Resonant transmission of normal electrons through Andreev states in ferromagnets
预言了超导-铁磁体-超导Andreev干涉仪电导的巨振荡.该效应是由于当施加到铁磁体的电压$V$接近于$2h_0/e$($h_0$是电子能量的自旋依赖部分)时,正常电子通过Andreev能级的共振传输。给出了偏置电压和超导体之间的相位差对电流和微分电导的影响。这些效应允许铁磁体中Andreev能级的直接光谱。
1999-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary Potential Method for Describing Electron Teleportation in an Interferometer with a Topological Superconductor
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University(广岛大学先进理工学研究科)
针对含拓扑超导体的干涉仪中电子隐形传输问题,提出基于散射理论的边界势方法,在电荷约束下计算电导。
2026-05-27 cond-mat.mes-hall
Subgap resonant quasiparticle transport in normal-superconductor quantum dot devices
我们报道了在超导铅和正常金属接触的碳纳米管(CNT)量子点(QD)器件中,在超导能隙以下的偏压下的热激活输运共振。这些共振是由于超导体在高温下的有限准粒子数,并且只有当量子点寿命展宽比带隙小得多时才能观察到。这个条件是满足我们的量子点设备与优化的Pd/Pb/In多层接触,这导致可再现的大和“干净”的超导传输间隙与一个强大的电导抑制subgap偏置。我们发现,这些差距的增加磁场和温度单调关闭。通过一个简单的共振隧穿模型的准确描述的subgap共振说明了理想的特性报告的铅接触,并给出了另一种访问的隧道耦合强度在量子点。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
DC Josephson effect in superconductor-quantum dot-superconductor junctions
弱耦合到两个普通金属引线上的量子点,当其中一个量子点能级位于外加偏压窗口内时,表现出共振透射。但是,当量子点与传输通道侧去耦时,当量子点能量位于偏置窗口中时,通道中的传输被抑制。通过将传输通道连接到超导储存器并施加约瑟夫森相位差而不是电压偏置,也可以在传输通道中驱动恒定电流。一个有趣的问题是研究连接在两个超导体上的量子点的输运。为了结合量子点是侧去耦的几何形状,我们考虑了具有两个连接到超导体的位置的量子点的两种几何配置:(A)两个位置都在传输通道中的一种配置和(B)只有一个位置在传输通道中并且第二个位置侧去耦的另一种配置。我们发现,当点中两个位置的能量相等时,两种组态对约瑟夫森电流都表现出共振传输,并给出定性相同的结果。这两种配置表现出不同的约瑟夫森电流特性时,两个网站的现场能量是大小相等,符号相反。我们理解所取得的成果。所研究的系统在当前实验的范围内。
2021-02-27 cond-mat.mes-hall
Majorana Fermion Induced Resonant Andreev Reflection
我们描述了实验签名的马约拉纳费米子边缘状态,形成在超导体和表面的拓扑绝缘体之间的界面。如果铅通过电子隧穿耦合到马约拉纳费米子,马约拉纳费米子会从铅到接地的超导体产生\textit{resonant} Andreev反射。如果超导体中存在偶数(奇数)个涡旋,则线性隧穿电导为$0 $($2 e^2/h$)。类似的共振发生隧道进入零模式的涡核。我们还研究了双引线器件的电流和噪声。
2009-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single atom laser in normal-superconductor quantum dots
我们研究了一个与超导导线强耦合的单能级量子点和一个与普通电极隧道耦合的单能级量子点。我们表明,这样的系统可以维持激光的特点是由一个亚泊松福克态分布的谐振器。在亚能隙输运机制中可以清楚地识别激光机制:在共振情况下,电流被钉扎到该混合纳米结构中可实现的最大值。
2019-04-28 cond-mat.mes-hall
Supercurrents through gated superconductor-normal-metal-superconductor contacts: the Josephson-transistor
我们分析了通过窄弹道超导体-正常金属-超导体约瑟夫森接触的输运,在超导体-正常金属界面处具有非理想传输,例如,由于绝缘层、有效质量阶跃或带失配(SIN界面)。通过在SIN界面处的Andreev反射和正常反射的组合来确定正常导线中的电子光谱。在SIN界面的强正常散射引入电子和空穴的共振在正常区域中出现在准粒子谱。这些共振有很强的影响,我们发现由最低准粒子水平确定的临界超电流$I_c$:调整潜在的$μ_{x0}$的电子和空穴类共振交叉点,我们发现在$I_{\rm c}$尖锐的峰值,导致在一个transitor效应。我们比较了这种谐振约瑟夫森晶体管(RJT)的超导单电子晶体管(SSET)的性能。
