Resonant propagation of fluxons in corner junctions with triplet pairing symmetry
给出了非常规三重态超导体和s波超导体构成的阻挫约瑟夫森结中I-V特性的数值解,并描述了磁通子的运动.在顺列几何和长长度限制中,移动整数通量与绑定分数通量相互作用,但不能改变其位置或极性。我们观察到不同模式的多通量传播。在小长度的限制下,移动通量是静态情况下存在的稳定解的组合,并且在I-V图中引入了额外的步骤。
2002-08-25 cond-mat.supr-con
Nodal s$_\pm$ Pairing Symmetry in an Iron-Based Superconductor with only Hole Pockets
铁基超导体高温超导性的起源经过十多年的广泛研究仍然是一个谜。对对称性的确定对于理解超导机制是必不可少的。在布里渊区中心周围具有空穴袋和区角周围具有电子袋的铁基超导体中,通常认为配对对称性为s $_\pm$,从而赋予空穴袋和电子袋之间的超导能隙的符号变化。然而,对于只有空穴的铁基超导体,已经提出了几种配对方案,但确切的对称性仍然存在很大争议。在这里,我们报告我们的配对对称性的测定KFe $_2$作为$_2$,这是一个典型的铁基超导体的空穴袋周围的区域中心和周围的区域角落。利用超低温下的激光角分辨光电子能谱测量技术,精确地测量了超导带的超导能隙分布,确定了带中心和带角附近费米面上的能隙节点位置。完整的超导能隙结构,结合中子散射自旋共振的观察,提供了强有力的证据,s $_\pm$配对对称性的KFe $_2$ As $_2$与带中心周围的空穴袋和带角周围的空穴袋之间的间隙符号反转。这些结果统一了空穴掺杂铁基超导体中的配对对称性,并指出自旋涨落是产生超导性的配对粘合剂。
2022-12-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of the spreading resistance on the conductance spectrum of planar hybrid thin film SNS' junctions based on iron pnictides
为了研究铁磷属化物的超导特性,我们采用薄膜技术制备了平面混合SNS结,该结具有磷属化物基电极、金阻挡层和铅对电极。我们的设计允许在4探针方法中独立地表征电极和结。我们展示了两个电极如何影响测量的光谱,由于其扩展电阻。虽然Pb电极具有高于其$T_c$的恒定电阻,但磷族元素化物电极的贡献明显是电流依赖性的,因此需要更先进的方法来校正。我们提出了一个经验的方法,这是简单的应用,并允许处理在我们的结的扩展电阻重新计算在给定的温度下的一个结的实际电导和电压。
2014-01-20 cond-mat.supr-con
Experimental Detection of Sign-Reversal Pairing in Iron-Based Superconductors
我们提出了一个改进的约瑟夫森角结实验,它可以测试铁磷属元素化物中的序参量是否在费米表面的电子和空穴口袋之间改变符号。
2009-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson effect between electron-doped and hole-doped iron pnictide single crystals
在SrFe_(1.74)Co_(0.26)As_2和Ba_(0.23)K_(0.77)Fe_(22)As_2单晶结中观察到约瑟夫森效应。I-V曲线显示出连续分流的结特性,在微波辐照下观察到交流约瑟夫森效应。通过施加面内磁场,临界电流被完全调制,并且显示出与中间结极限一致的相对对称的衍射图案。在p-n双晶结构中观察到约瑟夫森效应不仅对设计探测铁磷属元素化物超导体配对对称性的相敏结具有重要意义,而且也代表了发展全铁磷属元素化物器件的重要一步。
2009-07-26 cond-mat.supr-con
Phase-sensitive evidence for the sign-reversal s+- symmetry of the order parameter in an iron-pnictide superconductor using Nb/Ba1-xNaxFe2As2 Josephson junctions
两个超导体之间的约瑟夫森电流提供了一个相敏的工具来探测它们的配对对称性。在这里,我们制作和实验研究高质量的约瑟夫森结之间的传统的s波超导体Nb和多带铁磷属元素化物Ba $_{1-x}$ Na $_x$ Fe $_2$ As $_2$。结表现出足够大的临界电流密度,以排除磷属元素化物的序参量的d波对称性。然而,$I_cR_n$乘积是非常小的$\simeq 3~μ$ V,这也与符号保持$s_{++}$对称性不一致。我们认为,小$I_cR_n$值以及其不寻常的温度依赖性提供的证据的$s_{\pm}$对称性的序参量在Ba $_{1-x}$ Na $_x$ Fe $_2$作为$_2$。我们的结论是,这是我们的交界处的相位灵敏度,导致一个几乎完全(低于百分之一)取消相反的超电流从符号反转$s_{\pm}$带的磷属元素。
2018-01-16 cond-mat.supr-con
Influence of the Fermi surface geometry on a Josephson effect between an iron-pnictide and conventional superconductors
研究了多能带铁磷属元素化物Ba_(1-x)Na_xFe_(2-x)As_2与传统s波超导体Nb和Cu/Nb双层之间的约瑟夫森结。我们观察到,与铜夹层的结表现出更大的IcRn,尽管较弱的邻近诱导的超导性。这一违反直觉的结果归因于Nb和Cu的费米面几何结构的差异,这导致了Cu的选择性单带隧穿和Nb的非选择性多带隧穿。后者导致由于在磷属元素化物的序参量的符号反转s+对称性的相互抵消的超电流。我们的研究结果表明,费米表面的几何形状起着至关重要的作用,磷属元素化物为基础的结。这为相位敏感研究提供了一种新的工具,并为这种连接的有意识工程铺平了道路。
