Spin-Hall current and spin polarization in an electrically biased SNS Josephson junction
本文计算了超导体-正常2DEG-超导体（SNS）约瑟夫森结中直流电偏压引起的自旋霍尔电流和自旋极化的时间周期性。我们假设正常系统中电子的能带能量由于Rashba自旋轨道耦合而分裂。输运参数已计算内的扩散近似和使用微扰展开在一个小SN接触透明。我们发现，与稳态约瑟夫森效应相反，自旋霍尔电流不会变为零。除了由Cooper对跃迁到三重态引起的直接邻近效应之外，自旋电流和极化还由与电荷不平衡相关联的周期性电场驱动。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in silicene-based SNS Josephson junction: Andreev reflection and free energy
研究了在垂直电场和非共振圆偏振光作用下，掺杂无偏硅烯超导体-正常超导体结（SNS）中的约瑟夫森效应.研究了亚能隙输运过程中的Andreev反射（包括回射和镜面反射）、自由能、Josephson效应的反转以及$ϕ_{0}$结的出现.与铁磁-超导体界面相反，即使在干净界面和没有费米波矢失配的情况下，NS界面中的Andreev反射也是完全的。本文指出了自由度的动态极化对$0-π$跃迁和$ϕ_{0}$结的产生所起的重要作用。衬底中带电杂质的散射影响体中的输运性质以及谷弛豫，这可以通过宏观波函数来考虑。在短结极限下，讨论了Andreev能级和自由能的近似结果。除了紧束缚模型的低能限制外，只要间距模型远大于超导能隙，就需要考虑有限尺寸效应。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic interference pattern in planar SNS Josephson junctions
我们研究了通过厚度为$D$的弹道正常金属层的约瑟夫森电流，在该层上沉积了两个彼此相距$L$的超导电极。在存在（{ \it in-layer}）磁场的情况下，我们发现临界电流$I_c(Φ)$随磁通量$Φ$的振荡与普通的磁干涉图样有很大的不同。取决于$L/D$和温度的比率，$I_c(Φ)$振荡可以具有比通量量子$Φ_0$小的周期、非零最小值和比$1/Φ$小得多的阻尼率。最近在实验中观察到了类似的异常磁干涉图样。
2007-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Current and Multiple Andreev Reflections in Graphene SNS Junctions
在超导体-石墨烯-超导体（SGS）约瑟夫森结中观察到约瑟夫森效应和超导邻近效应，其相干长度与超导引线之间的距离相当。通过比较测得的温度和掺杂的超导电流和邻近诱导的子间隙功能（多Andreev反射）的理论预测的依赖性，我们发现，与预期相反，弹道输运模型未能描述的SGS结。与此相反，扩散结模型产生密切的定量协议的结果。这一结论与正常状态下的输运测量结果一致，正常状态下的输运测量结果在石墨烯连接中产生比结长度短得多的平均自由程。我们表明，到目前为止，所有的设备上制造的SiO2基板（我们自己的以及其他团体的报告）属于扩散结类别。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Degeneracy of Majorana bound states and fractional Josephson effect in a dirty SNS junction
本文利用哈密顿量的手征对称性，研究了二维$p$ -波超导体/脏正常金属/ $p$ -波超导体结中多个Majorana费米子的稳定性.当结$φ$的相位差为$π$时，我们将证明正常金属中所有的Majorana束缚态都属于相同的手征。由于这种纯手征特征，即使在随机势的存在下，马约拉纳束缚态在零能量处也保持了高度的简并性。因此，通过简并MBS的库珀对的谐振传输在$φ=π-0^+$处携带约瑟夫森电流，这解释了在许多先前的论文中讨论的分数电流-相位关系。
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Geometry-related magnetic interference patterns in long SNS Josephson junctions
我们已经测量了临界电流依赖于两个长SNS结不同的正常线的几何形状的磁通量。样品由连接到W触点的Au线通过聚焦离子束辅助沉积制成。我们可以将磁图案从准一维正常线的单调高斯样衰减调谐到方形正常线的夫琅和费样图案。我们解释的单调极限与半经典的一维模型，我们适合两个字段的依赖性与数值模拟的二维Usadel方程。此外，我们观察到整数和分数夏皮罗步骤。整数阶跃的磁通量依赖性如预期地再现了临界电流Ic的依赖性，而分数阶跃随着磁通量的衰减比Ic慢。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional Josephson vortex lattice and anomalously slow decay of the Fraunhofer oscillations in a ballistic SNS junction with a warped Fermi surface
