Supercurrent reversal in quantum dots
当两个超导体通过一个薄弱环节电连接时，零电阻超导电流可以流动。这种超电流由库珀对携带，其组合电荷是元电荷的两倍，即e。在微波辐照下约瑟夫森结的Shapiro台阶高度和超导量子干涉器件中h/2 e的磁通量周期中，2 e电荷量子是清晰可见的。几种不同的材料已经被用来弱耦合超导体，如隧道势垒，普通金属或半导体。在这里，我们研究了通过局部静电门控在半导体纳米线中产生的量子点的超电流。由于强烈的库仑相互作用，电子只能一个接一个地隧穿通过量子点的离散能级。然而，当随后的隧道事件是相干的时，这可以产生超电流。这些量子相干隧穿过程可以导致正或负超电流，即分别在正常或π结中。我们证明了通过在量子点上增加一个单电子自旋，超导电流的符号会发生反转。当量子点的激发态参与输运时，超电流的符号也依赖于轨道波函数的性质。
2006-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect and influence of disorder on triplet supercurrents in strongly spin-polarized ferromagnets
我们讨论了强自旋极化铁磁体中的约瑟夫森效应，其中三重态相关性是通过自旋活性界面散射诱导的，扩展了我们早期的工作[Phys. Rev. Lett. 102，227005（2009）]通过以完全自洽的方式包括铁磁体中的杂质散射和逆邻近效应。我们的准经典方法解释了铁磁体两个自旋带之间的费米动量和费米速度的差异，从而克服了Usadel理论框架内以前工作的一个重要缺点。我们表明，非磁性的无序结合自旋相关的费米速度可能会导致反转的自旋电流作为温度的函数。
2013-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum interference and supercurrent in multiple-barrier proximity structures
本文分析了含有多个绝缘势垒的超导体-正常金属-超导体混合结构中电子的邻近效应和量子干涉之间的相互作用。我们表明，在这些结构中的直流约瑟夫森电流可能会发生质的变化，由于在不同的界面散射的电子的量子干涉。在具有少量导电通道的结中，超导电流的介观涨落是显著的，并且由于共振效应，其振幅可以被强烈地增强。在多通道限制中，在散射阶段上平均有效地抑制了具有{ \it two}绝缘屏障的系统的干扰效应。在这种情况下，一个标准的准经典方法描述散射在接口的Zaitsev边界条件允许复制正确的结果。然而，在具有{ \it三}个或更多个屏障的系统中，后一种方法甚至在许多信道限制中也失败。在这样的系统中，干扰效应在此极限下也是重要的。对于短结，这些效应导致约瑟夫森临界电流的额外抑制，表明系统趋向于局部化。对于相对较长的交界处的干扰效果可能-相反-增强相对于独立的障碍的情况下的超电流。
2001-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent through a spin-split quasi-ballistic point contact in an InAs nanowire
研究了Ta基超导电极与InAs纳米线接触时的超导邻近效应。使用本地底栅，我们控制沿纳米线的潜在景观，调整其电导准弹道制度。在高磁场（$B$）下，我们观察到与前两个自旋极化一维模相关的近似量子化电导平台。对于$B < 1$ T，超导性的发生伴随着相当大的电荷本地化的发展，导致0.7型电导异常。在这个制度中，邻近超电流表现出不寻常的，非单调的$B$的依赖。我们解释这一发现的近藤效应之间的竞争，占主导地位的近$B=0$，和塞曼效应，强制执行自旋极化和出现的$π$相移的约瑟夫森关系在较高的$B$。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Probing Spin States of Coupled Quantum Dots by dc Josephson Current
提出了一种利用直流约瑟夫森电流探测两个耦合量子点自旋态的方法。该理论要求CQD和电极之间的弱耦合，但允许任意点间隧道耦合、点内和点间库仑相互作用。我们发现库仑阻塞峰对CQD的塞曼分裂表现出非单调的依赖性，这可以用Andreev束缚态来理解。更重要的是，库仑阻塞谷中的超电流可以提供CQD自旋态的信息：对于总电子数N= 1，3（奇数）的CQD，如果CQD变成磁性分子，超电流将反转其符号;对于N=2（偶数）的CQD，超电流将在CQD自旋单重态和三重态基态之间的跃迁附近急剧减小。