2021-02-22 cond-mat.supr-con
Steering and Local Tunneling Signatures of Majorana Corner Modes in Altermagnetic Josephson Junctions
Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, School of Physics, South China Normal University(华南师范大学物理学院);Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University(华南师范大学前沿物理研究院)
提出利用相位偏置的交错磁约瑟夫森结,通过超导相位差和奈尔矢量方向独立调控边界质量,实现马约拉纳角模式在固定器件角点间的确定性空间重定位,并产生控制相关的电导开关特征以区分拓扑态。
2026-11-11 cond-mat.mtrl-sci 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
Thermoelectric signatures of order-parameter symmetries in iron-based superconducting tunnel junctions
该研究证明铁基超导隧道结的线性热电效应可识别粒子/空穴主导性及超导序参量对称性,并预测其 ZT 可超过 6。
2023-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Particle-Hole Transformation in Strongly-Doped Iron-Based Superconductors
在局域矩模型中,发现了一个精确的重电子掺杂FeSe单层的粒子-空穴转换。该模型在铁的d_xz和d_yz轨道之间的波数(pi,pi)处具有隐藏的磁序。它可能与最近在插层FeSe中发现的相同Neel有序矢量的磁共振有关。在电子掺杂时,局域矩模型成功地解释了实验观察到的电子袋费米表面的角落处的两个铁布里渊区的电子掺杂FeSe,以及各向同性的库珀对。应用粒子-空穴变换预测了在强空穴掺杂下的铁基超导体的表面层具有高的T_c,并且在两铁布里渊区的中心处显示空穴型费米表面口袋。
2019-03-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ground state and bias current induced rearrangement of semifluxons in 0-pi long Josephson junctions
我们数值研究了具有多个相位π不连续点的长约瑟夫森结。这种结通常被制造为各向异性铜氧化物超导体如YBCO和各向同性金属超导体如Nb之间的斜坡。从顶部看,它们看起来像在拐角处具有约瑟夫森相位的π跳跃的双引号。这些π跳跃在一定条件下导致形成半整数通量量子,我们称之为半通量子(SF),钉扎在角落里。结果表明:(a)SF的自发形成依赖于结长;(b)无SF的基态可以通过施加偏置电流转变为有SF的状态;(c)SF的组态可以通过偏置电流重新排列。所有这些效应都可以使用SQUID显微镜观察到。
2002-09-09 cond-mat.supr-con
Spin Resonances in Iron-Selenide High-Tc Superconductors by Proximity to Hidden Spin Density Wave
Pan等人最近的非弹性中子散射研究,Nature Communications 8,123(2017)发现了铁硒化物高温超导体中准粒子间隙以上能量的自旋激发的证据。自旋激发的动量在棋盘波矢Q_AF周围形成一个菱形,它与组成系统的铁原子的正方形晶格有关。有人认为,这种“挖空”的自旋激发光谱是由于隐藏的尼尔秩序。我们研究这样一个隐藏的自旋密度波(hSDW)的状态,结果从嵌套的费米面在中心和角落的展开布里渊区。它出现在平均场理论从一个扩展的哈伯德模型在一个正方形晶格的铁原子,包含最小的d_xz和d_yz轨道。在各向同性d += d_xz + idyz和d-= d_xz-idyz轨道上存在相反的Neel序.的hSDW的动态自旋磁化率计算内的随机相位近似,在完美的嵌套。在Q_AF处发现了不可观测的声学分散的Goldstone模。在可观测的自旋激发谱中发现了一个阈值,该阈值在Q_AF处也形成了一个"浮环"。环阈值随着洪德规则耦合的增加而在能量上向零下降,而随着磁阻挫的增加而在能量上上升。与电子掺杂硒化铁的正常态自旋激发谱特征进行了比较。此外,最近预测的Lifshitz过渡从嵌套的费米表面费米表面口袋的角落里的折叠布里渊区将进行讨论。
2020-07-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Critical currents in Josephson junctions, with unconventional pairing symmetry: $d_{x^2-y^2}+is$ versus $d_{x^2-y^2}+id_{xy}$
本文用唯象的Ginzburg-Landau理论计算了$d_{x^2-y^2}+ix$波(其中$x=s$或$x=d_{xy}$)和s波超导体拐角处可能存在的自发涡旋态。我们研究了磁通量和临界电流调制与结取向角$θ$,序参量的大小,和磁场$H$。可以看出,临界电流$I_c$与磁通量$Φ$的关系对于$x=d_{xy}/s$是对称/不对称的,当取向正好使得主导$d_{x^2-y^2}$波序参数的瓣指向两个结时,这两个结对于角结是直角的。结论是$I_c(Φ)$关系的测量可以区分序参数具有哪种对称性($d_{x^2-y^2}+is$或$d_{x^2-y^2}+id_{xy}$)。
