Quasiparticle entropy in superconductor/normal metal/superconductor proximity junctions in the diffusive limit
讨论了脏超导体-正常金属-超导体结的准粒子熵和热容。在短结的情况下,在超导银行中延伸的逆邻近效应在确定热力学量中起着至关重要的作用。在这种情况下,通常使用的近似可能违反超导和准粒子熵之间的热力学关系。我们提供了不同的几何参数的函数的分析和数值结果。热容量的定量估计可以与热电子器件或辐射传感器应用的设计相关。
2017-09-11 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
Probing the current-phase relation of graphene Josephson junctions using microwave measurements
我们对嵌入微波电路中的石墨烯约瑟夫森结进行了广泛的分析。通过比较一个扩散结在15 mK的弹道在15 mK和1 K,我们能够重建的电流相位关系。
2020-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effects and Andreev reflection in mesoscopic SNS junction with perfect NS interfaces
本文报道了用6 nm厚的超导多晶PtSi薄膜制作的超导薄膜-普通金属丝-超导薄膜(SNS)结的低温输运测量结果。研究了两种不同长度L=1.5 $μ$ m和L=6 $μ$ m,宽度W=0.3 $μ$ m的普通金属丝结构。零偏置电阻下降有关的对电流邻近效应,观察到所有的结,而次谐波能隙结构起源于相位相干的多个Andreev反射只发生在SNS结与短线。
1999-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic Josephson junctions based on CVD graphene
近年来,在基础物理和潜在应用方面,对石墨烯作为超导体之间的薄弱环节的约瑟夫森结进行了深入研究。然而,之前的大部分工作都是基于机械剥离的石墨烯,这与大规模生产不兼容。在这里,我们提出了我们的研究使用石墨烯生长的化学气相沉积(CVD)作为薄弱环节的约瑟夫森结。我们证明,CVD-石墨烯基约瑟夫森结与Nb电极可以有效地工作,没有任何热滞后从1.5 K下降到320 mK的基础温度,他们在垂直磁场中表现出理想的夫琅和费干涉图案。我们还表明,结的临界电流可以通过调节栅极电压。此外,对于我们最短的结(长度为50 nm),我们发现正常状态电阻随栅极电压振荡,表明结处于弹道状态,这是以前在基于CVD-石墨烯的约瑟夫森结中未观察到的特征。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Competition between the Superconducting Proximity Effect and Coulomb Interactions in a Graphene Andreev Interferometer
我们已经调查了通过石墨烯Andreev干涉仪表现出超导邻近效应的再入运输。我们观察到的Andreev电导振荡作为栅极电压($V_{BG}$)的函数的交叉。在高$V_{BG}$的能量依赖的振荡幅度表现出预测的非相互作用的电子,这打破了在低$V_{BG}$的缩放。这种现象是电子-电子相互作用的表现,其主要作用是缩短单粒子相位相干时间$τ_ϕ$。这些结果表明,石墨烯为研究超导邻近效应和相互作用之间的竞争提供了一个有用的实验平台。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson coupling in junctions made of monolayer graphene on SiC
碳化硅(SiC)上的石墨烯已被证明是非常成功的霍尔电导量化其均匀性在厘米级。在共面扩散Al/单层石墨烯/Al结中测量了鲁棒的约瑟夫森耦合。SiC衬底上的石墨烯是提供混合约瑟夫森石墨烯/超导体器件的可扩展性的具体候选者,也给出了弹道传播的希望。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The quantum valley Hall effect in proximity-induced superconducting graphene: an experimental window for deconfined quantum criticality
我们认为通过邻近效应在石墨烯中诱导超导性,有可能观察到“量子谷霍尔效应“。在有磁场存在的情况下,超导电流使“谷赝自旋”在超导带材的边缘处积累。这一点,以及超导涡核的结构,提供了实验观察“去限制量子临界性”方面的可能性。
2009-03-09 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
How to induce superconductivity in epitaxial graphene $via$ remote proximity effect through an intercalated gold layer