2001-01-16 cond-mat.mes-hall
Andreev Reflection Enhancement in Semiconductor-Superconductor Structures
我们发展了一种新的理论方法,用于模拟各种各样的超导体-超导体结构,具有任意的势垒和空间依赖的超导序参量。我们证明,由于肖特基势垒形状,电导谱不对称。我们进一步表明,Andreev反射过程可以显着增强,通过共振隧穿与适当的势垒配置,它可以将肖特基势垒作为一个有贡献的组件的设备。此外,我们还发现在超晶格结构中也可以实现共振隧穿。这些理论上证明的效果,以及我们的建模方法,使更有效的库珀对注入到超导体-超导体结构,包括超导光电子器件。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Effect of incommensurate disorder on the resonant tunneling through Majorana bound states on the topological superconductor chains
本文用数值算符方法研究了具有无公度势的Kitaev链与两个正常导联耦合的输运问题。我们发现了$e^2/h$的量子化线性电导,它在很宽的范围内与无序强度和栅电压无关,表明了Majorana束缚态。而在有限偏压下,无公度无序抑制了电流,使$I-V$曲线的线性响应区变窄,呈现出分别对应于超导能隙和带边的两个平台。当无序强度达到临界值$2+2Δ$(p波对振幅为$Δ$)时,线性电导突然下降到零,对应于拓扑超导相到Anderson局域相的转变.改变栅极电压还将通过将链驱动到拓扑平凡的超导相而引起线性电导的突然下降,其$I-V$曲线呈现指数形状。
2014-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Breakdown of the Hebel-Slichter effect in superconducting graphene due to the emergence of Yu-Shiba-Rusinov states at magnetic resonant scatterers
采用解析方法和量子输运模拟,我们研究了在共振磁性和自旋轨道活性杂质存在下,由$s$波超导体邻近的石墨烯中准粒子自旋的弛豫。在非共振状态下,当电子从磁性杂质上散射时,弛豫随温度的降低而增加,即Hebel-Slichter效应;当杂质具有自旋轨道耦合时,弛豫随温度的降低而减小。这种独特的温度依赖性(不存在于正常状态)唯一区分两种散射机制。然而,我们表明,赫贝尔Slichter图片打破共振。在超导能隙内Yu-Shiba-Rusinov束缚态的出现使谱重重新分布远离磁共振。结果与Hebel-Slichter理论相反:自旋弛豫随温度降低而减小。我们的研究结果适用于一般的$s$波超导体与共振磁性杂质,而且,正如我们所示,共振磁性约瑟夫森结。
2020-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Criticality in Resonant Andreev Conduction
最近的实验与邻近纳米线的启发,我们研究了介观s波超导体连接通过点接触正常状态的铅。我们证明,在低于充电能量的能量下,系统由双通道近藤模型描述,该模型可以通过改变接触的栅极电势和电导来达到量子临界状态。
2017-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photon-assisted tunneling at the atomic scale: Probing resonant Andreev reflections from Yu-Shiba-Rusinov states
超导结中的超导过程有很多种,包括单个电子、库珀对,甚至更多的电子通过多次Andreev反射而转移。光子辅助隧穿与古老的Tien-Gordon模型相结合,长期以来一直是识别超导体之间隧穿过程的有力工具。在这里,我们探测超导隧道结,包括杂质诱导的Yu-Shiba-Rusinov(YSR)状态,通过暴露在微波辐射的超导尖端的扫描隧道显微镜。我们发现,一个简单的Tien-Gordon描述描述的隧穿单电子和库珀对到裸衬底,但打破了隧穿通过YSR状态的共振Andreev反射。我们开发了一个改进的理论描述,这是非常符合数据。我们的研究结果建立了光子辅助隧穿作为一个强大的工具来分析隧穿过程在原子尺度上,这应该是特别翔实的非常规和拓扑超导体。
2020-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonant tunneling through Andreev levels
本文用半经典方法分析了与超导镜接触的正常导体的隧穿输运。我们的分析表明,通过Andreev水平的共振传输的电子-空穴传播沿半经典轨迹是可能的,导致过剩的,低能量准粒子的贡献的电导。过剩电导随超导体之间的相位差而振荡,对于远低于超导温度的温度,在$π$的奇数倍处具有最大值
1998-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Macroscopic Resonant Tunneling through Andreev Interferometers
研究了两个s波超导体上的弹道混沌量子点的电导和光谱随两个序参量之间的相位差$ϕ$的变化.结合分析技术-随机矩阵理论,纳扎罗夫的电路理论和基于量子力学的半经典理论-使我们能够详细探索量子到经典的交叉。当超导体没有相位偏置时,$ϕ=0$,我们恢复已知的结果,即量子点的光谱表现出激发间隙,而通过两个正常的引线携带$N_{\rm N}$通道和连接到点通过隧道接触的透明度$Γ_{\rm N}$的电导是$\propto Γ_{\rm N}^2 N_{\rm N}$。相反,当$ϕ=π$时,激发能隙关闭,电导变为通用状态下的$G \propto Γ_{\rm N} N_{\rm N}$。对于$Γ_{\rm N} \ll 1$,我们观察到一个数量级的电导增强对$G \propto N_{\rm N}$在短波长的限制。我们将这种增强与通过接近费米能量的宏观数量的能级的共振隧穿联系起来。我们的预测得到了数值模拟的证实。
2007-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Creation of nonlocal spin-entangled electrons via Andreev tunneling, Coulomb blockade and resonant transport
我们讨论了几种情况下创建的非局域自旋纠缠电子提供了电子Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)对的来源。其中心思想是利用超导体中自然存在的库珀对形式的自旋相关性。我们表明,非局域自旋纠缠的形式,一个有效的海森堡自旋相互作用之间的电子自旋驻留在两个量子点,它们之间没有直接耦合,但它们中的每一个被隧道耦合到同一个超导体。然后,我们讨论了一个非平衡的设置,移动和非本地自旋纠缠可以通过相干注入两个电子在Andreev隧穿过程中到两个空间分离的量子点,随后到两个费米液体铅。将两个自旋纠缠电子注入不同引线的电流显示出共振,而经由相同点进入相同引线的隧穿被量子点的库仑阻塞效应抑制。电流中的Aharonov-Bohm振荡包含h/e和h/2 e周期。最后,我们讨论了一个结构组成的超导体弱耦合到两个单独的Luttinger液体铅。我们表明,强相关性再次抑制相干随后隧穿的两个电子进入同一铅,从而再次产生非本地自旋纠缠电子。
2002-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin relaxation, Josephson effect and Yu-Shiba-Rusinov states in superconducting bilayer graphene
双层石墨烯有两个不等价的亚晶格,因此,相同的吸附原子杂质可以表现在光谱上不同的方式-尖锐与宽共振附近的电荷中性-这取决于它吸附的亚晶格。采用格林函数的分析方法和数值Kwant包,我们调查的光谱和运输之间的相互作用的共振和超导相干诱导的双层石墨烯接近的s波超导体。通过分析准粒子自旋弛豫速率、Yu-Shiba-Rusinov态能量、Andreev谱和约瑟夫森结的超导特性与掺杂和温度的关系,我们发现了区别共振和非共振区域的独特超导特征。我们的研究结果在某些方面超越了超导双层石墨烯,并适用于由共振磁性杂质功能化的一般s波超导体。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
de Gennes-Saint-James resonant transport in Nb/GaAs/AlGaAs heterostructures
用分子束外延技术在GaAs衬底上生长了混合超导体-半导体异质结,研究了这种异质结的共振输运特性。这种异质结构实现了de Gennes和Saint-James在1963年提出的模型系统[P.G. de Gennes和D.圣詹姆斯物理学快报{ \bf 4},151(1963)]。在低温下,一个单一的显着的共振峰叠加到特征Andreev主导的子间隙电导。在量子输运的随机矩阵理论中成功地分析了所观察到的磁输运性质,并通过直接求解Bogoliubov-de Gennes方程来包括弹道效应。
2001-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shape-resonant superconductivity in nanofilms: from weak to strong coupling
不同材料的超薄超导体正在成为一个强大的平台,以发现增强超导性的机制,利用不同超导性质的形状共振。在这里,我们评估的超导能隙和它的空间分布,多个间隙组件,和化学势,一般的超导纳米薄膜,考虑配对吸引力和它的能量尺度作为可调参数,从弱到强的耦合,在固定的电子密度。在平均场水平下,作为纳米膜的厚度的函数的超导性质进行评估,以表征超导能隙中的形状共振。我们发现,最明显的形状共振是在弱耦合超导体中产生的,而在接近强耦合状态时,由于在大能量尺度上延伸的大能隙,形状共振被子带的混合所圆化。最后,我们发现,空间分布,横向的纳米薄膜,超导能隙收购的形状共振区的平坦行为,表明一个强大的和均匀的多能隙超导状态可以出现在共振。