2001-06-26 cond-mat.supr-con
Semi-fluxons in long Josephson 0-pi-junctions
本文研究了具有相位π不连续点的长约瑟夫森结。这样的结通常被制造为在具有序参量的d波对称性的超导体(如YBCO)和s波超导体(如Nb)之间的斜坡。从顶部看,它们看起来像在拐角处具有约瑟夫森相位的π跳跃的双引号。在某些条件下,这些π跳跃导致形成半整数通量量子,我们称之为半通量子,钉在角落。我们导出了描述这种结构中约瑟夫森相位动力学的sine-Gordon方程,并得到了描述半磁通子形状的显式公式。讨论了半磁通子的一些性质。我们提出了一种仅使用s波超导体来构建人工π结的方法。
2002-07-31 cond-mat.supr-con nlin.PS
Fermi surface topology and low-lying electronic structure of a new iron-based superconductor Ca10(Pt3As8)(Fe2As2)5
利用角分辨光电子能谱(ARPES)首次研究了最近发现的铁基超导体Ca_(10)(Pt_3As_8)(Fe_2As_2)_5(10-3-8相,Tc = 8 K)的低能电子结构和费米面拓扑.尽管它的三斜晶体结构,ARPES结果揭示了一个四重对称的能带结构与周围的布里渊区角落发现在其他铁基超导体的Dirac-cone-like费米点(相关的磁性)的情况下。考虑到三斜晶格和结构超晶胞产生于Pt 3As 8中间层,这些结果表明,这些层在这种新的超导体中仅与FeAs层弱耦合,这对确定其潜在的新颖配对机制具有意义。
2011-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of the Josephson effect in Pb/(Ba,K)Fe2As2 single crystal junctions
以Pb为对电极,在(Ba,K)Fe_2As_2单晶上制备了平面和点接触两种几何结构的c轴约瑟夫森结。两种几何结构的结都显示出在反电极的Tc以下的反向分流的结I-V曲线。在I-V曲线中观察到微波诱导的台阶,并且以与小结限制一致的方式用面内磁场抑制临界电流。在4.2K时,在这些结中观察到高达0.3mV的ICRN产物。(Ba,K)Fe_2As_2与常规超导体之间沿c轴的Josephson耦合的观测表明,在这类铁磷属元素化物超导体中存在s波超导序参量.
2009-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In the Pursuit of Majorana Modes in Iron-based High-$T_c$ Superconductors
Majorana零模是拓扑超导系统中具有非阿贝尔统计的奇异准粒子激发,是拓扑量子计算的基石,是一种新型的容错量子计算体系结构.本文综述了铁基高温超导体中实现Majorana模的最新进展。首先讨论了铁基超导化合物电子能带结构的拓扑性质。在此基础上,我们提出了几种关于Majorana模的具体设想,包括Fe(Te,Se)表面涡旋核内的Majorana零模、Fe(Te,Se)铰链处的螺旋Majorana模、Fe(Te,Se)/FeTe异质结拐角处的Majorana零模以及面内磁场作用下的单层Fe(Te,Se)的Majorana零模。我们还回顾了目前的实验阶段,并提供了这个快速发展的领域的前景和展望。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fermi surface and mass renormalization in the iron-based superconductor YFe$_2$Ge$_2$
在新的非常规超导体YFe $_2$ Ge $_2$中的量子振荡测量解决了能带结构计算所预期的所有四个费米表面口袋,该计算预测布里渊区拐角处的电子口袋和包围布里渊区顶部和底部中心的三个空穴口袋。载流子质量被均匀地重整化为约5倍,并且广泛地解释了增强的热容索末菲系数$\simeq 100$ mJ/molK $^2$。我们的数据突出了电子口袋的关键作用,尽管其体积小,占约一半的总态密度,并指向一个主要的本地机制的基础上的质量重整化YFe $_2$锗$_2$。
2021-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous Tail Effect on Resistivity Transition and Weak-link Behavior of Iron Based Superconductor
测量了铁基超导体NdFeAsO_(0.88)F_(0.12)在不同外加磁场和不同激励电流下的电阻率随温度的变化。阿氏图显示出异常的尾部效应,其中包含明显的两个电阻率下降阶段。第一个是由正常的超导转变引起的,第二个被认为是与晶粒之间的弱连接有关。基于FeAs、Sm_2O_3等晶界杂质和裂纹与相邻晶粒形成的约瑟夫森结,提出了与弱连接行为相关的电阻率下降模型。这些约瑟夫森结很容易被外加电场和激励电流破坏,导致许多多晶铁基超导体出现异常电阻率尾。计算得到的电阻率下降与实验结果吻合较好,证明了所得到的反常尾效应解释的正确性。
2011-05-09 cond-mat.supr-con
Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy of Iron-Chalcogenide Superconductor Fe1.03Te0.7Se0.3 : Strong-Coupling Superconductivity and Universality of Inter-Band Scattering