石墨烯有望用类狄拉克费米子探索奇异的超导性。然而,使石墨烯成为大规模的超导体是一个长期的挑战。一种可能的解决方案依赖于使用超导衬底的外延生长的石墨烯。这样的衬底是稀缺的,并且通常破坏电子能带结构的狄拉克特征。利用电子衍射(反射高能和低能),扫描隧道显微镜和光谱,原子力显微镜,角分辨光电子能谱,拉曼光谱和密度泛函理论计算,我们介绍了一种策略,诱导超导外延石墨烯$via$的一个远程邻近效应,从石墨烯衬底通过插入金层。与强烈的不期望的石墨烯-Re相互作用相比,弱的石墨烯-Au相互作用通过减少的石墨烯嵌段、石墨烯与下面的金属之间的增加的距离、线性电子色散和特征振动特征来证明,后两个特征也揭示了石墨烯的轻微$p$掺杂。我们还揭示了嵌入方法接近超导性的主要缺点是在石墨烯中产生高密度的点缺陷(10 $^{14}$ ~cm $^{-2}$)。最后,我们证明了在石墨烯/Au/Re(0001),在低温下的远程邻近超导性。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Overdamped Phase Diffusion in hBN Encapsulated Graphene Josephson Junctions
我们研究了由封装的石墨烯氮化硼异质结制成的约瑟夫森结在长弹道结区的零偏压行为。对于温度下降到2.7 K,结出现非滞后相对于开关和再俘获电流$I_C$和$I_R$。即使在零偏置电流附近也观察到小的非零电阻,并且如相扩散机制所指示的那样与温度成比例。通过改变石墨烯载流子浓度,我们能够确认所观察到的相扩散机制遵循过阻尼约瑟夫森结的趋势。这与大多数石墨烯基结形成对比,石墨烯基结在高频下被环境欠阻尼和短路。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pb-graphene-Pb Josephson junctions: characterization in B field
我们制作了超导体-石墨烯-超导体约瑟夫森结,超导区域由铅(Pb)制成。通过gragahene的临界电流可以被外部磁场调制;由此产生的夫琅和费干涉图案显示出几个周期的振荡,表明结是均匀的。偏离完美的夫琅和费模式进行观察,并解释其原因是考虑到样品设计的模拟。
2011-12-09 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
Quantum oscillations of the critical current and high-field superconducting proximity in ballistic graphene
基于石墨烯的约瑟夫森结为研究石墨烯独特的电子光谱引起的邻近效应和通过栅极电压调节结特性的可能性提供了一个新的平台。在这里,我们描述了石墨烯结的平均自由程为几微米,低接触电阻和大的超电流。这种器件不仅在正常态电阻中,而且在临界电流中表现出明显的法布里-珀罗振荡。在低于10 mT的磁场中,邻近效应大部分被抑制,显示出常规的夫琅和费图案。出乎意料的是,即使在高于1 T的磁场中,也存在一些邻近性。超导态随机地出现和消失作为场和载流子浓度的函数,并且它们中的每一个都表现出接近于普适量子极限的超导载流能力。我们将高场约瑟夫森效应归因于在石墨烯边缘附近持续存在的介观Andreev态。我们的工作揭示了新的邻近制度,可以控制的量子限制和回旋运动。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit-enhanced robustness of supercurrent in graphene/WS$_2$ Josephson junctions
我们证明了增强的鲁棒性的超导通过石墨烯为基础的约瑟夫森结,其中强烈的自旋轨道相互作用(SOI)诱导。我们比较了在六方氮化硼上的石墨烯和WS $_2$上的石墨烯的约瑟夫森结之间在高磁场下的超导电流的持久性,其中强SOI通过邻近效应诱导。我们发现,在最短的结两个系统显示感应超导的签名,其特征在于在低电流,在磁场高达1 T的抑制微分电阻。然而,在较长的结中,只有WS $_2$上的石墨烯在如此高的磁场中表现出诱导超导性特征,并且它们甚至持续高达7 T。我们认为,这些强大的超导签名产生的准弹道边缘状态稳定的强SOI诱导石墨烯WS $_2$。
2021-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Transport in Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Diffusive Junctions: Interplay between Proximity Effect and Ferromagnetism
发展了扩散超导体/弱铁磁体/超导体(SFS)结的I-V特性理论。我们表明,交换场$h$的铁磁体表现为一个额外的电导峰在$eV \sim Δ+h$在相位相干制度,当无扰能量的超导序参量的顺序。过剩电流表现出对交换场的非单调依赖性和非平凡的温度行为,这强烈地受到交换场的温度依赖性的影响。
2006-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity DC squids in the long junction limit