约瑟夫森结的临界电流是封闭磁通量$ $的振荡函数，因为量子干涉被周期性$h/2e$调制。我们计算这些夫琅和费振荡在一个二维（2D）弹道超导体-正常金属-超导体（SNS）结。对于费米圆，振荡的振幅衰减为$1/Φ$或更快。如果费米圆强烈翘曲，就像它在带中心附近的正方形晶格上一样，我们发现当磁性长度$l_m=\sqrt{\hbar/eB}$下降到NS界面的间隔$L$以下时，振幅衰减较慢$\propto 1/\sqrtΦ$。临界电流缓慢衰减的交叉伴随着正常区域中的电流涡旋和反涡旋的2D阵列的出现，其形成具有晶格常数$\simeq l_m^2/L$的二分矩形晶格。对于圆形费米面，当只剩下通常的单行约瑟夫森涡旋时，二维晶格消失。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The effect of nearest neighbor spin-singlet correlations in conventional graphene SNS Josephson junctions
利用自洽紧束缚Bogoliubov-de Gennes方法，研究了最近邻自旋-单重键（SB）关联对石墨烯SNS约瑟夫森结与常规s波超导接触中的约瑟夫森耦合和邻近效应的影响.尽管接触中的s波超导状态，结内的SB配对状态具有d波对称性，并且干净，尖锐的界面结类似于“体块遇到体块”的情况，两个不同的超导状态之间的相互作用非常小。事实上，由于超导态的有限尺寸抑制，为了在结中实现SB配对，需要比体中更强的SB耦合常数。对于短的干净的锯齿形和扶手椅结，选择与s波状态具有零约瑟夫森耦合的d波状态，因此当SB配对状态在这些结中发展时，约瑟夫森电流减小。在更现实的结中，在界面处具有更平滑的掺杂分布和原子尺度的无序，可以实现接触s波状态和SB d波状态之间的一些耦合。此外，通过破坏界面处的适当晶格对称性以诱导另一个d波状态，可以实现非零约瑟夫森耦合，这导致约瑟夫森电流的大幅增加。我们还报告的LDOS的交界处和缺乏零能量状态的接口，尽管非常规的序参量，我们归因于两个d-波的解决方案和他们的混合在一个一般的接口附近的简并。
2009-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in Graphene SNS Junction with a Single Localized Defect
缺陷本质上改变了石墨烯的电子输运性质。最近的实验报告的石墨烯作为结的可能应用的动机，我们研究了输运性质的石墨烯为基础的结与单一的本地化缺陷。我们解决了Dirac-Bogoliubov-de-Gennes方程与一个单一的局域缺陷超导体正常（石墨烯）超导体（SNS）结。我们考虑了在脏极限下，通过带有重掺杂s波超导电极的未掺杂石墨烯带的隧穿电导和约瑟夫森电流的性质。我们发现，Andreev束缚态的光谱的存在下，在单一的局域缺陷的体积和最小的隧道电导保持不变的修改。约瑟夫森结呈现符号振荡。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Effect of Microwaves on the Current-Phase-Relation in SNS Josephson Junctions
研究了热平衡状态下和微波辐照下长扩散超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结的电流-相位关系（CPR）。虽然在平衡良好的协议与准经典理论的预测被发现，我们观察到的CPR的形状可以强烈影响微波照射。接近π的约瑟夫森相位差，当增加射频功率时，可以强烈地抑制超电流。我们的结果可以理解在微波激发的低洼的Andreev束缚态的微型间隙在结。在所研究的频率间隔中，当微间隙以π的相位差闭合时，该机制变得重要。
2009-02-24 cond-mat.mes-hall
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
Probing the electron-electron interaction in a diffusive gold wire using a controllable Josephson junction
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结的临界电流随正常区电子能量分布的变化。这是在一个4端设备中实现的，其中两个电子库之间的介观金线在其中心耦合到两个超导电极。通过改变导线的长度并在导线上施加电压，我们能够控制导线中心的电子分布函数，该中心形成SNS结的正常区域。所观察到的电压和温度的依赖性是在良好的协议与现有的理论扩散SNS结，除了低能量。然而，发现电子-电子相互作用时间$τ_0$ =10 ps，这比理论预期的快三个数量级。
1999-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of Magnetic Field on Josephson Current in SNS System
