Physics of Proximity Josephson Sensor
我们研究的接近约瑟夫森传感器（PJS）在测辐射热和量热操作，并优化它为不同的温度范围之间的25 mK和几个开尔文。我们研究了辐射功率是如何被吸收在传感器中，并发现被照射的传感器通常处于弱非平衡状态。我们详细展示了超导体的接近程度如何影响设备响应：例如，通过电子-声子耦合和平衡噪声的变化。此外，我们估计石墨烯作为吸收体材料的适用性。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultrasensitive Proximity Josephson Sensor with Kinetic Inductance Read-Out
提出了一种基于长超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结的介观动态电感辐射探测器。这种接近约瑟夫森传感器（PJS）的操作依赖于大的动力学电感的变化，由于辐射下的指数温度依赖性的临界电流。如果作为量热计工作，PJS与dc SQUID读数相结合，则能够在THz范围内提供高达~10^3的信噪比（S/N），而在200 mK下，可以实现低至~ 7 × 10 ^{-20} W（Hz）^（-1/2）的电噪声等效功率（NEP）。高性能加上易于制造使得这种结构作为THz电磁辐射的超灵敏低温探测器具有吸引力。
2008-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-tunable barrier in proximity Josephson junctions
我们报告的实验微米级正常的金属环连接的超导导线，样品的几何形状，使充分调制的热激活势垒与应用磁通量，类似于一个对称的量子干涉装置。我们发现，除了一个恒定的因素为5，调制的障碍可以很好地拟合的Ambegaokar-Halperin模型的一个constitutively分流结，这里扩展到邻近结通量可调耦合能量估计使用准经典理论。这一观察结果有助于理解邻近结中的热涨落效应，同时也可能导致量子干涉器件中前所未有的控制水平。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long range triplet Josephson effect through a ferromagnetic trilayer
我们研究了通过铁磁三层的约瑟夫森电流，在扩散和清洁的限制。对于层中的共线（平行或反平行）磁化，由于超导体/铁磁体结构中的短程邻近效应，约瑟夫森电流很小。对于非共线磁化，我们确定的条件约瑟夫森电流占主导地位的另一个贡献来自长距离三重态邻近效应。
2007-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting current and proximity effect in ABA and ABC multilayer graphene Josephson junctions
利用基于Chebyshev-Bogoliubov-deGennes方法的数值紧束缚方法，我们描述了由多层石墨烯与顶部超导门接触而形成的约瑟夫森结。考虑了Bernal（ABA）和菱面体（ABC）堆积，我们发现堆积的类型对邻近效应和超电流有很强的影响。对于这两种情况下，对振幅显示二聚体和非二聚体原子之间的极化，更明显的菱形堆积。尽管与单层石墨烯相比，非二聚体位置中的邻近效应增强，但我们发现超导电流被抑制。超电流的空间分布表明，对于Bernal堆积，电流仅在最顶层流动，而对于菱面体堆积，电流贯穿整个结构。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sign reversal of ac Josephson current in a ferromagnetic Josephson junction
用隧道哈密顿量和格林函数方法研究了铁磁约瑟夫森结中的交流约瑟夫森效应。我们得到了两种类型的超导相位相关电流，即，约瑟夫森电流和准粒子对干涉电流（QPIC）。由于铁磁约瑟夫森结的0- $π$跃迁特性，这些电流随着FM层的厚度而改变其符号。作为施加电压的函数，约瑟夫森临界电流在间隙电压处显示出称为Riedel峰的对数发散，而QPIC显示出不连续的跳跃。Riedel峰由于0- $π$转变而反转，并在0- $π$转变点附近消失。QPIC中的不连续跳跃也代表了与Riedel峰类似的行为。这些结果与传统的结果相反。
2009-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal fluctuations and flux-tunable barrier in proximity Josephson junctions
约瑟夫森结中的热涨落效应通常在热激活的背景下使用Ambegaokar-Halperin（AH）理论来分析。“增强”的波动，表现为扩大的电流-电压特性，以前已经发现的接近约瑟夫森结。在这里，我们报告的测量微米级正常的金属环与薄超导电极接触，非常规的环路几何形状，使调谐的结势垒与施加的通量;对于某些几何形状，障碍可以有效地消除。当穿过正常金属环的磁通量接近奇数半整数磁通量量子时，以及对于具有较薄超导电极的设备，观察到更强的波动。这些结果表明，激活势垒，这是约瑟夫森耦合能量的邻近结，是不同于传统的约瑟夫森结。简单的一维准经典理论可以预测由于环结构的干涉效应，但如果不考虑样品尺寸的细节，则无法计算耦合能量的确切大小。这样，该系统的物理性质类似于细超导导线中的相位滑移过程。除了揭示邻近结中的热涨落之外，这里的发现还展示了一种新型的超导干涉装置，其具有在装置两侧共享相同SN界面的两个正常分支，这对于制造对称干涉装置具有技术优势。
2011-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Noise of a superconducting magnetic flux sensor based on a proximity Josephson junction
我们演示了基于邻近效应（超导量子干涉邻近晶体管，SQUIPT）的混合超导磁强计的直流输运特性和磁通噪声的同时测量。噪声由工作在几MHz频率范围内的低温放大器探测。在我们的非优化器件中，我们实现了由探针隧道结的散粒噪声设置的最小通量噪声$\sim 4\;μΦ_0/Hz^{1/2}$。通过进一步优化SQUIPT参数，主要是使邻近结长度和截面最小化，可以改善磁通噪声性能。此外，实验表明，该装置可用于研究其他高阻抗非线性器件中的散粒噪声。该技术为测量包括SQUIPT器件在内的灵敏磁力计提供了机会，其功耗非常低。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Balanced double-loop mesoscopic interferometer based on Josephson proximity nanojunctions
我们报道了一种基于三个纳米级截面的V/Cu/V约瑟夫森结的双端介观干涉仪的制作和表征。结已被安排在一个双环的几何形状实现的金属薄膜沉积通过电子束光刻定义的悬浮掩模。虽然观察到每个结的临界电流之间的显著量的不对称性，我们表明，干涉仪是能够抑制的超电流低于千分之6的水平，在这里被限制的测量分辨率。本纳米器件适用于微米尺度上的低温磁力和梯度测量。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave induced tunable subharmonic steps in superconductor-ferromagnet-superconductor Josephson junction
研究了超导体-铁磁体-超导体约瑟夫森结中铁磁与超导相动力学的耦合。结的电流-电压特性表现出次谐波电流阶跃的模式，形成魔鬼的楼梯结构。我们发现，在铁磁共振的步骤的宽度变得最大。此外，我们还证明了台阶的结构和宽度可以通过改变外磁场的频率、约瑟夫森与磁能的比值、吉尔伯特阻尼和结的尺寸来调节。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermodynamics of a phase-driven proximity Josephson junction
本文研究了超导体/正常金属/超导体约瑟夫森结{在短限内}的热力学性质。由于邻近效应，这样的结构成了一个热力学系统，其中{相位差}、超导、温度和熵是由状态方程连接的物理变量。这些允许设想准静态过程，我们的特点是热量和功交换。最后，我们结合这些过程来构建基于约瑟夫森的奥托和斯特林循环。我们研究了发动机和制冷机两种工况下的相关性能。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Ferromagnetic Josephson junction with precessing magnetization
用准经典超导理论计算了旋进磁化的扩散超导体/铁磁体/超导体结中的约瑟夫森电流。当结被相位偏置时，稳定电流（没有交流）尽管存在非平衡条件，但流体（流体）可以流过它。一个大的临界电流的预测，由于动态诱导的长程三重态邻近效应。这种效应可以在接近铁磁共振的传统混合器件中观察到。
2008-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetization Reversal by Tuning Rashba Spin-Orbit Interaction and Josephson Phase in a Ferromagnetic Josephson Junction