我们报告的设计和测量超导/正常/超导(SNS)接近直流鱿鱼在长结的限制,即超导回路中断的两个正常的金属线大约一微米长。由于金属之间的清洁界面,在低温下,大的超电流流过设备。直流鱿鱼状的几何形状导致通过磁通量对通过器件的临界电流进行几乎完全的周期性调制,其中通过SNS回路的通量量子的通量周期性为h/2 e。此外,我们研究了整个场的依赖性,特别是最大开关电流的低场和高场的依赖性。与著名的Fraunhoffer型振荡典型的短宽结相比,我们发现一个单调的高斯消光的临界电流在高场。如[15]所示,这种单调的相关性是长而窄的扩散结的典型特征。我们还发现在某些情况下,一个令人费解的再入低场。相反,临界电流的温度依赖性由邻近效应理论很好地描述,如Dubos { \it et al.} [16]在SNS电线上的长结限制。开关电流分布和滞后IV曲线也表明有趣的动态长SNS结的扩散时间跨结发挥了重要作用。
2007-08-01 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
Proximity-driven source of highly spin-polarized ac current on the basis of superconductor/weak ferromagnet/superconductor voltage-biased Josephson junction
我们从理论上探讨了一个机会,实现高自旋极化交流电流源的基础上超导体/弱铁磁体/超导体(SFS)的电压偏置结的制度的基本邻近效应和计算电流流过探针电极隧道耦合到铁磁层间区域。结果表明,虽然直流电流分量的极化一般是小的情况下,弱交换场的铁磁体,有一个交流分量的电流系统。这种交流电流是高度自旋极化的,完全源于层间的非平衡邻近效应。电流的频率由施加到SFS结的电压控制。我们讨论了一种可能性,以获得一个源的相干交流电流与一定的相移之间的隧道耦合两个探针电极在不同位置的夹层区域。
2008-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetically modulated superconductor-graphene-superconductor (SGS) Josephson junctions and their tunability
本文提出通过磁势垒与空间调制门电压结合来调节SGS Josephson结的电流,基于DBDG理论计算表明此方法能显著改变石墨烯能带结构与Andreev反射,从而实现对Josephson电流的有效调制。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tight-binding study of bilayer graphene Josephson junctions
利用紧束缚Bogoliubov-de Gennes模型的高效模拟,我们自洽地求解了超导-双层石墨烯-超导约瑟夫森结中的对关联和约瑟夫森电流。不同的掺杂水平的非超导链接被认为是在短和长结制度。对相关性和超导电流的自洽结果类似于以前报道的单层石墨烯,除了在狄拉克点,在邻近效应的显着差异被发现,以及在长结制度的超导电流的抑制。通过考虑层间的电势差破坏了反转对称性,发现当结长大于费米长度时,超导电流可以被切换。
2012-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-phase relation of graphene Josephson junctions
约瑟夫森结的电流-相位关系揭示了影响超电流的微观过程和对称性的重要信息。在这封信中,我们提出了直接测量的CPR的约瑟夫森结与石墨烯的障碍,获得了相位敏感的SQUID干涉技术。我们发现,CPR是歪斜的,相对于通常观察到的正弦曲线的行为。偏斜度的量随临界电流(Ic)线性变化,而不管Ic是否由载流子密度或温度调谐。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-dependent thermoelectric effects in graphene based superconductor junctions
利用Bogoliubov de-Gennes理论,我们研究了超导石墨烯结中电荷和自旋相关的热电效应。结果表明,尽管是正常的超导结,但石墨烯基铁磁超导体(F-S)和铁磁-Rashba自旋轨道区超导体(F-RSO-S)结中都存在温度依赖的自旋热电势。在Rashba自旋轨道相互作用下,电荷和自旋相关的Seebeck系数分别达到最大值3.5 $k_B/e$和2.5 $k_B/e$.值得注意的是,这些系数相对于磁交换场和化学势有一个零点临界值。当Rashba耦合不存在时,这种效应消失。这些结果表明,石墨烯基超导体可用于自旋热电子器件。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity in graphene
我们提出了一种方法,通过在石墨烯上放置覆盖石墨烯面积很小一部分的小岛来制造石墨烯。我们表明,临界温度,T_c,可以达到几个开尔文在实验可达到的参数范围。在低温T<<T_c和零磁场下,由于集体邻近效应,态密度表现为小的能隙E_g<T_c。横向磁场H_g(T)E_g会破坏石墨烯层的光谱带隙,使其转变为一种非晶玻璃态。在较高的场H_{g2}(T)下,玻璃态熔化成金属。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity and Josephson effects in superconducting hybrid structures
第一章:薄SN双层中的超导性。第二章:SF系统中的邻近效应。第三章:SFS结中的约瑟夫森效应。第四章:d波约瑟夫森结中节状准粒子引起的退相干。