研究了超导体/正常金属/超导体（SNS）系统中磁场对约瑟夫森电流的影响，其中N是束缚势中的二维电子气.研究发现，约瑟夫森电流对磁场的依赖性对正常金属的宽度敏感。如果正常金属是宽的，并包含许多通道（子带），在一个弱的磁场上的电流表现出类似于在SIS系统中的Fraunhofer模式的依赖性，随着场变强，它表现出另一种类型的振荡依赖于场之间的Aharonov-Bohm干涉的边缘状态。然而，随着通道数量的减少（即正常金属变得更窄），弱场区域中的依赖性偏离清晰的夫琅和费图案，并且强场区域中的振荡依赖性的幅度减小。
1998-09-19 cond-mat.mes-hall
Josephson transport in YBa${}_{2}$Cu${}_{3}$O${}_{7}$ weak links created by focused-helium-ion-beam irradiation: Analysis based on diffusive-SNS-junction model
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（日本产业技术综合研究所）
本研究针对聚焦氦离子束辐照制备的YBCO弱连接，基于扩散型SNS结模型分析其约瑟夫森输运，揭示临界电流等特性的剂量依赖机制，为相关结设计提供了扩散框架。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ultra-low dissipation Josephson transistor
提出了一种基于超导微制冷器的超导-正常金属-超导（SNS）晶体管。所提出的4端器件由长SNS约瑟夫森结组成，其N区另外通过隧道势垒对称地连接到超导储层（I）。偏置SINIS线允许修改弱连接中的准粒子温度，从而控制约瑟夫森电流。我们表明，在适当的电压和温度制度，大的超电流增强可以实现相对于平衡，由于电子“冷却”所产生的控制电压。该结构固有的极低功耗使该器件适用于许多电子应用。
2003-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of spin-orbit coupling and spatial symmetries on the Josephson current in SNS junctions
考虑Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用、任意取向的磁场、无序和结构不对称性，我们分析了二维超导体-半导体-超导体结中临界电流干涉图样的对称性.我们将图案的对称性与哈密顿量中对称性的存在或不存在联系起来，这提供了易于测量的量与自旋轨道耦合和结的其他对称性之间的定性联系。我们支持我们的分析与数值计算的约瑟夫森电流的基础上的微扰膨胀到八阶之间的正常区域和超导体的隧道耦合。
2016-02-16 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in a Weyl SNS junction
本文计算了外端为超导外尔金属，正常层为外尔（半）金属的外尔超导体-正常金属-超导体结的约瑟夫森电流密度j（φ）。我们描述外尔（半）金属使用一个简单的模型与两个外尔点。该模型的时间反演对称性被破坏，但反演对称性存在。我们计算了超导体内部的两种配对机制，零动量BCS-类配对和有限动量FFLO-类配对，并假设短结限制，在零温度和有限温度下的约瑟夫森电流。对于这两种配对类型，我们发现，电流是成比例的正常状态的结的电导率，与比例系数，显示两个配对机制之间的定量差异。BCS-样配对的电流被发现是独立的化学势，而电流的FFLO-样配对不是。
2017-02-23 cond-mat.mes-hall
Resonance in the nonadiabatic quantum pumping of the time-dependent Josephson junction
本文研究了一维含时超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结的非绝热输运性质。考虑BCS超导体，用含时Bogoliubov-de Gennes方程处理。利用Floquet理论，我们计算了透射系数和Wigner-Smith延迟时间随入射能量的变化，发现当电子或空穴的Floquet波矢之一与超导能隙内的束缚准粒子态重合时，它们会出现共振。由于束缚准粒子能级的位移，两个超导体之间的相位差会导致共振的变化。通过SNS结流动的超电流被共振显著增强。
2015-08-26 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
Anomalous quantum interference effects in graphene SNS junctions due to strain-induced gauge fields