本文从理论上研究了s波超导体/正常金属/铁磁金属/s波超导体（S/N/F/S）约瑟夫森结中邻近效应引起的含有Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）的正常金属内部的磁化强度.通过求解考虑RSOI的线性化Usadel方程，我们发现通过调节RSOI可以使N中邻近效应引起的磁化方向反转，并且我们还发现通过改变超导相位差可以使N中的磁化方向反转，即，约瑟夫森相。从这些结果，它是预期的磁化强度的依赖关系的RSOI和约瑟夫森相位可以应用到超导自旋电子学。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall 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
Proximity-induced superconductivity and Josephson critical current in quantum spin Hall systems
我们考虑最近的实验宽超导体量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）超导体约瑟夫森结，这已经显示了接近诱导超导性的边缘模式的QSHI系统的基础上观察到的约瑟夫森临界电流的夫琅和费谱作为一个功能的应用磁场的近似分析的初步证据。使用一个完全独立的精确的数值方法，包括非线性约束的数值优化，我们计算的超导电流的轮廓，比较我们的结果定量与实验Fraunhofer模式在HgCdTe和InAs-GaSb基QSHI约瑟夫森结。我们的结果与实验定性一致，验证了当系统处于QSHI相时，2D样品中的电流分布确实在样品边缘有峰值，从而支持了QSHI边缘模式中确实诱导了超导性的解释。另一方面，我们的数值计算工作清楚地表明，这将是非常困难的，如果不是不可能的，获得详细的定量信息的超导电流分布只是从约瑟夫森夫琅和费光谱的分析，因此，结论的精确宽度的边缘模式或其拓扑性质是最有可能在这个阶段是不成熟的。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity Effect and Multiple Andreev Reflections in Chaotic Josephson junctions
研究了在点中引入邻近效应的电压偏置超导-混沌点-超导结中的直流电流输运。研究发现，当点的能量$E_{Th}$小于超导能隙$Δ$时，PE在远离偶次谐波能隙结构$eV \approx 2(Δ\pm E_{Th})/2n$的$E_{Th}$阶电压处表现为微分电导的峰值.这些峰对温度$kT \ll Δ$不敏感，但被弱磁场抑制。抑制PE的电流与$E_{Th}$和磁场无关，并且由Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk理论给出。
2001-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
FMR induced Josephson Current in a Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Junction
提出了超导体/铁磁体/超导体（SC/FM/SC）约瑟夫森结中自旋波诱导的相位动力学。利用两个s波超导体之间的规范不变相位差，将描述超导体相位差动力学的反向分流结（RSJ）模型推广到包含铁磁共振（FMR）激发自旋波的情形.在SC/FM/SC结中，通过将微波频率调谐到FMR来驱动FM中的磁化时，电流-电压特性显示出台阶结构。这一结果为利用约瑟夫森效应观察自旋波激发提供了一条新的途径。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ferromagnetic resonance with a magnetic Josephson junction
我们从实验和理论上证明了在铁磁体的序参量和单重态、s波、约瑟夫森超电流之间存在着通过Aharonov-Bohm相的耦合。我们研究了通过改变在结平面上施加的磁场来测量这种自旋波色散的可能性，并通过观察微波诱导的Shapiro台阶的磁共振边带来证明耦合的电磁性质。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous currents and half-integer Shapiro steps in Superconductor-Ferromagnet-Superconductor 0-pi Josephson junctions
本文研究了势垒厚度随空间变化的超导-铁磁-超导（Nb-Cu_（0.47）Ni_（0.53）-Nb）约瑟夫森结。临界电流与磁通量的衍射图案表明，临界电流密度沿着结的宽度改变符号，在0和π结区域之间产生界面，自发电流可以围绕该界面循环。在半整数约瑟夫森电压下观察到的夏皮罗阶跃可以通过自发循环电流对所施加的射频调制的锁相来解释。
2005-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in PbTe-Pb hybrid nanowire Josephson junctions