2003-11-17 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
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
Andreev-Klein reflection in graphene ferromagnet-superconductor junctions
我们发现铁磁(F)和超导(S)石墨烯区域之间的结中的Andreev反射与常见的FS结根本不同。对于交换场$h$大于费米能$E_{\rm F}$的弱掺杂F石墨烯,无质量狄拉克费米子的Andreev反射与Klein隧穿通过两个自旋分裂导带和价带之间的交换场p-n势垒有关.我们发现,这Andreev-Klein过程的结果在增强的亚间隙电导的石墨烯FS结$h$的点,在低电压下的电导$eV\ll Δ$是大于其值为相应的非铁磁结。我们还表明,Andreev反射可以是复古或镜面类型的收敛和发散的方式与反射方向对齐,分别更接近和更远离法线的交界处相比,入射方向。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of proximity effect in $s+p$-wave superconductor junctions
我们推导出适用于混合宇称配对的扩散正常金属/非常规超导体结的Nambu Keldysh格林函数的边界条件。将该理论应用于一维$s+p$波超导体模型,计算了DN中的LDOS和DN / $s+p$波超导结的电荷电导。当对势的$s$波分量占优势时,LDOS在零能处具有类能隙结构,DN中占优势的对是偶频自旋单重态$s$波。另一方面,当$p$波分量占主导地位时,所得到的LDOS具有零能量峰,并且DN中的主导配对是奇数频率自旋三重态$s$波。当对势的$p$波分量的幅值大于$s$波分量的幅值时,我们证明了电导量子化的鲁棒性。这些结果表明自旋三重态超导结特有的反常邻近效应的鲁棒性。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microscopic theory of the proximity effect in superconductor-graphene nanostructures
本文对石墨烯-超导体界面的邻近效应进行了理论分析。我们使用紧束缚模型的电子状态在这个系统中,它允许在微观水平上描述的接口。提出了两种不同的界面模型:一种是超导体在下面的石墨烯区域中诱导有限配对,从而保持界面处的蜂窝结构,另一种是假设石墨烯层直接耦合到块状超导电极。我们发现,像Andreev反射概率和它的通道分解的属性严重依赖于用于描述接口的模型。我们还研究了邻近效应对石墨烯局域态密度的影响。对于有限层,我们分析了诱导的minigap和它是如何减少时,层的长度增加。有限和半无限层的局部状态分布密度的结果。
2008-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subharmonic gap structure in short ballistic graphene junctions
我们提出了一个弹道超导体-正常超导体(SNS)结的电流-电压特性的理论分析,其中一条石墨烯耦合到两个超导电极。我们专注于短结制度,其中带的长度远小于超导相干长度。我们表明,微分电导表现出非常丰富的分谐波间隙结构,可以通过调制的栅极电压。在接近狄拉克点的电导归一化的正常状态电导是相同的短扩散SNS结。
2006-09-06 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
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
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
Superconducting proximity effect in a transparent van der Waals superconductor-metal junction
我们报告在清洁NbSe 2双层石墨烯结的Andreev反射。结的高透明度,表现为高达1.8的大电导增强,使我们能够看到双层石墨烯中的邻近诱导的超导能隙和分别通过垂直NbSe 2-石墨烯和横向石墨烯-石墨烯结的两个Andreev反射的清楚证据。量子输运模拟捕捉到了实验数据的复杂性,并阐明了各种微观参数对结传输的影响。我们的工作建立了一个全范德华,高性能超导结的实践和理解。高度透明的接近石墨烯-石墨烯结的实现开辟了工程量子现象的可能性。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fast thermometry with a proximity Josephson junction
我们将邻近约瑟夫森结耦合到焦耳加热的正常金属薄膜上,并测量了稳态和非平衡条件下的电子温度。随着加热和温度探测脉冲的定时序列,我们能够监测其电子温度在非平衡与有效零反作用的温度测量的形式,额外的耗散或热传导。实验表明,使用快速接近约瑟夫森结温度计的介观系统的热输运研究和量热法的可能性。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium and proximity effects in superconductor-normal metal junctions