研究了应变引起的规范场对石墨烯基约瑟夫森结中超导电流的影响。我们发现，在一个恒定的伪磁场${\bf B}_S$的存在下，起源于一个弧形的弹性形变，约瑟夫森电流单调增强。这与实磁场通过结引起的超导电流振荡行为（称为夫琅和费模式）形成对比。由于时间反演对称性，应变诱导的规范场在两个谷处具有相反的方向，因此不存在振荡超电流。随后，由于${\bf B}_S$，在由来自不同谷的电子和空穴组成的束缚态所携带的电流中没有净Aharonov-Bohm效应。另一方面，当磁场和赝磁场同时存在时，我们发现Fraunhofer振荡随实磁场通量的变化而变化，我们发现Fraunhofer图案，特别是其周期，随应变诱导的规范场以及结的几何纵横比的变化而略有变化。有趣的是，两种规范场的组合在局部电流密度分布中产生了两个特殊的指纹：（i）约瑟夫森电流密度的强局部化，具有更强的最大振幅;（ii）膨胀涡核的出现-约瑟夫森电流几乎减少的有限区域-其大小随着${\bf B}_S$的增加而增加。这些发现揭示了石墨烯SNS结中应变诱导的规范场的意想不到的干涉特征，并为伪磁场的灵敏探测提供了独特的工具。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron Transport in Mesoscopic Disordered SNS Junctions
本文将介观约瑟夫森结中多次Andreev反射的散射矩阵理论推广到多模情况，并将其应用于具有扩散电子输运的短超导体/正常金属/超导体结。直流和交流的电流-电压特性进行了分析的偏置电压$V$的范围很广。对于小于超导间隙的电压，结的直流微分电导发散为$1/\sqrt{V}$。
1997-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current in ballistic Nb/InAs/Nb highly transmissive junctions
高透射弹道结被证明之间的Nb和二维电子气形成在InAs/AlSb异质结。一个可重复的制造协议产生高临界超电流值。电流-电压特性测量到0.4 K和所观察到的超电流的行为进行了分析，在一个弹道模型中的清洁限制。这项调查使我们能够证明一个内在的界面transmittance接近90%。的制造协议的可重复性，使它的兴趣的InAs为基础的超导体半导体混合器件的实验研究。
2002-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hall effect in NS and SNS junctions
考虑了SN和SNS结中的霍尔效应。结果表明，在低温度下的霍尔电压显着抑制相比，其正常的金属值。SNS结中的霍尔电压的时间依赖性具有窄脉冲的形式，具有约瑟夫森频率。
1997-03-12 cond-mat.mes-hall
On a Possibility to Measure Thermoelectric Power in SNS Structures
两个不同的约瑟夫森结，连接到一个加热器可以作为精确的电池。由于这些电池的热电功率的差异，在热流下，具有两个不同电池的电路$ΔT\sim 10^{-5}K$将在零电阻回路周围具有净EMF $10^{-11} V$，导致回路的磁通量随时间振荡。它表明，它的理论值是成正比的温度差，以及在两个结的热电功率的差距。
2008-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current Conservation in the Self-Consistent Josephson Junction
本文提出一种自洽处理BdG方程并保持电流守恒的数值方法，用于准一维SNS约瑟夫森结，发现电流守恒会显著影响约瑟夫森谐波，甚至减弱或逆转CPR的前向偏斜。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of supercurrent enhancement in SNS junctions by non-equilibrium injection into supercurrent carrying bound Andreev states
我们报告的超电流的增强首次通过注入在介观三端平面SNSNS设备由Al在GaAs上制成。当电流以注入偏压$V=Δ(T)/e$从超导Al电极中的一个注入时，在另外两个超导电极之间的DC约瑟夫森电流具有最大值，给出了由于非平衡注入到下层半导体的束缚Andreev态中而导致的增强的证据。这种效应一直持续到平衡超电流消失的温度。
1999-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge and Spin Effects in Mesoscopic Josephson Junctions
本文研究了低维超导弱链中的电荷和自旋效应。第一部分综述了超导体/Luttinger液体/超导体结中电子-电子相互作用的影响。这种介观混合系统的实验实现可以是单个的单壁碳纳米管，其桥接两个大块超导体之间的间隙。通过一个Luttinger液体在完美和不良传输结的限制直流约瑟夫森电流进行评估。讨论了SNS长结中的约瑟夫森效应与卡西米尔效应之间的关系。在论文的第二部分中，我们回顾了有关Zeeman和Rashba相互作用对二维电子气中制备的弹道S/QW/S结热力学性质影响的最新结果。结果表明，在磁控结中，存在产生共振库珀对跃迁的条件，这种跃迁导致隧道结中的巨超电流和多通道SNS结的巨磁响应。预测了在与超导体连接的一维量子线中，塞曼和Rashba相互作用的联合作用所引起的超导电流。
2004-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in superconducting wires supporting multiple Majorana edge states