利用高分辨角分辨光电子能谱研究了铁硫系超导体Fe_(1.03)Te_(0.7)Se_(0.3)(Tc = 13 K)的电子结构.我们在布里渊区的中心和拐角处分别观察到一个类空穴和类电子的费米面,它们几乎被Q~(pi,pi)波矢嵌套。我们没有发现母体化合物Fe_(1 +yTe)中反铁磁有序的Q~(pi+delta,0)嵌套不稳定性的证据。我们观察到了沿类孔费米面的各向同性超导能隙,能隙大小为~4 meV(2Delta/kBTc~7),表明了超导的强耦合性质。在铁硫系和铁砷系超导体中观察到的低能电子激发的相似性强烈地表明,涉及Q~(pi,pi)散射的共同相互作用是导致超导配对的原因。
2009-07-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Two-particle Berry phase mechanism for Dirac and Majorana Kramers pairs of corner modes
我们揭示了一种新的两粒子Berry相机制,实现奇异角模的二阶拓扑绝缘体(TI)和拓扑超导体(TSC)的时间反演对称。我们发现,在两种不同类型的二维TI的边缘状态的非平凡的赝自旋纹理引起的新的两粒子几何相位的粒子-空穴和粒子-粒子通道,分别为边缘质量畴壁或内在的$π$结出现在角落时,外部磁场或$s$波超导被认为是托管狄拉克或马约拉纳角模式。值得注意的是,与此机制,我们预测的Majorana Kramers对角模直接耦合的第二类时间反演不变的TI的边缘到一个统一的$s$波SC,在鲜明的对比,以前的建议,依赖于非常规的SC配对或复杂的设置微调SC $π$结。我们发现Au/GaAs(111)是实现这种MajoranaKramers角模对的一种现实的候选材料。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Momentum Dependence of the Nematic Order Parameter in Iron-Based Superconductors
铁基序参量的动量依赖性是铁基高温超导体微观描述的重要组成部分。虽然最近关于FeSe的报道表明,电子和空穴带之间的电子序参量改变符号,但对于其他化合物仍然缺少详细的知识。结合角度分辨光电子能谱(ARPES)与单轴应变调谐,我们测量的两个FeSe和BaFe $_2$ As $_2$的能带分裂没有干扰的孪生或磁序。我们发现,在布里渊散射中心和角点之间的符号变化的两种化合物中,量子序参量表现出相同的动量依赖性。这表明,尽管相图非常不同,但相同的微观机制驱动着有序。
2019-08-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Three-dimensional electronic structure of superconducting iron pnictides observed by angle-resolved photoemission spectroscopy
用角分辨光电子能谱(ARPES)研究了未掺杂和电子掺杂的铁磷属元素化合物BaFe_(2-x)Co_xAs_2(Ba_(122))(x=0,0.14)的费米面和费米能级附近的能带色散.我们观察到的FS片是一致的,与未掺杂的母体化合物相比,在电子掺杂的化合物中,布里渊区(BZ)中心周围的孔状口袋的收缩和BZ角周围的电子口袋的膨胀。BZ中心周围的能带色散和FS强烈依赖于光子能量,表明三维(3D)电子结构。这一观察结果表明,在pnictides的反铁磁性和超导性可能必须考虑包括轨道依赖的三维电子结构,FS嵌套不一定是强的。
2009-06-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Detection of Orbital Fluctuations Above the Structural Transition Temperature in the Iron-Pnictides and Chalcogenides
我们使用点接触光谱来探测$\rm{AEFe_2As_2}$($\rm{AE=Ca, Sr, Ba}$)和$\rm{Fe_{1+y}Te}$。对于$\rm{AE=Sr, Ba}$,我们检测到轨道波动高于$T_S$,而对于AE = Ca,这些波动开始低于$T_S$。Co掺杂保留了轨道涨落,而K掺杂抑制了轨道涨落,这种涨落只在已知存在面内电阻各向异性的掺杂和温度下才能看到。我们预测$\rm{Fe_{1+y}Te}$的面内电阻各向异性高于$T_S$。我们的数据是根据W. C. Lee和P. Phillips(arXiv:1110.5917v2)。我们还研究了焦耳加热的PCS结的光谱的影响。光谱信息仅从那些没有热效应的PCS结获得,而那些处于热状态的PCS结显示体电阻率现象。
2012-06-04 cond-mat.supr-con
Evidence of a universal and isotropic 2Δ/kBTC ratio in 122-type iron pnictide superconductors over a wide doping range
本文用点接触Andreev反射谱系统地研究了122型铁磷属元素化物超导体的掺杂和带隙结构的方向依赖性。的研究进行了单晶体的Ba 1-xKxFe 2As 2(x = 0.29,0.49,和0.77)和SrFe 1.74Co 0.26As2的Pb或Au的尖锐的尖端沿c轴或ab面方向压制。在高度透明的接触上获得的电导谱清楚地表明了一个强大的超导能隙的证据。归一化曲线可以用寿命展宽的Blonder-Tinkham-Klapwijk模型很好地描述。所确定的间隙值与转变温度非常匹配,给出约3.1的2Δ/kBTC值。结果表明,存在一个普遍的耦合行为,在这类铁磷属元素化物在一个广泛的掺杂范围和独立的符号的掺杂。此外,在c轴结和ab平面结上获得的电导谱表明,在这些超导体中观察到的间隙是各向同性的。
2010-07-30 cond-mat.supr-con