本文用一个简单的准一维模型研究了正常金属-绝缘体-超导体-绝缘体-正常金属(NISIN)结中的非平衡加热和逆邻近效应。我们特别关注的观测值和参数区域,在设计的SINIS冷却器与准粒子陷阱的兴趣。我们提出的数值计算结果,通过求解Usadel方程,并提出了分析近似在两个极限情况下:一个短结的两端和一个长结的一个透明的接触不可忽略的电阻在一端。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall
Theory of electronic and spin-orbit proximity effects in graphene on Cu(111)
利用密度泛函理论研究了吸附在Cu(111)表面的石墨烯的轨道邻近效应和自旋轨道邻近效应。邻近效应主要由石墨烯$π$和铜d轨道的杂化引起。我们的电子结构计算与实验观察到的特征吻合得很好。我们进行了石墨烯-Cu(111)距离依赖性研究,通过将DFT结果拟合到稳健的低能模型哈密顿量来获得邻近轨道和自旋轨道耦合参数。我们发现一个很强的距离依赖性的Rashba和内在的接近诱导的自旋-轨道耦合参数,这是在meV和数百个$μ$ eV的范围内,分别为实验相关的距离。石墨烯的狄拉克光谱也表现出近似轨道间隙,约为20 meV。此外,我们发现一个带反转的石墨烯状态伴随着一个重新排序的自旋和赝自旋状态,当石墨烯被压向铜。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall
Thermoelectricity carried by proximity-induced odd-frequency pairing in ferromagnet/superconductor junctions
我们探讨的作用,邻近诱导的奇频配对的热电铁磁体耦合到一个传统的$s$波自旋单态超导体通过自旋活性界面。通过改变铁磁体中的极化及其方向和界面自旋轨道相互作用强度,我们分析了铁磁体中所有邻近感生对振幅的行为及其对热电系数的贡献。基于对Seebeck系数的计算结果,我们预测奇频自旋三重态库珀对比常规自旋单重态偶频对更能有效地增强结的热电性,尤其是混合自旋三重态对更有利.我们的热电优值的结果表明,铁磁/超导结是非常好的热电系统时,超导性是由奇频率配对。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Scanning Tunneling Spectroscopy of Proximity Superconductivity in Epitaxial Multilayer Graphene
我们报告的空间测量的超导邻近效应在外延石墨烯诱导的石墨烯超导体界面。在SiC上外延多层石墨烯上生长了超导铝膜。铝膜是不连续的,在膜形态中具有沟槽网络,向下到达暴露的石墨烯平台。在石墨烯平台上测量的扫描隧道光谱显示出超导能隙随着与石墨烯-铝边缘的分离增加而明显衰减。用Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论很好地描述了光谱。石墨烯中超导能隙的衰减长度被确定为大于400 nm。指数衰减的能隙的偏差也被观察到在一个小得多的长度尺度上的几十纳米。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Proximity-induced ferromagnetism in graphene revealed by anomalous Hall effect
我们展示了单层石墨烯与原子级平坦的钇铁石榴石(YIG)铁磁薄膜交换耦合的反常霍尔效应(AHE)。反常霍尔电导在低温下的量级为~0.09(2e2/h),在~300 K范围内均可测量。我们的观察结果表明,不仅邻近诱导的铁磁性在石墨烯/YIG与大的交换相互作用,但也增强了自旋轨道耦合,这被认为是固有的弱在理想的石墨烯。石墨烯中的邻近诱导铁磁有序可以导致新的输运现象,如量子化的AHE,这对自旋电子学是潜在有用的。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Proximity-Induced Spin-Orbit Coupling in Graphene-Bi$_{1.5}$Sb$_{0.5}$Te$_{1.7}$Se$_{1.3}$ Heterostructures
邻近耦合可以极大地增强石墨烯中微弱的本征自旋轨道耦合。在这里,我们报告的邻近诱导的自旋轨道耦合在石墨烯的六方氮化硼(hBN)转移到拓扑绝缘体Bi $_{1.5}$ Sb $_{0.5}$ Te $_{1.7}$ Se $_{1.3}$(BSTS),这是生长在hBN衬底上的气相固体合成。相位相干传输测量,揭示弱本地化,使我们能够提取的载波密度依赖的相位相干长度$l_ϕ$。虽然$l_ϕ$随着hBN/石墨烯/hBN参比样品中载流子密度的增加而增加,但由于BSTS与石墨烯的邻近偶联,其在BSTS/石墨烯中降低。后者的行为的结果从D 'yakonov-Perel型自旋散射在石墨烯与一个大的邻近诱导的自旋轨道耦合强度至少为2.5 meV。
2018-09-24 cond-mat.mes-hall
High-frequency rectification in graphene lateral p-n junctions
我们在横向交叉的双梳状石墨烯pn结中观察到直流电流对太赫兹辐射的响应。通过选择性紫外辐照在本征n型外延单层石墨烯中诱导p型掺杂来制备结。光电流表现出很强的极化依赖性,并解释了在pn结的电整流。