本文首次在PbTe-Pb混合纳米线中实现超导邻近效应，展示栅极可调超电流和硬超导能隙，为新型半导体体系中马约拉纳零能模探索和栅极可调量子比特应用奠定基础。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
0-$π$ transition driven by magnetic proximity effect in a Josephson junction
We theoretically study the Josephson effect in a superconductor/normal metal/superconductor ({ \it S}/{ \it N}/{ \it S}) Josephson junction composed of $s$ -wave { \it S}s with { \it N} which is sandwiched by two ferromagnetic insulators ({ \it F}s), forming a spin valve, in the vertical direction of the junction. We show that the 0- $π$ transition of the Josephson critical current occurs with increasing the thickness of { \it N} along the junction. This transition is due to the magnetic proximity effect (MPE) which induces ferromagnetic magnetization in the { \it N}. Moreover, we find that, e…
2014-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Towards precise measurement of oscillatory domain wall by ferromagnetic Josephson junction
从理论上提出了一种利用铁磁约瑟夫森结精确测量振荡畴壁的原理。只有当DW在铁磁线中振荡时，电流-电压曲线才呈现阶梯结构。电压阶跃出现在V = n（\hbar /2 e）ω_DW处，基本常数为\hbar /e，整数n，DW频率为ω_DW。由于V可以以10^9的精度来确定，所以振荡DW将比现有的常规方法更精确地测量。
2012-03-21 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
Second-harmonic current-phase relation in Josephson junctions with ferromagnetic barriers
本文报道了在超导体-铁磁体-超导体结中观测到的由二次约瑟夫森谐波控制的电流-相位关系。奇异的电流相位关系是在温度控制的0到$π$结跃迁附近实现的，在该跃迁处第一约瑟夫森谐波消失。直接的电流相位关系测量，以及约瑟夫森干涉，非零的超导和半整数夏皮罗步骤在0- $π$过渡自洽点的一个固有的二次谐波项，使之有可能排除常见的替代起源的半周期行为。虽然令人惊讶的扩散多模结，大的二次谐波是与理论预测薄铁磁夹层。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero-Field Fiske Resonance Coupled with Spin-waves in Ferromagnetic Josephson Junctions
直流偏置下约瑟夫森结中的交流约瑟夫森电流密度受到外部磁场的空间调制，并在结内感应出电磁场。电流-电压（$I$ - $V$）曲线由于EM场和空间调制的AC约瑟夫森电流密度之间的谐振而呈现峰值。这被称为{ \it Fiske共振}。这种空间调制的约瑟夫森电流密度也可以由非均匀绝缘势垒引起，并且在没有外部磁场的情况下出现Fiske共振。这就是所谓的零场费斯克共振（ZFFR）。本文从理论上研究了具有非均匀铁磁绝缘势垒的超导体/铁磁绝缘体/超导体结（铁磁约瑟夫森结）中的自旋波与零场反馈耦合。在没有外加磁场的情况下，可以诱导出与自旋波耦合的共振模。我们发现$I$ - $V$曲线显示出与结中自旋波和电磁场的复合激发有关的共振峰。谐振处的电压作为EM场的简正模的函数而获得。与自旋波耦合的ZFFR被发现作为偏置电压的函数的直流约瑟夫森电流密度的峰值结构。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Field-Effect Transistors Based on All-Metallic Al/Cu/Al Proximity Nanojunctions