Majorana corner modes in a high-temperature platform
我们介绍了二维拓扑绝缘体在高温铜氧化物或铁基超导体附近的高温平台的Majorana Kramers对的零模式。在拓扑绝缘体的螺旋边缘状态处的邻近诱导配对充当狄拉克质量,由于高$T_c$超导体的配对对称性,狄拉克质量的符号在样品角处改变。这种符号的自然变化在每个角上产生了一对受时间反演对称性保护的马约拉纳零模。从概念上讲,这是一个拓扑平凡的基于超导体的马约拉纳零模式的方法。我们提供了定量标准,并建议候选材料,这一建议。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Metastable $π$-junction between an s$_\pm$-wave and an s-wave superconductor
本文研究了一个序参量在布里渊区改变符号的超导体和一个普通的、符号一致的超导体之间的接触。在Ginzburg-Landau型模型中,我们发现,如果两个超导体之间的势垒不是太高,那么接触处费米表面不同部分之间的约瑟夫森耦合的挫折可能会导致令人惊讶的后果。这些包括在界面处的时间反演对称性破缺和具有多个局部极小值的不寻常的能量-相位关系。我们提出这种机制作为复合铌-铁磷属元素化物超导回路中半整数通量量子跃迁的可能解释,这是在最近的实验中发现的[Chen等人,Nature Phys. \textbf{6},260(2010)]。
2011-04-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phase-manipulation-induced Majorana Mode and Braiding Realization in Iron-based Superconductor Fe(Te,Se)
最近的实验报道了FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$中一维Majorana模被晶畴壁捕获的证据。在这里,我们执行的第一性原理计算表明,铁原子在畴壁自发地形成铁磁有序的壁的取向。在适当的畴壁宽度和磁化强度下,铁磁性可以在畴壁分离的表面超导区之间施加$π$相位差。因此,FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$的拓扑表面超导态可以产生由壁捕获的一维Majorana模。更有趣的是,我们进一步提出了一种表面结的形式FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$ /铁磁体/FeSe $_{0.45}$ Te $_{0.55}$,它可以被用来创建和融合的马约拉纳零模式,通过控制宽度或磁化的内部铁磁屏障。设计的装置可实现马约拉纳零模的编织和读出。这种表面结在超导拓扑量子计算中具有潜在的应用价值。
2021-12-23 cond-mat.supr-con
High-Temperature Majorana Corner States
马约拉纳束缚态通常出现在一维拓扑超导体的末端或螺旋边态介导的$π$约瑟夫森结中。通过一个新的体积不变量和一个直观的边缘参数验证,我们显示了一个Majorana Kramers对出现在一个正方形的二维拓扑绝缘体的每个角上,由$s_\pm$波(例如,Fe基)超导体。我们得到一个相图,强调体参数和边缘取向的作用。我们提出了几个实验实现晶格匹配的候选材料。我们的方案为探索高阶非阿贝尔准粒子提供了一个高温平台。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
$a-b$ Plane Point Contact Spectroscopy measurements of optimally Cobalt doped Ba-122 iron-pnictide superconductors
点接触能谱(PCS)是一种能揭示超导能隙($Δ$)大小和对称性的技术,对铁基超导体等新材料的研究特别有用。PCS通常与扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)模型结合使用,BTK模型用于从在非常规超导体上获得的PCS数据中提取诸如$Δ$中的节点的存在的信息。BTK模型使用无量纲参数$Z$来量化穿过正常金属-超导体结的势垒强度。我们使用PCS的一个独特功能,允许$Z$的变化,以获得有关$Δ$的关键信息。我们报告了我们对铁基超导体BaFe $_{2-x}$ Co $_{x}$ As $_{2}$单晶的$Z$依赖的$a-b$平面PCS测量。我们的测量表明BaFe $_{2-x}$ Co $_{x}$ As $_{2}$($x$ =0.148)是一个不含节点的双能隙超导体.依赖于$Z$的点接触光谱排除了纯$d$对称性,并且在最佳掺杂下的间隙具有可忽略的各向异性。
2012-11-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Band Structure and Fermi Surface of an Extremely Overdoped Iron-Based Superconductor KFe2As2
我们对重掺杂KFe_2As_2(转变温度Tc = 3 K)进行了高分辨角分辨光电子能谱研究。我们观察到几个费米能级附近的重整化因子为2-4的重整化带。虽然布里渊区中心附近的费米面(FS)与最佳掺杂的Ba_{1-x} K_xFe_2As_2(x = 0.4; Tc = 37 K)的费米面在性质上相似,但是区角(M点)附近的FS拓扑结构明显不同:由于空穴掺杂过量,完全不存在两个电子FS口袋。这一结果表明,M点附近的电子态在Ba $_{1-x}$ K $_x$ Fe $_2$ As $_2$的高Tc超导电性中起着重要的作用,并表明通过反铁磁波矢的带间散射实质上控制了过掺杂区的Tc值.