2017-11-10 cond-mat.mes-hall
Controllable spin transport in ferromagnetic graphene junctions
我们研究自旋输运在正常/铁磁/正常石墨烯结的栅电极连接到铁磁石墨烯。我们发现,由于铁磁石墨烯的交换场,通过结的自旋电流相对于铁磁石墨烯中的化学势具有振荡行为,这可以通过栅极电压来调谐。特别地,我们得到了一个可控的自旋电流反转的栅极电压。我们预测的高可控性的自旋输运在铁磁石墨烯结可能有助于自旋电子学的发展。
2008-01-14 cond-mat.mes-hall
All-graphene edge contacts: Electrical resistance of graphene T-junctions
使用从头算方法,我们调查的可能性,三端石墨烯“T型结”的设备,并表明,这些所有的石墨烯边缘接触是积极可行的,当1D接口本身是免费的外来原子。我们研究各种结结构的原子尺度几何形状的函数的能量。三端平衡格林函数被用来确定系统的透射光谱和接触电阻。我们发现最对称的结构具有显著的结合能,并且我们确定结中的接触电阻在1-10千欧姆的范围内,这与边缘接触的石墨烯-金属接触所报道的最佳接触电阻相当。我们的结论是,进行全碳T型接头应该是可行的。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport signatures of the proximity exchange and spin-orbit couplings in graphene
石墨烯在铁磁绝缘体或铁磁金属上的隧道势垒,有望表现出巨大的邻近交换和自旋轨道耦合。我们使用一个现实的传输模型的电荷无序散射和解决的线性玻尔兹曼方程数值精确的各向异性费米轮廓的修改狄拉克电子找到这些邻近效应的磁输运签名:邻近各向异性磁阻,反自旋电流效应,和平面霍尔电阻率。我们建立了相应的各向异性,由于交换和自旋轨道耦合,相对于磁化方向。我们还提出了参数图,指导观察运输磁各向异性接近石墨烯的最佳制度。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall
Seebeck effect in the graphene-superconductor junction
在扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk公式中分析了石墨烯-超导体(GS)结的热电势。在此基础上,我们还计算了GS结零偏压电导的温度依赖性。这两个量都反映了石墨烯中无质量狄拉克费米子的准相对论性质。这两个,线性和非线性政权被认为是。
2013-05-07 cond-mat.mes-hall
Caustics due to Negative Refractive Index in Circular Graphene p-n Junctions
我们发现,波函数在圆形石墨烯pn结中形成焦散线,在几何光学的框架下,可以用负折射率来解释。
2007-06-27 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermoelectric figure of merit in vertical graphene junctions
在这项工作中,我们研究了由两个部分重叠的石墨烯片在交叉平面方向上相互耦合组成的结的热电性能。结果表明,由于石墨烯层之间的弱范德华相互作用,在这些结中的声子电导强烈减少,相比于单石墨烯层结构,而它们的电性能受到微弱的影响。通过利用这种效应,我们证明了在室温下,在由带隙石墨烯材料制成的结中,例如石墨烯纳米带和石墨烯纳米网,热电优值可以达到高于1的值。还讨论了热电性能对结长的依赖关系。因此,该理论研究提出了一种有效的方法来提高石墨烯器件的热电效率。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene Proximity Coupled to an Antiferromagnetic Insulator
我们建议通过将石墨烯邻近耦合到反铁磁绝缘体来实现量子反常霍尔效应,该绝缘体提供破缺的时间反转对称性和自旋轨道耦合。我们通过对吸附在BiFeO3(111)表面上的石墨烯进行从头计算来说明我们的想法。在这种情况下,我们发现在石墨烯中的邻近诱导的交换场约为70 meV,并且通过Rashba自旋轨道耦合打开了拓扑非平凡的带隙。间隙的大小取决于石墨烯和薄膜衬底之间的间隔,这可以通过施加外部压力来实验性地调整。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
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
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
Proximity effect in graphene-topological insulator heterostructures
我们制定了一个连续介质模型来研究由石墨烯形成的异质结构的低能电子结构的强三维拓扑绝缘体(TI)的情况下,公度和非公度堆叠。不可逆性可能是由于石墨烯和TI表面之间的扭转角或两个系统之间的晶格失配。我们发现,在石墨烯中的TI的接近诱导的自旋轨道耦合,可以通过扭转角调谐的强烈增强。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall