质结构在诱导超导性和超导二极管效应中的潜力，展示了非传统弗拉恩霍费尔干涉图案和时序对称性破缺的证据。
2026-03-17 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Unconventional Josephson junctions with topological Kondo insulator weak links
三维（3D）拓扑绝缘体中的邻近诱导超导形成了物质的新量子相，并容纳了奇异的准粒子，如马约拉纳束缚态。通常研究的3D拓扑绝缘体的最大缺点之一是导电体的存在，其掩盖了表面态和低能束缚态。然而，在拓扑近藤绝缘体如SmB $_6$中引入超导性是有希望的，因为它们在低温下具有真正的绝缘体。在这项工作中，我们开发了一个非常规的约瑟夫森结耦合超导铌导致的表面态的SmB $_6$晶体。我们观察到一个强大的临界电流在低温下，响应于应用程序的平面外磁场与通常的夫琅和费模式的显着偏差。在微波辐射下出现的Shaphiro台阶进一步证明了约瑟夫森效应。此外，我们探讨了近藤击穿在我们的设备，如铁磁性的表面和超导电流的异常温度依赖性的影响。特别地，磁衍射图案显示出与场扫描方向的异常滞后，这表明在SmB $_6$表面磁性与超导性共存。实验工作将推进当前对拓扑非平凡超导体和与这种非常规超导相相关的紧急状态的理解。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Driving the field-free Josephson diode effect using Kagome Mott insulator barriers
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Radboud University（拉德堡德大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Washington（华盛顿大学）
利用Kagome莫特绝缘体屏障研究无磁场约瑟夫森二极管效应，发现关联强度U/t影响JDE效率。
2025-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
P-wave pairing near a spin-split Josephson junction
本研究探究自旋劈裂超导体间约瑟夫森结的特性，发现劈裂的安德列夫束缚态可引发基态跃迁与超电流阻塞，将其归因于结附近p波配对占主导，并通过配对通道分析和噪声谱验证了该结论。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tapping-mode SQUID-on-tip Microscopy with Proximity Josephson Junctions
本文提出结合 AFM 与邻近结 nanoSQUID 的轻敲模式 SQUID-on-tip，实现无激光、无外部辐射下电流、磁性、耗散和形貌的同步纳米成像。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport and Magnetism in Mesoscopic Superconductors
1911年由Kamerlingh Onnes发现的超导性，至今仍是凝聚态物理的一个迷人课题。人们对研究在本身不是超导体但与超导体电接触的金属中诱导的超导性很感兴趣。作为超导性的载体，库珀对穿过接触扩散到金属中，它们保持相关性，尽管配对机制被解除;我们称之为邻近效应。在过去的十年里，这些超导相关性的观测已经进入了实验的范围。利用最先进的制造技术，已经产生了介观样品，这些样品足够小和干净，以便在样品尺寸上保持电子的量子力学相干性。这篇理论论文的重点是在这些系统的电输运和磁屏蔽特性中出现的单粒子物理的各种签名。我们研究了NS结在有限电压电导和散粒噪声下的共振结构。绘制了NS混合层的H-T相图，描述了包括非局域性和杂质在内的抗磁屏蔽，Meissner排斥的磁击穿，发现了顺磁不稳定性对自发磁矩的影响。我们追溯到弹道SNS结的双临界电流通量周期性的非局域性。最后，我们利用约瑟夫森关系的结与非常规超导体的量子计算机的实现。
1999-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Qubits with Altermagnetic Josephson Junctions
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
通过微观计算研究交变磁约瑟夫森结如何改变超导量子比特性能，发现交变磁体可显著提高量子比特的抗退相干性和非谐性。
2026-07-14 cond-mat.supr-con quant-ph
Concurrent Ferromagnetism and Superconductivity in Fe(Te,Se) van der Waals Josephson Junctions
本文通过范德瓦尔斯约瑟夫森结输运测量，首次在Fe(Te,Se)中证实了与超导电性共存的界面铁磁性及时间反演对称性破缺，为拓扑超导研究提供了新途径。
2023-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Competing order and nature of the pairing state in the iron pnictides
我们发现磁性和超导电性之间的竞争可以用来确定铁砷化物的配对状态。为此，我们证明了巡回反铁磁相（AFM）和非常规的$s^{+-}$符号改变超导状态（SC）的边界附近的微观共存和宏观相分离，解释了实验观察到的竞争有序状态。相反，常规的$s^{++}$配对不能与磁性共存。扩展的微观自由能的系统与竞争订单周围的多临界点，我们发现，静态磁性起着内在的带间约瑟夫森耦合的作用，使相图敏感的对称性的库珀对波函数。我们把这个结果与准粒子激发谱和具有粒子-空穴对称性的系统的涌现SO $(5)$对称性联系起来。我们的结果依赖于这样的假设，即形成有序矩的相同电子有助于超导凝聚体，并且该系统接近粒子-空穴对称性。我们还比较了抑制SC在不同区域的FeAs相图，表明，而在欠掺杂侧，这是由于与AFM的竞争，在过掺杂侧，它是有关的消失的口袋从费米表面。
2010-07-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
A hybrid ferromagnetic transmon qubit: circuit design, feasibility and detection protocols for magnetic fluctuations
我们提出利用现有的隧道铁磁约瑟夫森结来实现混合超导量子比特。我们发现，铁磁势垒的特性滞后行为提供了一个替代的和固有的数字调谐的量子比特频率通过磁场脉冲。为了说明该设备的功能和局限性，我们讨论了耦合到一个读出谐振器和磁波动的影响。设想使用量子位作为噪声检测器及其相关性来研究磁性和超导性的微妙相互作用的可能性。
2022-06-01 cond-mat.supr-con quant-ph