我们展示了第一个\textit{all-metallic}介观超导正常金属超导体（SNS）场效应控制的约瑟夫森晶体管（SNS-FET），并显示其充分的表征从临界温度$T_c$下降到50 mK的存在下的电场和磁场。通过横向栅电极施加的电场抑制邻近感应超导体中的临界电流$I_s$的能力被证明为正的和负的栅极电压值。$I_s$抑制通常达到其初始值的约三分之一，在高栅极电压下饱和。我们的SNS-FET在100 mK时的电阻值高达100 nA/V。在基础物理方面，我们的结果表明，观察到的现象的基础上的机制是相当普遍的，并不依赖于一个真正的配对潜力的存在，而是超导相关的存在是足够的效果发生。在技术方面，我们的研究结果扩大了可用于实施全金属场效应晶体管的材料家族，以\textit{synthetic}邻近诱导超导体。
2019-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin current driven by superconducting phase difference in a Josephson junction with double layer ferromagnets
本文从理论上研究了由s波超导体和两层铁磁体组成的约瑟夫森结中通过铁磁体（F）的自旋电流。利用准经典理论，我们证明了在无电压降的情况下，长程自旋电流可以由超导相位差驱动。这种自旋电流的来源是由于F中的邻近效应引起的等自旋电子形成的自旋三重态库珀对（STC）。我们发现，由STC进行的自旋电流表现出在F中的长程传播，即使约瑟夫森电荷电流几乎为零。我们还表明，这种自旋电流持续超过一个显着更长的距离比普通的自旋极化传导电子在F。因此，我们的研究结果表明，基于多层铁磁体的约瑟夫森结在自旋电子学应用中具有很大的潜力。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of odd-frequency correlations in the Josephson current of superconductor/ferromagnet hybrid junctions
将双层铁磁体与单重态偶频超导体接触，可以实现有效的三重态奇频超导体。在这项工作中，我们研究了具有不同对称性的超导体之间的约瑟夫森效应（例如，奇频率与偶频率）。特别地，我们研究了通过弱单重态偶频超导体的两个三重态奇频超导导线之间的超电流流动。我们表明，下面的超导转变的弱超导体的临界电流的特殊的温度依赖性是奇/奇频率和奇/偶频率约瑟夫森耦合之间的竞争的签名。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Homointerface planar Josephson junction based on inverse proximity effect
超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结（JJ）的质量关键取决于超导体-正常金属（S/N）界面的透明性。我们展示了一种技术，用于制造具有完美的S/N接口的平面JJ。该技术利用在Al/V $_5$ S $_8$双层中发现的强逆邻近效应，通过该效应，Al层被驱动到电阻状态。高透明的S/N同质界面和特殊的正常金属使约瑟夫森超电流能够流过2.9 $μ$ m长的弱连接。此外，我们的JJ表现出巨大的临界电流和大的临界电流和正常状态电阻的乘积。
2022-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
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
Scattering by magnetic and spin-orbit impurities and the Josephson current in superconductor-ferromagnet-superconductor junctions
本文分析了任意杂质浓度下两个超导体（S）和一个铁磁层（F）组成的结中的约瑟夫森电流。除了非磁性杂质，我们还考虑磁性杂质和自旋轨道散射。在弱邻近效应的限制下，我们求解了线性化的Eilenberger方程，并导出了适用于宽参数范围的约瑟夫森临界电流的解析表达式。这个表达式使我们不仅能够获得已知的结果，在肮脏和清洁的限制，但也在中间区域的杂质浓度，这可能是非常重要的比较与实验数据。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet contribution to the Josephson current in the nonequilibrium superconductor/ferromagnet/superconductor junction
在铁磁层间电子态的非平衡自旋相关占据区域，对长s波超导体/弱铁磁体/s波超导体弱连接中的Josephson电流进行了理论研究.在所考虑的非平衡条件下，载流态密度的单重态部分携带的标准超电流没有被修改，而通过载流态密度的三重态部分流动的额外的超电流出现。取决于电压，控制夹层中自旋相关非平衡的特定形式，该附加电流可以增强或减小单重态分量的通常电流，并且还在0-和$π$ -状态之间切换结。
2009-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Thermal noise effects on the magnetization switching of a ferromagnetic anomalous Josephson junction
讨论了热噪声对具有自旋轨道耦合和面外磁化的横向铁磁约瑟夫森结磁响应的影响。铁磁层中的磁矩的方向可以通过使用受控电流脉冲来反转。这种现象是由于耦合流动的充电电流和铁磁体的磁化的磁电效应。我们研究了磁化反转效应与铁磁体的内禀参数，如吉尔伯特阻尼和自旋轨道耦合强度的关系。我们估计的磁化反转时间，并找到快速开关的参数的最佳值。以提高工作温度为目的，我们研究了热涨落对平均稳态磁化强度的影响，并找到了使系统对噪声更具鲁棒性的条件。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Full proximity treatment of topological superconductors in Josephson-junction architectures
平面约瑟夫森结结构的实验最近已被证明提供了一种替代的方式来创建拓扑超导体托管可访问的马约拉纳模式。这些零能量模式可以在由两个空间分离的超导体邻近的二维电子气（2DEG）结中的一维通道的端部处找到。在超导体之间的断裂处下方的沟道不与超导引线直接接触，因此预计邻近耦合比文献中广泛讨论的简单纳米线配置更弱且控制更差。这为本文研究这些约瑟夫森结构中的近似化性质提供了强有力的激励。在微观层面上，我们演示了如何以及何时可以导致拓扑相。我们这样做是通过超越简单的隧道模型，通过解决自洽的Bogoliubov-德Gennes方程的异质多组分系统，涉及两个空间分离的$s$波超导体与正常的Rashba自旋轨道耦合2DEG接触。重要的是，在我们的自洽理论中，我们提出了最大化邻近诱导的超导能隙的方法，通过研究Rashba自旋轨道耦合，超导体和2DEG之间的化学势失配，以及样品的几何形状对间隙的影响。最后，我们注意到（在实验中）富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫相也被发现出现在2DEG通道，虽然在拓扑超导相的情况下是不理想的。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybridization of Spin and Plasma Waves in Josephson Tunnel Junctions Containing a Ferromagnetic Layer
本文研究了具有薄铁磁层的隧道约瑟夫森结[超导体-绝缘体-铁磁体-超导体（SIFS）结]的动力学。在导出的超导相位和磁矩方程的基础上，我们分析了系统中的集体激发，发现了一种新的类等离子体波和自旋波的混合模式。后者在表征系统的广泛参数范围内耦合在一起。利用描述集体模的解，我们证明了除了Fiske台阶外，由于铁磁层中磁矩M的振荡，I-V特性曲线上还出现了新的峰。因此，通过测量SIFS结的I-V曲线，可以提取关于铁磁体F中自旋激发谱的信息。
2009-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long range Josephson coupling through ferromagnetic graphene
研究了石墨烯基弹道超导-铁磁-超导（SFS）结中的约瑟夫森效应。我们发现了F石墨烯的振荡约瑟夫森耦合$I_c R_N$，其振幅对于半金属石墨烯是非零的，对于高于费米能$E_{F}$的交换场$h$是增加的，并且在强交换场$h\gg E_{F}$处仅显示出缓慢的阻尼。我们解释这种长程约瑟夫森耦合的结果交换介导的Andreev-Klein过程在FS接口，提高诱导的反平行自旋超导相关的F石墨烯增加$h$以上$E_{F}$。我们进一步证明了在$T$和$h$的平面中存在0和$π$耦合之间的规则温度诱导的转变，其中相边界在$h$的两个制度下和$E_{F}$以上具有不同的形状。
2008-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-tunable colossal magneto-heat resistance in ferromagnetic Josephson thermal valves
我们提出了一个热阀的基础上的热输运和邻近诱导的交换分裂约瑟夫森隧道结之间的相互作用。我们表明，结热导强烈依赖于在超导体中诱导的交换场的相对对齐。在适当的温度和相位条件下，以及合适的铁磁体-超导体组合下，预计会出现高达10^7%的巨大磁热电阻比。此外，量子相位剪裁，固有的约瑟夫森耦合，提供了一个额外的自由度的热导控制。我们的预测的相位相干和自旋相关的调谐的热通量可以提供一个有用的工具，在纳米级的热管理。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Spin Fluctuations as a Source of Long-Range Proximity Effects in Diffusive Ferromagnet-Superconductor Structures
我们发现，量子自旋涨落在非均匀铁磁体显着影响的Andreev反射的铁磁体和超导体界面上的电子和空穴。结果，出现了强的长程邻近效应，与电子-空穴自旋三重态相关，并在非磁性材料的典型长度尺度上持续存在，但对铁磁体来说非常大。
2000-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current and density of states in proximity circuits with s+- superconductors
我们研究介观电路中的涌现邻近效应，其中包括一个传统的超导体和一个非传统的磷属元素化物超导体被一个扩散的正常或铁磁线分开。重点放在揭示签名的建议s+状态的pnictides从邻近诱导的态密度和约瑟夫森电流。我们发现一个普遍的分析结果的状态密度，既表现出在低能量的超导能隙，和特殊功能附近的超导能隙边缘在较高的能量。后者可用于区分s+-和s++对称性的情况下，在扫描隧道光谱实验。我们还计算了不同结结构的约瑟夫森电流-相位关系，发现这些结结构在很宽的参数范围内都显示出稳健的0-π跃迁。
2012-12-01 cond-mat.supr-con
Subgap modes in two-dimensional magnetic Josephson junctions
我们考虑二维超导体/铁磁体/超导体结，并研究沿结界面的亚能隙模式。亚能隙模表现出类似于Yu-Shiba-Rusinov态的特征，这些特征起源于磁结中超导性和铁磁性之间的相互作用。的subgap模式的色散关系示出了定性不同的配置文件取决于铁磁体的传输状态（金属，半金属，或绝缘）。随着铁磁体中的自旋分裂增加，子带隙模式在穿过结的约瑟夫森电流中引起$0$ - $π$跃迁，其中约瑟夫森电流密度强烈地取决于沿着结界面的动量（即，入射电流的方向）。对于干净的超导体-铁磁体界面（即，超导体和铁磁体之间的强耦合），亚能隙模式发展出平坦的准粒子带，其允许沿着非均匀磁性结设计亚能隙模式的波函数。
2022-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic screening in proximity effect Josephson-junction arrays
在邻近效应约瑟夫森结阵列（JJAs）上测量的薄层电感的磁场调制随着温度的降低逐渐消失，导致低温场无关响应。这种行为与晶格参数以下的二维穿透长度的减小是一致的。低温数据进行定量比较与理论预测的基础上的XY模型在没有热波动。结果表明，XY模型对JJA的描述是不完整的，系统被置于远超过弱屏蔽极限的位置，而弱屏蔽极限通常是为了调用描述经典约瑟夫森结阵列的阻挫XY模型而假设的。
2009-04-14 cond-mat.supr-con
Superconducting pi qubit with a ferromagnetic Josephson junction
固态量子比特具有大规模集成和量子计算布局灵活的潜力。然而，由于与环境的耦合，它们的短退相干时间仍然是一个需要克服的重要问题。我们提出了一种新的超导量子比特，它结合了一个自旋电子器件：量子比特由一个超导环与铁磁π结，其中有一个金属接触和一个正常的约瑟夫森结与绝缘势垒。这样，在没有外加磁场的情况下，可以形成量子相干二能级态。量子位的这个特征和简单的结构使得可以减小其尺寸，从而导致长的退相干时间。
2004-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity and Josephson effects in microstructures based on multiband superconductors
20世纪50年代出现的多带超导性长期以来一直被认为是BCS理论推广到两带情况的近似模型，以便更准确地定量描述铜酸盐、重费米子化合物、金属碳化硼、富勒烯化物、由于它们复杂的分段连续费米面，然而，2001年在二硼化镁和2008年在铁氧磷族化物和硫属化物中发现超导态的多带结构，导致了许多论文的出现，其中传统的单带s波超导体众所周知的效应和不同的依赖关系被重新研究。这些研究的主要目的是揭示序参量的对称性类型，从而为这些超导体中的库珀配对机制提供重要信息。相敏技术是获得多带超导体中序参量对称性信息的最有效方法之一。本文综述了多带超导体与正常金属、绝缘体和其它超导体接触系统中邻近效应和约瑟夫森效应的理论和实验研究结果。
2017-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous current-voltage characteristics of SFIFS Josephson junctions with weak ferromagnetic interlayers