2008-10-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-Valve Effect of the Spin Accumulation Resistance in a Double Ferromagnet - Superconductor Junction
我们测量了铁磁-超导纳米结构的输运性质,其中两个超导铝(Al)电极通过两个铁磁铁(Fe)椭球并联连接。我们发现,在Al的超导临界温度以下,电阻取决于铁磁体的磁化相对取向。这种自旋阀效应分析的自旋积累的超导电极提交的逆邻近效应。
2009-05-03 cond-mat.supr-con
Differential conductance of point contacts between an iron-based superconductor and a normal metal
本文从理论上描述了具有扩展s \pm配对对称性的多带超导体与正常金属点接触的微分电导。我们证明,带间杂质散射加宽了超导能隙附近的相干峰,并显着降低其高度,即使在相对较低的散射率。这种扩大是一致的隧道结和较大的扩散接触进行了一些最近的实验。我们的理论有助于更好地评估能隙的铁基超导体的点接触Andreev光谱测量。
2011-09-02 cond-mat.supr-con
Ambegaokar-Baratoff relations of Josephson critical current in heterojunctions with multi-gap superconductors
将Ambegaokar-Baratoff关系推广到具有多隧道沟道的超导体-绝缘体-超导体(SIS)约瑟夫森结。将所得关系应用于由铁基(五带)和单带Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)型超导体构成的SIS约瑟夫森结,给出了约瑟夫森临界电流($I_{\rm c}$)乘以结电阻($R_{\rm n}$)的理论界。我们发现,这样的绑定是有用的识别铁磷属元素化物超导体的配对对称性。发现如果$I_{\rm c}R_{\rm n}$的测量值小于界限,则对称性是$\pm s$ -波,否则是$s$ -波,没有任何符号变化。此外,我们强调,$I_{\rm c}R_{\rm n}$的温度依赖性是敏感的间隙函数的BCS型间隙公式在上述异质结的差异。
2010-06-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous spectral weight transfer in the nematic state of iron-selenide superconductor
在铁基超导体中,向列相与高温超导性密切相关。它的机制与超导的配对机制密切相关,但仍存在争议。因此,对电子态如何在双相中重建的全面表征至关重要。然而,大多数实验只关注带色散的重建。电子态的另一个重要特征--谱权至今还没有得到详细的研究。本文利用角分辨光电子能谱和原位去孪晶技术研究了FeSe $_{0.9}$ S $_{0.1}$的电子转移过程。在布里渊区拐角处有两个相互垂直重叠的椭圆形电子袋。我们发现,在冷却时,一个电子口袋失去光谱重量和消失,而另一个电子口袋获得光谱重量和变得明显。结果表明,电子态的对称性破缺不仅表现为各向异性的能带色散,还表现为谱权的带选择性调制。我们的观察完成了我们对电子态的理解,并对理论模型提出了强有力的约束。它进一步为理解铁硒化物超导体的能隙各向异性和轨道选择配对提供了重要线索。
2020-07-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-gap bound states and tunneling conductance of multiband superconductors through a normal/superconductor/superconductor junction
本文研究了金属与多带s波超导体之间夹有一薄层单带s波超导体时的隧穿电导。结果表明,当多带超导体的超导序参量的相位受挫时,由于在单带和多带超导体结之间形成了带内束缚态,电导曲线上出现了带内峰.讨论了这一结果在确定铁基超导体能隙对称性中的意义。
2009-05-05 cond-mat.supr-con
Antiphase Fermi-surface modulations accompanying displacement excitation in a parent compound of iron-based superconductors
我们研究了铁基超导体的母体化合物BaFe2As2的瞬态电子结构,通过时间和角度分辨光电子能谱。为了探测整个布里渊区,我们利用极紫外光子和观察光发射强度振荡的频率的A1g声子之间的区域中心的空穴费米面(FS)和区域角电子FS的反相。我们属性的反相行为的翘曲在一个带中心的孔FS伴随着位移的氮族元素的高度,并发现这种位移是相同的方向所引起的替代P为As,其中超导性是由结构修改,而无需在这个系统中的载流子掺杂。
2018-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intrinsic Time-reversal-invariant Topological Superconductivity in Thin Films of Iron-based Superconductors
我们建立了准二维铁基超导体(FeSC)薄膜作为一个新的高温平台托管内在的时间反转不变的螺旋拓扑超导(TSC)。基于狄拉克表面态和体扩展$s$ -波配对的组合,我们的理论应该直接适用于一个大类的实验建立的FeSC,打开一个新的TSC范式。特别是,所施加的电场作为“拓扑开关”的螺旋马约拉纳边缘模式的FeSC薄膜,允许门控螺旋马约拉纳电路的实验可行的设计。施加面内磁场驱动螺旋TSC相位进入携带角局部化马约拉纳零模式的高阶TSC。我们的建议应该使实验实现螺旋马约拉纳费米子。
2021-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
In-plane Zeeman field induced Majorana corner and hinge modes in an $s$-wave superconductor heterostructure