本文研究了一维拓扑超导体中的超导-正常-超导（SNS）约瑟夫森结。的超导相的能量谱的变化进行了研究相结合的紧束缚模型描述的SNS结的数值对角化与适当的低能量有效的哈密顿量的分析。我们发现，四π周期性特征的分数直流约瑟夫森效应被保存。此外，NS结的理想电导与拓扑超导体，托管两个马约拉纳模式在其两端，是一倍的单马约拉纳的情况下相比。最后，我们说明了如何一个非零的超导相位梯度可能会破坏支持多个马约拉纳端态的相位。
2013-03-11 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium transport in mesoscopic multi-terminal SNS Josephson junctions
我们报道了几个超导/正常/超导（S/N/S）约瑟夫森结的非平衡实验结果，其中包含一个或两个额外的终端连接到正常水库。从正常库注入到结中的电流引起电子能量分布函数的变化，这可以改变结的性质。在一个三端样品上进行的简单实验表明，准粒子电流和超导电流可以共存于S/N/S结的正常区。当较大的电压施加到正常的水库，符号的电流相位关系的结可以被逆转，创建一个“$π$结。“我们定量地比较了当正常储层上的电压与超导体具有相同或相反的符号时，在4端$π$结中获得的最大临界电流。我们讨论了在创建一个“塞曼”$π$ -结与平行施加的磁场的挑战，并详细说明如何抑制的轨道效应的临界电流。最后，当正常电流和超电流同时存在于结中时，分布函数会产生一个空间不均匀的分量，该分量可以被解释为跨结的有效温度梯度，其符号可由超电流控制。总的来说，这些实验说明了S/N/S约瑟夫森结在非平衡条件下的丰富性和复杂性。
2008-01-09 cond-mat.mes-hall
Evidence for Two Time Scales in Long SNS Junctions
我们利用微波激发来阐明长超导体/正常金属/超导体约瑟夫森结的动力学。通过在10 MHz - 40 GHz的范围内改变激励频率，我们观察到，临界和再俘获电流，推导出的结的直流电压与直流电流特性，由两个不同的时间尺度设置。当交流频率大于正常金属中的反扩散时间时，临界电流增加，而当激励频率高于正常金属中的电子-声子速率时，再俘获电流被强烈地修改。因此，临界电流和再俘获电流分别与弹性和非弹性散射有关。
2009-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge effects in the magnetic interference pattern of a ballistic SNS junction
研究了宽超导体-正常金属-超导体（SNS）结的约瑟夫森临界电流$I_c(Φ)$与穿过它的磁通量$Φ$的关系，与传统的夫琅禾费型关系相比，从侧边反射的电子轨迹改变了函数$I_c(Φ)$.在弱磁场$B\lesssim Φ_0/d^2$中，边缘效应提升了$I_c(Φ)$中的零点，并逐渐将该函数的最小值移向通量量子的半整数倍。在$B>Φ_0/d^2$，边缘效应导致临界电流$I_c(Φ)$随着$Φ$的增加而加速衰减。在更大的领域，最终，该系统预计将进入一个政权的“经典”介观波动，这是具体的宽弹道SNS结粗糙的边缘。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Excess equilibrium noise in topological SNS junction between chiral Majorana liquids
本文研究了具有超导层和磁性层的三维拓扑绝缘体表面上的一维手征模介导的约瑟夫森接触。该系统代表了一个干涉仪，在该干涉仪中，超导电极边界上的一维手征Majorana模通过弹道手征Dirac通道连接。我们调查的约瑟夫森电流作为直流相位偏置和Aharonov-Bohm通量的函数的噪声。从散射形式出发，找到了传输电荷累积量的Keldysh产生作用量的Majorana表示，在高于无功能量$E_{\rm Th}$的温度下，我们得到了具有$G_0 \equiv e^2/(2π\hbar)$的单通道导线的通常的Johnson-Nyquist噪声$4G_0 k_{\rm B}T$特性。在较低的温度下，行为更加丰富。特别是，如果Aharonov-Bohm和超导相都接近$2πn$，这是在结的基态中出现简并的点，则平衡噪声被强烈增强到与温度无关的值$\sim G_0 E_{\rm Th}$。通过涨落耗散定理，平衡噪声与约瑟夫森结的阻抗有关。与通常的约瑟夫森结（两个$s$波超导体之间的隧道结）形成鲜明对比的是，阻抗的实部不会消失，反映了引线中马约拉纳模式的无间隙特性。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Supercurrent Quantization in Narrow Channel SNS Junctions
本文测量了窄弹道超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森接触正常区的准粒子激发谱。增加接触中的有效化学势将电子能级转换为携带超电流的Andreev能级。这些超通道的开放导致超导量子化，表现出非普遍的行为，在一般情况下，我们讨论了它对结参数的依赖性。
1999-07-29 cond-mat.mes-hall
Nonlocal superconducting quantum interference device