2001-11-12 cond-mat.mes-hall
Zero-phase-difference Josephson current based on spontaneous symmetry-breaking via parametric excitation of a movable superconducting dot
最近的进展已经吸引了人们对非标准约瑟夫森结的注意，在非标准约瑟夫森结中，尽管组成超导引线之间的相位差为零，但超导电流仍然可以流动。在这里，我们提出了一个零相位差的纳米机电结，在其他考虑的系统相比，表现出对称性之间的隧道和隧道通过结。我们表明，超导仍然是可能的自发对称性破缺的结果。在建议的结中，超导电流是通过可弯曲悬臂梁上的超导库珀对盒隧穿介导的。交变的电势参数地激励与盒的电荷振荡同步的机械振荡。这导致库珀对通过结的相干转移。超电流的方向是自发对称性破缺的结果，因此它可以在不改变参数的情况下反转。
2017-01-20 cond-mat.mes-hall
Absence of supercurrent sign reversal in a topological junction with a quantum dot
验证马约拉纳的实验技术是当前的兴趣。一个突出的测试是Majoranas对通过正常结连接的两条导线之间的约瑟夫森电流的影响。在这里，我们研究了连接两个超导体的量子点的情况以及在巨正则平衡条件下平凡和拓扑区域中的超导电流的符号，明确地允许宇称变化，例如，准粒子中毒我们发现，著名的超导反转的奇占用的量子点（π结）在平凡的情况下，不会发生在存在的Majoranas的电线。然而，我们也发现这仅仅是马约拉纳是零能态的结果。因此，超导符号反转的缺乏也可能是由平凡的束缚态引起的，因此不是马约拉纳的区别性特征。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet-blockaded Josephson supercurrent in double quantum dots
在半导体纳米结构中产生的串联双量子点为研究双电子自旋量子态提供了一个通用的平台，它可以通过静电门控和外部磁场进行调谐。在这项工作中，我们直接测量了带有超导引线的InAs纳米线双量子点相邻电荷态之间的超电流反转，与理论模型非常一致。在偶电荷宇称区，我们观察到随着磁场的增加而出现的超导阻塞，对应于自旋单重态到三重态的跃迁。我们的研究结果表明，直接自旋超导转换，超导等效的泡利自旋封锁。这种效应可以在耦合自旋系统和超导电路的量子态的混合量子架构中利用。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic supercurrent fluctuations in diffusive magnetic Josephson junctions
我们研究了准一维约瑟夫森结中的超导电流，其中弱连接涉及磁性，通过磁性杂质或通过铁磁性。在弱连接长度大于{ \color{black}磁对断裂}长度的情况下，约瑟夫森效应由介观涨落主导。我们建立了超导相位依赖性$I(φ)$，以及其样品依赖性的属性在路口与透明的接触之间的引线和链接的统计。高透明度会产生逆邻近效应，而直接邻近效应则会被链路中的磁性所抑制。我们发现所有的谐波都存在于$I(φ)$中。每个谐波具有其自身的样本相关幅度和相移，不同谐波之间没有相关性。根据磁弱连接的类型，该系统可以在波动状态下实现$φ_0$或$φ$结。在温度、超导能隙和弱连接的无功能量之间的任意关系下，得到了完整的超导电流统计。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Probing the topological protection of edge states in multilayer tungsten ditelluride with the superconducting proximity effect
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Princeton University（普林斯顿大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所，北京凝聚态物理国家实验室）；Laboratoire National de Métrologie et d’Essais（国家计量与测试实验室）