二阶拓扑超导体主机马约拉纳角和hingemodes在二维和三维的传统的边缘和表面模式。然而,这种二阶角模的实现通常需要非常规的超导配对或复杂的结或分层结构。在这里,我们表明,马约拉纳角模可以实现使用二维量子自旋霍尔绝缘体在接近接触的$s$波超导体和受面内塞曼场。超过临界值,面内塞曼场诱导相邻边界之间的有效狄拉克质量相反,导致一个马约拉纳模式在每个角落。类似的范例也适用于3D拓扑绝缘体与马约拉纳铰链状态的出现。避免复杂的超导体配对和材料结构,我们的计划提供了一个实验现实的平台,实现马约拉纳角和铰链状态。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Distinguishing spin-orbit coupling and nematic order in the electronic spectrum of iron-based superconductors
铁基超导体的低能电子态受到自旋轨道耦合和(当存在时)π阶的强烈影响。这两种效应具有不同的物理起源,但它们可以导致电子光谱中类似的间隙特征。在这里,我们展示了如何解开他们的实验在铁超导体与一个铁平面每单位电池。虽然在布里渊区中心($Γ$ -点)的低能量双重态的分裂可能是由于自旋-轨道耦合或π阶,或两者兼而有之,但在区角($M$ -点)的每个双重态的简并性受到空间群对称性的保护,即使考虑到自旋-轨道耦合。因此,在$M$处的任何分裂必定是由于晶体对称性的降低,例如由于n阶。我们进一步分析了一个微观紧束缚模型与两个不同的贡献,以?阶:$d_{xz}/d_{yz}$现场能量各向异性和$d_{xy}$跳跃各向异性。我们发现,前者的精确测定,这已被广泛用于表征的相位,需要同时测量的分裂的$Γ$点的双峰,并在两个低能量$M$点的双峰。我们还讨论了孪晶畴的影响,并展示了我们的研究结果如何在这些材料的正常状态下揭示ARPES测量的新情况。
2014-11-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Change of Fermi surface states related with two different $T_{\rm c}$-raising mechanisms in iron pnictide superconductor
研究了As/P掺杂NdFeAs $_{1-x}$ P $_x$ O $_{0.9}$ F $_{0.1}$单晶费米面态的演化。临界温度$T_{\rm c}$和随温度变化的电阻率($ρ(T) = ρ_0 + AT^n$)的幂律指数($n$)在$x=$ 0.2以上显示出明显的相关性,表明在同一类型的FS态中,$T_{\rm c}$随着玻色子涨落的增加而增强。在$x=$ 0.2附近,所有输运性质都出现异常,表明$x$ $\sim$ 0.2是FS剧烈变化的关键组分。角分辨光电子能谱更直接地揭示了在$x=$ 0.2附近,随着$x$的减小,布里渊区中心的一个空穴FS消失,而在布里渊区拐角处出现螺旋桨状的FS.这些结果表明,在该系统中存在两种不同嵌套条件的FS状态,它们与两种$T_{\rm c}$上升机制有关。
2018-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Planar hybrid superconductor-normal metal-superconductor thin film junctions based on BaFe1.8Co0.2As2
为了研究铁基超导体的输运性质,我们制备了以BaFe_(1.8)Co_(0.2)As_2为基电极的平面混合超导体-正常金属-超导体(SNS ')薄膜结。作为对电极,我们使用铅铟合金,而正常的金属层由薄的金膜形成。电导率的温度依赖性测量受到电极性质的强烈影响。我们开发了一种结结构,使我们能够表征电极,也包括其正常状态电阻的行为,以纠正其对传导谱的影响。在扩展的BTK模型中描述了结的校正电导率,并显示出由Andreev反射主导的行为。
2011-10-18 cond-mat.supr-con
BaFe_{1.8}Co_{0.2}As_2 thin film hybrid Josephson junctions
约瑟夫森结与铁磷属元素化物打开了基础实验的超导性在这些材料和它们的应用在超导器件。在这里,我们提出了混合约瑟夫森结与BaFe_{1.8} Co_{0.2}的As_2薄膜电极,金障碍和PbIn反电极。在对电极的临界温度约为7.2K时,结表现出类似RSJ的电流-电压特性。临界电流IC的温度依赖性不表现出Ambegaokar-Baratoff行为。在10- 18 GHz的微波频率下观察到明显的Shapiro台阶。假设在4.2K下的过电流I_ex为200 μA,则有效I_C R_N积为6 μV。
2010-09-01 cond-mat.supr-con
Consequences of extended $s_\pm$-wave pairing in iron-based superconductors
受Song \emph{et al.} [Science { \bf 332},1410(2011)]最近实验的启发,我们从理论上研究了可能的扩展$s_\pm$波配对对称性的双带铁基超导体的自旋动力学、电荷动力学和点接触Andreev反射光谱(PCARS)。我们考虑的情况下,占主导地位的$s_\pm$间隙混合的次要扩展$s$组件,其中间隙节点可以在费米口袋附近的区域角落和/或边界。由于与结区相关的强嵌套效应,动力学自旋和电荷磁化率可以在未折叠布里渊区中的$(\pmπ/2,0)$、$(\pmπ,\pmπ/2)$以及$(\pmπ,0)$附近的动量处表现出强峰。对于PCARS,考虑到由施加电压引起的各向异性能带效应,[100]微分电导可以表现出$V$形状的行为,表明在该方向上发生的间隙节点。这是高度建议,上述功能可以通过实验研究,以帮助整理出铁基超导体的配对对称性。
2012-07-02 cond-mat.supr-con
Point-Contact Spectroscopy of Iron-Based Layered Superconductor LaO$_{0.9}$F$_{0.1-δ}$FeAs
我们提出了一个正常的金属和新发现的F-掺杂的超导体LaO $_{0.9}$ F $_{0.1-δ}$ FeAs(F-LaOFeAs)之间的结点接触光谱数据。观察到零偏压电导峰,其形状和大小表明在F-LaOFeAs表面存在Andreev束缚态,这提供了一个非常规的配对对称性与节隙函数的可能证据。最大能隙值$Δ_0\approx3.9\pm0.7$ meV由测量的光谱确定,与最近的比热和低临界场的实验符合得很好。
2008-08-07 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in two-dimensional $π$-junction Dirac semimetals
本文研究二维自旋轨道耦合狄拉克半金属π结,发现s波和s±波超导体分别可实现螺旋及非传统拓扑超导体,并在面内磁场下实现二阶拓扑超导相,为探索奇异拓扑现象提供多功能平台。