超导量子干涉器件（SQUID）在一个闭环中包含两个超导体/绝缘体/超导体（SIS）约瑟夫森结，形成了目前可用的一些最灵敏的磁场和电场检测器的核心。这些应用中的SQUID通常在有限电压下工作，该电压通过交流约瑟夫森效应产生微波辐射。这种辐射可能会影响被测系统。我们在这里描述一种SQUID，其中约瑟夫森结由与超导体（S）良好电接触的普通金属（N）条形成。这样的SNS SQUID可以在有限的电压偏置下操作，其性能与传统的SIS SQUID相当或可能更好。然而，它们也允许一种新的操作模式，该模式基于约瑟夫森结的正常金属中准粒子电流和超导电流的不寻常相互作用。新方法允许测量SNS SQUID的临界电流的通量依赖性，而无需在SNS结上施加有限的偏压，从而在不产生微波辐射的情况下实现灵敏的通量检测。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall
Tunnel Spectroscopy of a Proximity Josephson Junction
本文介绍了横向超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结中邻近效应的隧道光谱实验。我们的薄弱环节是嵌入到一个超导（S）环，允许相位偏置的约瑟夫森结的外部磁场。我们探讨了温度和相位的依赖性的诱导微隙和修改的状态密度在正常（N）金属。我们的结果与基于准经典理论的扩散极限模型一致。该设备提出了一个先进的版本的超导量子干涉邻近晶体管（SQUIPT），现在达到3 nA的$/Φ_0$通量灵敏度，其中$Φ_0$是通量量子。
2011-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonadiabatic Dynamics of Strongly Driven Diffusive Josephson Junctions
通过测量有限温度下扩散超导体-正常金属-超导体（SNS）结的约瑟夫森发射，揭示了超导电流对微波辐射的非平凡敏感性。我们证明，谐波含量的电流相位关系的修改，由于在正常的导线中的电磁场诱导的准粒子的能量重新分配。这种畸变来源于相位依赖的非平衡分布函数，它强烈地受到谱超电流的交流响应的影响。对于接近于$π$的相位，跨越Andreev间隙的转变是动态地有利的，从而导致超电流减少。这一发现是支持的准经典格林函数理论的超导扩散SNS结在微波辐射下的比较。
2019-11-07 cond-mat.mes-hall
Vortex-state-mediated Josephson effect
约瑟夫森效应是一种宏观量子现象，即在没有外加电压的情况下，超电流流过约瑟夫森结。我们预测了一种新的涡旋态介导的SNS约瑟夫森结中的约瑟夫森效应。涡旋状态介导的超电流的增强或显着减少的幅度取决于结的长度，并表现出几个步骤的有效传播通道的数量在零温度下的电流相演变。在有限的温度下，这些超导步骤持续在短结限制，并发展成超导振荡，如果结长度变得可比的相干长度$ξ=\hbar v_F/Δ$的超导体，并在以后的情况下，可以观察到超导电流反转。这些发现可能会提供一个吸烟枪签名的涡旋束缚态在超导体和承诺可能的应用在未来的约瑟夫森器件。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical I-V Characteristics of SNS Junctions
本文通过测量超导弱连接在1-200 MHz交流偏压下的电压/电流特性，研究了超导弱连接的约瑟夫森临界电流的开关动力学。在高于其临界温度时，两个Nb库之间的弱连接由介观Al丝形成。我们观察到一个动态的相变的频率和振幅的交流电流的函数。虽然在低频下，通过增加电流偏置驱动的转变由标准Kramers理论很好地描述，但在高频下，开关直方图变得滞后并且比热波动所预期的窄得多。这两个区域之间的交叉频率由正常金属中的电子-声子相互作用速率设定。
2020-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sn/InAs Josephson junctions on selective area grown nanowires with in-situ shadowed superconductor evaporation
超导体-半导体纳米线混合结构可用于制造用于量子信息处理的器件。虽然选择性区域生长（SAG）提供了以任意几何形状生长半导体纳米线的灵活性，但是超导体的原位蒸发确保了原始的超导体-半导体界面，从而在半导体纳米线中产生强的诱导超导性。在这项工作中，我们蒸发的超导锡岛上的InAs SAG纳米线，通过使用高纵横比预制的SiOx电介质壁的原位遮蔽。我们的技术允许完全定制这种混合纳米结构的每个物理参数，同时在不破坏真空的情况下进行纳米线和超导体生长。使用这种技术，我们生长了超级（S）-正常（N）-超级（S）（SNS），NS和SNSNS连接。我们进行了低温电子输运测量，揭示了在平面SAG纳米线上制造的阴影结中存在栅极和场可调超电流。我们进一步测量了混合纳米结构中的超导能隙和临界场，以及SNSNS结中从2 e到1 e周期性的交叉，作为这些混合纳米结构的可用性的证明。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall
Implementation of SNS thermometers into molecular devices for cryogenic thermoelectric experiments