2016-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Bound states in One Dimensional Topological Superconductor
研究了一维拓扑超导体中空间反转对称破缺时Andreev束缚态的电荷性质。尽管没有SIS,我们显示了一个隐藏的对称性Bogoliubov德Gennes方程周围的费米点除了粒子-空穴对称性。这种隐藏的对称性保护了ABS的电荷仅仅依赖于相应的费米速度。另一方面,如果SIS存在,ABS是电荷中性的,类似于马约拉纳费米子。我们证明了ABSs的电荷可以通过共振微分隧穿电导在隧穿输运谱中进行实验测量。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Composite excitation of Josephson phase and spin waves in Josephson junctions with ferromagnetic insulator
从理论上研究了超导体/铁磁绝缘体/超导体(S/FI/S)结中约瑟夫森相位波和自旋波的耦合。结合Maxwell方程和Landau-Lifshitz-Gilbert方程计算了FI中结内的电磁场和与自旋波耦合的Josephson电流。在S/FI/S结中,发现电流-电压(I-V)特性曲线出现两个共振峰。共振峰处的电压是电磁场简正模的函数,这表明S/FI/S结中电磁场和自旋波的复合激发。我们还研究了另一种类型的结,在这种结中,绝缘体(I)位于S和FI之间的界面之一。在这样的S/I/FI/S结中,由于约瑟夫森相位耦合到I层中的EM场,所以在I-V曲线中出现三个谐振峰。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Modulation of Majorana-Induced Current Cross-Correlations by Quantum Dots
我们研究了通过具有一对马约拉纳端态的拓扑超导体的电荷传输,该超导体通过具有共振能级的量子点与引线耦合。马约拉纳束缚态的非定域性开启了具有非定域散粒噪声的交叉Andreev反射的可能性,这是由于电子注入到超导体的一端,然后在另一端发射空穴。在两个共振量子点能级的能量空间中,我们发现由于交叉Andreev反射产生的噪声强度呈现出四峰的三叶草状模式,与Majorana束缚态不存在时的单椭球峰不同.
2013-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous enhancement of spin Hall conductivity in superconductor/normal metal junction
我们提出了一种自旋霍尔器件,在超导体/正常金属(SN)结中诱导大自旋霍尔效应。在计算正常金属的非本征自旋霍尔电导时,考虑了侧跳和斜散射机制。我们发现,当超导体与正常金属间的电压接近超导能隙时,这两种贡献都得到了极大的增强。这种增强归因于费米能级处正常金属中态密度的共振增加。我们的研究结果表明,一种新的方法来控制和放大的自旋霍尔电导率通过施加一个外部的直流电场,表明SN结具有潜在的应用与大自旋霍尔效应的自旋电子器件。
2011-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of Majorana Quantum Critical Behavior in a Resonant Level Coupled to a Dissipative Environment
我们实验研究了一种奇异的电子物质的状态,通过微调到量子临界点(QCP),实现在一个自旋极化的共振水平耦合到强耗散电极。测量了几个近平衡态和远平衡态的输运标度律,并对其进行了理论解释。我们的分析揭示了分裂的共振能级成两个准独立的马约拉纳模式,一个强烈的杂化的铅,和其他紧密绑定的量子点。剩余的相互作用,涉及这些马约拉纳费米子的结果在观察一个惊人的准线性非费米液体散射率在QCP。我们的设备构成了一个可行的替代拓扑超导体作为一个平台,研究强关联效应在马约拉纳物理。
2012-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of the Higgs mode in transport through a normal-metal--superconductor junction
超导体在太赫兹范围内受到电磁辐射时,其序参量会出现振幅振荡。然而,将这种所谓的希格斯模式耦合到充电电流是非常困难的。我们建议使用直流电压偏置的正常金属超导隧道结实现这样的耦合在粒子空穴非对称配置。使用准经典格林函数形式主义,我们证明了三个特征签名的希格斯模式:(i)交流充电电流表现出明显的共振行为,是最大的辐射频率与序参量一致时。(ii)交流充电电流幅值随电压偏置的增加呈现出特征性的非单调行为。(iii)在大电压偏置的谐振时,AC电流与偏置成反比地消失。这些签名提供了一个电子检测方案的希格斯模式。
2020-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con