本文定量研究了扩散极限下具有弱铁磁夹层的SFIFS约瑟夫森结（S表示块体超导体，F表示金属铁磁体，I表示绝缘势垒）的电流-电压特性。在非线性Usadel方程的框架下解决了这个问题。我们考虑的情况下，一个强大的隧道势垒，使左SF和右FS双层去耦。我们用自洽的数值方法计算了SF双层膜的态密度。然后我们得到了相应的SFIFS结的CVC，并讨论了它们的性质的不同参数，包括铁磁层的厚度，交换场，和磁散射时间。我们观察到异常的非单调CVC行为的情况下，弱铁磁夹层，我们归因于DOS能量依赖的情况下，在F层的小交换场。
2020-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic Ferromagnet/Superconductor Junctions and the Proximity Effect
我们测量了亚微米铁磁体（Ni）与介观超导体（Al）接触时的电输运。在测量的几何形状中，界面和铁磁体是分开测量的。铁磁体本身没有表现出明显的超导邻近效应，但铁磁体/超导体界面表现出很强的温度，场和电流偏置依赖性。这些效应取决于铁磁体在界面附近产生的局部磁场分布。我们发现，温度依赖性可能适合于一个修改后的版本的Blonder-Tinkham-Klapwijk理论的正常超导体输运。
2000-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermally induced 0-pi phase transition in Josephson junctions through a ferromagnetic oxide film
我们研究了铁磁氧化物薄膜的约瑟夫森输运，La $_2$ BaCuO $_5$，理论上。使用递归格林函数技术，我们发现在这样的系统中的π结的形成。此外，随着温度的升高，0-π相变也随之发生。这种基于铁磁氧化物的约瑟夫森结可能成为未来量子计算机架构中的一个元素。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of Supercurrent in PbIn-Graphene-PbIn Josephson Junction
超导体-石墨烯-超导体（SGS）结为研究狄拉克费米子的相对论电动力学和邻近诱导超导提供了一个独特的平台。我们报告了在温度高达4.8K，具有大IcRn（~ 255 microV）的情况下，在与Pb 1-xInx（x=0.07）电极接触的石墨烯的近耦合超导结中观察到的约瑟夫森效应。这表明Pb 1-xInxSGS结将促进超导量子信息器件和石墨烯超导增强相相干输运的发展。
2011-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupled Superconducting Phase and Ferromagnetic Order Parameter Dynamics
通过磁序参量和单重态约瑟夫森超电流之间的直接耦合，我们检测自旋波共振，和它们的色散，在铁磁约瑟夫森结中，通常的绝缘或金属势垒被替换为弱铁磁体。耦合出现在约瑟夫森效应的夫琅和费干涉描述中，因为磁性层充当时间相关的相位板。频率为ws的自旋波共振意味着耗散，当hbar ws = 2 eV时，该耗散反映为约瑟夫森结的电流-电压曲线中的凹陷。因此，我们只对10^7个镍原子进行了共振实验。
2009-04-11 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
Triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions by spin injection
我们发现，注入非平衡自旋到超导导线强烈增强了静态约瑟夫森电流通过超导铁磁超导结。由此产生的长程超电流通过铁磁体由三重态库珀对携带，这些库珀对是通过自旋注入和交换相互作用的组合效应在s波超导体中形成的。我们量化的交换相互作用的朗道费米液体因子。远程约瑟夫森电流的大小和方向可以通过改变注入极化相对于铁磁体磁化强度的角度来操纵。
2012-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Controllable generation of a spin-triplet supercurrent in a Josephson spin-valve
从理论上预言，在非共线磁化的多层铁磁结构中，可以感应出超导序参量的非常规奇频自旋三重态分量。在这项工作中，我们实验研究纳米尺度的设备，其中铁磁自旋阀嵌入到约瑟夫森结。我们展示了两种方法，在原位分析这样的约瑟夫森自旋阀：通过磁阻测量和通过原位磁强计的基础上，在结中的磁通量子化。我们观察到，通过该设备的超导依赖于两个铁磁层的磁化的相对取向，并在自旋阀的非共线状态下增强。这为铁磁体中自旋三重态超导分量的可控产生提供了直接的证明。
2014-05-19 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