流过单分子器件的热电流包含关于分子结构的量子特性的有价值的信息，特别是关于其电子和声子激发光谱以及熵的信息。此外，通过实验获得热电热电荷转换效率可以帮助为未来的能量转换设备选择合适的分子，理论研究预测，这可能会达到前所未有的效率。然而，在纳米器件中量化热流的主要挑战之一是确定施加到结的精确温度偏置。在这项工作中，我们已经纳入了超导正常金属超导体（SNS）约瑟夫森结温度计到一个单分子器件。约瑟夫森结的临界电流在100 mK到1.6 K的宽温度范围内精确地依赖于电子温度的微小变化。因此，我们提出了一种设备架构，它可以使单分子热电实验下降到毫开尔文温度，具有高精度。
2023-02-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Highly tunable NbTiN Josephson junctions fabricated with focused helium ion beam
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
本研究通过聚焦氦离子束制备可调谐的NbTiN约瑟夫森结，实现从金属到绝缘相的弱链接调节，适用于超导电子学的多种应用。
2024-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of diffusive ϕ0 Josephson junctions in the presence of spin-orbit coupling
基于准经典形式的SU（2）协变公式，提出了一个完整的微观理论，描述了在自旋分裂场h存在下，通过具有内禀自旋轨道耦合（SOC）的扩展超导体-正常金属-超导体（SNS）扩散结的Josephson电流.我们证明了，如果h和SOC诱导的SU（2）洛伦兹力都是有限的，那么结的基态对应于超导体电极之间有限的本征相位差0 <π 0 < 2π.在Rashba SOC的特定情况下，我们提出的解析和数值计算结果为100作为一个函数的自旋场的强度，结的长度，温度和SN接口的属性。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in ballistic graphene
我们在无杂质的超导体-正常超导体（SNS）结中求解Dirac-Bogoliubov-De-Gennes方程，以确定可以流过具有重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的最大超电流。结果由超导能隙和结的纵横比（长度L，相对于宽度W和超导相干长度小）确定。从零掺杂的狄拉克点出发，我们恢复了通常的弹道结果，其中费米波长取代了L。临界电流和正常状态电阻的乘积在接近狄拉克点时保持其普适值（直到数值前因子）。
2006-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interedge backscattering in time-reversal symmetric quantum spin Hall Josephson junctions
Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学）
研究时间反演对称量子自旋霍尔约瑟夫森结中新型背散射机制及其对超导量子干涉图案的影响。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall
InAs nanowire hot-electron Josephson transistor
在超导体（S）-正常金属（N）结处，配对相关性可以“泄漏”到N区域中。这种邻近效应[1，2]改变了系统的传输特性，并可能导致SNS结中的超电流[3]。最近的实验工作表明，半导体纳米线（NW）作为纳米级器件的构建块的潜力[4-7]，也与超导元件[8-12]相结合。在这里，我们展示了一个InAs NW约瑟夫森晶体管，其中超电流是由热准粒子注入正常金属电极控制。工作原理是基于NW电子能量分布的修改[13-20]，可以产生降低的耗散和高开关速度。我们将认为，利用异质结构半导体纳米线的这一原则开辟了一条道路，以主机的平衡混合纳米器件的概念[7，21]。
2010-03-10 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
Josephson Effect in a Coulomb-blockaded SINIS Junction
重新考虑了库仑阻塞纳米超导体-正常超导体隧道接触结构中的约瑟夫森电流问题。两个不同的贡献的相位偏置的超电流被确定，这是占主导地位的弱和强库仑相互作用的限制。得到了任意库仑强度下自由能的完整表达式，由该自由能导出的电流随相位偏置从0到π的变化介于弱库仑相互作用和强库仑相互作用的已知结果之间。在库仑强度的宽范围内的电流相位关系是基本上非正弦曲线和定性的半弹道SNS结的情况下不同。库仑相互作用导致出现的局部最小值的电流在一些中间值的相位差施加到结。
2005-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductor/normal-metal/superconductor junction of topological superconductors revisited: Fractional Josephson current, fermion parity, and oscillating wavefunctions
分数约瑟夫森效应已知是具有马约拉纳零模（Majorana zero mode，MZM）的拓扑约瑟夫森结的特征现象，其中约瑟夫森电流在两个拓扑超导体之间的相位差中具有$4π$（而不是$2π$）周期性。我们介绍了一个一维模型的拓扑超导体/正常金属/超导体（SNS）结的正常金属（N）区域的有限长度，这是短结和长结限制之间的中间制度。在SN界面弱隧穿的假设下，研究了共振和有限尺寸效应对分数约瑟夫森效应的影响，这是由于N区存在多个离散的能级，其中波函数具有振荡节结结构.通过对通过结的传输振幅的符号变化和两个MZM的费米子宇称的仔细分析，我们发现分数约瑟夫森电流正比于包含两个填充正常能级和两个MZM的总费米子数的宇称。此外，我们阐明了约瑟夫森电流的急剧增强，由于在N区和MZM之间的分立能级的共振。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherence-enhanced, phase-dependent dissipation in long SNS Josephson junctions: revealing Andreev Bound States dynamics
在交流驱动的量子系统中，最著名的耗散原因之一源于光子吸收。耗散也可以由对依赖于时间的激励的延迟响应引起，并且通常可以洞察系统的弛豫时间和机制。我们解决的耗散在介观正常导线超导接触，维持超导电流在零频率，并可能预计保持耗散低于超导能隙的频率。通过将正常/超导环耦合到高灵敏度多模微波谐振器上，研究了正常/超导环对含时磁通的高频线性响应。远离简单的衍生物的电流相位关系，环的交流磁化率也显示耗散组件，其相位依赖性是一个签名的动态过程中发生的Andreev频谱。我们展示了耗散是如何由上述两种机制之间的竞争驱动的。取决于这些贡献的相对强度，耗散可以在$π$处最大，当小间隙关闭时，或者可以在$ π/2$附近最大，当直流超电流最大时。我们还发现，耗散响应在低温下增加，甚至可以超过正常状态的电导。结果面临的预测的Kubo线性响应和时间依赖Usadel方程。该实验显示了在以受控方式探测ABS的量子动力学中，单个混合介观系统的交流磁化率测量的功率。通过跨越不同的物理制度，我们的实验提供了一个独特的访问非弹性散射和光谱的一个孤立的量子相干系统。这种技术应该是一种工具的选择，研究拓扑超导性和检测边缘状态的拓扑保护。
2018-01-28 cond-mat.mes-hall
AC Josephson effect in the long voltage-biased SINIS junction
针对S/N界面（界面电阻比N金属的本征电阻大）上具有较强法向散射的超导-正常-超导（SNS）结构，提出了非稳态相干效应理论。给出了在固定偏压下N区产生的与时间有关的反常格林函数的解析表达式。在非平衡条件下确定电流振荡的幅度。在高温极限下计算了分布函数的非平稳校正，发现其随温度缓慢下降，导致高温低电压下Josepshon电流中二次谐波项占主导地位。
2009-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Incoherent multiple Andreev reflection in an array of SNS junctions
近年来，人们在实验上发现了许多与非相干MAR有关的有趣效应，但只有少数得到了理论上的解释。例如，如果在线性阵列的边缘处的电压是$V$，则电流-电压特性中的子振子结构不仅出现在通常的非稳态约瑟夫森效应位置$V_n=2Δ/n$（其中$n$是整数）处，而且还出现在$V_n$之外的电压处。在这封信中完成了一个肮脏的SNS结阵列的电子输运的描述步骤。结果表明，subgarmonic结构可能确实出现在“不寻常”的电压。
2010-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic interference patterns in long disordered Josephson junctions
研究了外磁场中的扩散超导体-正常金属-超导体（SNS）结.在长结的极限情况下，我们发现约瑟夫森电流对场和结长的依赖关系的形式取决于与磁场有关的结宽和结长之比。这两种长度尺度之间的某一临界比率将两种不同的状态分开。在窄结中，临界电流表现出作为结长或磁场的函数的纯衰减。在宽结中，临界电流表现出阻尼振荡作为相同的参数的函数。这种阻尼振荡行为不同于典型的短结或隧道结的夫琅和费模式。在宽的和长的结中，超导对关联和超导电流沿着结的边缘局部化。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinearity of transparent SNS weak links decreases sharply with length
本文研究透明SNS弱连接的非线性随长度变化，发现有限长度可使其非线性相比零长度极限最多抑制十倍，并揭示非线性对长度的非解析依赖，提出将结长度作为设计弱非线性微波电路的关键参数。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