2025-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Josephson tunnel junction arrays and Andreev weak links: linked by a single energy-phase relation
本文从单一能量-相位关系出发,系统比较SISIS隧道结与SNS安德烈夫弱连接在极限区域中的对应关系,揭示两类约瑟夫森元件的内在联系,并讨论其在受保护量子比特设计等超导技术中的意义及关键差异。
2024-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Properties of the zero energy Andreev bound state in a two sublattice SNS junction
我们研究了由两个本征自由度组成的超导体-正常金属-超导体(SNS)结中零能Andreev束缚态的性质。假设正常金属两侧的超导体具有两个子晶格,其中$intra$-子晶格配对在两个子晶格之间具有零相位或$π$。此外,我们加入一个均匀的$inter$-子晶格配对,并研究其对局域态密度(LDOS)的影响。特别地,我们发现,当打开子晶格间配对时,当跨子晶格的相位差为$π$(零)时,零偏置峰(ZBP)是不稳定的(鲁棒的)。我们讨论了我们的结果的相关性,最近提出的奇宇称$-η$配对基态在铁基超导体(FeSC)。
2016-05-24 cond-mat.supr-con
Effects of order parameter self-consistency in a $s_\pm$-s junction
结合最近的铁基超导体实验,研究了单带s波超导体和双带$s_\pm$超导体之间的约瑟夫森隧穿特性。我们研究了一个单一的结和调整的序参量(OP)的相位差在整个结。我们发现了各种以能量-相位差关系为特征的行为。该系统被建模为一个格子和自洽平均场近似处理。我们还研究了由s波和$s_\pm$部分组成的回路结构,部分之间有两个连接点。然后,通过穿过回路的磁通量来控制序参量的相位。我们的分析提出了四种类型的结的行为,其特征在于由s波和$s_\pm$超导体之间的相位差的结能量的依赖性。能量对相位差曲线在$Δϕ= 0,π$处或其间的某个地方具有一个最小值,或者具有双最小值结构。这导致循环结构中的四种不同行为,作为穿过循环的通量的函数。
2016-06-13 cond-mat.supr-con
Noise cross-correlation and Cooper pair splitting efficiency in multi-teminal superconductor junctions
本文分析了由两个普通金属引线与一个超导体连接而成的多端结中的非局域散粒噪声。利用交叉Fano因子和散粒噪声,我们计算了库珀对分裂的效率。该方法适用于d波和铁基超导体。确定了交叉Andreev反射(CAR)、弹性共隧穿、准粒子透射和局域Andreev反射对噪声互相关的贡献。在隧穿极限中,CAR对噪声互相关有积极的贡献,而其他过程则有消极的贡献。根据对势对称性,CAR是主要过程,因此库珀对分裂效率高。我们建议使用Fano因子来测试库珀对分路器设备的效率。
2017-04-28 cond-mat.supr-con
Advantageous grain boundaries in iron pnictide superconductors
高临界温度超导体具有零功耗,可以用来制造理想的电功率线路。制造超导线材和超导带材的主要障碍是晶界--晶界处晶体取向的不对准,这对于多晶体是不可避免的,极大地恶化了临界电流密度。在这里,我们报告说,高临界温度铁磷属元素化物超导体具有优势,铜酸盐相对于这些晶界问题。系统地研究了在双晶衬底上制备的掺钴BaFe 2As 2:Co外延薄膜在不同取向差角(θ GB)下通过双晶晶界结的输运性质.通过双晶晶界(JcBGB)的临界电流密度保持很高(> 1 MA/cm 2),并且直到临界角θ c为~ 9 °时几乎恒定,该θ c显著大于YBCO的θ c ~ 5 °。即使在θ GB> θ c处,JcBGB的衰减也比YBCO小得多。
2011-07-11 cond-mat.supr-con
First-Principles Study for the Anisotropy of Iron-based Superconductors toward Power and Device Applications
通过第一性原理计算,我们研究了铁基超导体超导态的各向异性,以了解其潜在的应用。在BaFe 2As 2和LiFeAs中,c轴穿透深度与ab平面穿透深度的各向异性比$γ_λ$相对较小,即,$γ_λ\sim 3$,表明在这些超导体中的输运应用是有希望的。另一方面,在具有钙钛矿型阻挡层的那些中,例如Sr 2ScFePO 3,我们发现非常大的值$γ_λ\sim 200$,与强各向异性高Tc铜酸盐Bi 2Sr 2CaCu 2 O {8-δ}中的值相当。因此,本征约瑟夫森结堆叠有望沿c轴形成,并且在这些超导体中由于多间隙性质而产生的新颖的约瑟夫森效应也被提出。
2009-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Genuine Electronic Structure and Superconducting Gap Structure in (Ba$_{0.6}$K$_{0.4}$)Fe$_{2}$As$_{2}$ Superconductor
电子结构和超导能隙结构是建立铁基超导体超导电机理微观理论的前提。然而,即使是最广泛研究的最佳掺杂的(Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$)Fe $_2$ As $_2$,其电子结构和超导能隙结构仍存在突出的争议。在这里,我们解决了这些问题进行高分辨率的角度分辨光电子能谱(ARPES)测量的最佳掺杂的(Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$)Fe $_2$ As $_2$超导体使用氦气灯和激光光源。我们的结果表明,在超导态的布里渊区中心附近观察到的“平带”的特点来源于超导诱导的带回弯和带从区角到中心的折叠的综合效应。在正常态和超导态中,我们都发现了带角和中心之间带折叠的直接证据。我们对平带起源的解析,使我们有可能正确地分配围绕带中心的三个类空穴带,并确定它们的超导能隙。在带角附近,我们同时观察到正常态和超导态下的一个微小的类电子带和一个M形带。所获得的间隙大小的带周围的区域角落($\sim$ 5.5毫电子伏)是显着小于所有以前的ARPES测量。我们的结果建立了一个新的超导能隙结构附近的区域角落和解决了一些突出的争议有关的电子结构和超导能隙结构的最佳掺杂的(Ba $_{0.6}$ K $_{0.4}$)Fe $_2$ As $_2$。这些结果为研究和建立铁基超导体的超导机理提供了新的思路。
2021-04-03 cond-mat.supr-con