研究多层钨二碲化物边缘态的拓扑保护作用，通过超导近邻效应探测其拓扑绝缘体特性，利用SQUID干涉仪验证边缘态的超流特性。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced supercurrent through topological insulator based nanowires for quantum computation studies
在拓扑绝缘体表面态中，邻近诱导超导能隙被预测为容错量子计算中急需的Majorana费米子的宿主。最近理论上提出的拓扑量子计算架构通过Majoranas是基于Kitaev的一维量子线的大型网络，这对当前基于单纳米线的器件的可扩展性提出了巨大的实验挑战。在这里，我们解决了这个问题，通过实现强大的超导性的结制造的拓扑绝缘体Bi2Se3纳米线接近耦合到传统的s波超导W电极。铣削技术在纳米尺度上具有制造任何所需形状和结构的巨大潜力，因此可以有效地用于将现有的基于单纳米线的设计按比例放大为基于纳米线的网络架构。我们证明了弹道拓扑表面态在长Bi2Se3结中传播具有高IcRN产物的长程邻近诱导超导有序中的主导作用。大的上临界磁场，超过了Escherasekhar Clogston极限表明存在强大的超导秩序与自旋三重态库珀配对。还观察到非常规的IcRN产物对纳米线结的宽度的逆依赖性。
2018-11-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Manipulating Majorana fermions using supercurrents
在s波超导体附近的拓扑绝缘体边缘和自旋轨道耦合量子线可以通过塞曼场的拓扑量子相变来调谐。在这里，我们表明，在s波超导体中流动的超导电流也驱动这样的转变。我们建议使用这种新的机制来生成和操纵马约拉纳费米子，局部化在域壁之间的拓扑和非拓扑区域的边缘或线。在量子线中，这种方法带来了额外的好处，即超导降低了拓扑相位出现的临界塞曼场。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
Spin triplet superconducting proximity effect in a ferromagnetic semiconductor
传统的自旋单重态超导性深深地渗透到铁磁体中，通常被交换相互作用杀死，这破坏了自旋单重态对。然而，在某些情况下，超导性通过采用自旋三重态的配对行为而在这种相互作用中幸存下来。由于理论框架和实验的重大发展，三重态对出现的必要条件已经得到了很好的理解。然而，在磁性半导体中诱导超导性的长期挑战涉及观察有限超导电流的困难，即使在主体材料中产生超导性已经得到了很好的建立和广泛的研究。在这里，我们展示了在铁磁半导体（In，Fe）As中邻近诱导超导性的第一个证据。超电流达到了$\sim 1~μ$ m的距离尺度，这与纯InAs表面的二维电子的邻近范围相当。考虑到它的邻近效应和对磁场的响应范围，我们得出结论，自旋三重态配对在邻近超导中占主导地位。因此，铁磁半导体的这一进展是涉及非常规超导配对的半导体物理的突破。
2018-06-21 cond-mat.mes-hall
Effect of magnetic pair breaking on Andreev bound states and resonant supercurrent in quantum dot Josephson junctions
我们提出了一个量子点共振约瑟夫森隧穿模型，该模型解释了超导导线中由磁场或自旋翻转散射引起的库珀对断裂过程。对临界超导电流$I_c$和约瑟夫森电流-相位关系$I(ϕ)$的破缺效应主要是由于Andreev束缚态的谱低于约化的（Abrikosov-Gorkov）准粒子间隙的修改。对于形成在准一维通道中的量子点，尽管通道中的轨道磁场效应被抑制，但$I_c$和$I(ϕ)$都可以显示出由对断裂引起的显著的磁场依赖性。这种情况与最近碳纳米管中量子点约瑟夫森结的实验有关。在Usadel极限下，通过Andreev散射矩阵与超导体准经典格林函数之间的关系，考虑了超导体的对断裂过程。
2007-02-01 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
Supercurrent-enabled Andreev reflection in a chiral quantum Hall edge state
置于s波超导体附近的手征量子霍尔（QH）边缘态经历诱导超导关联。最近的实验已经观察到邻近耦合的影响QH边缘状态通过签名的中介过程的Andreev反射。我们提出了这种效果背后的微观理论建模系统的多体哈密顿量，由一个s波超导体，受自旋轨道耦合和磁场，这是由电子隧穿耦合到QH边缘状态。通过对超导体积分，我们得到了QH边缘态的有效配对哈密顿量。我们澄清的定性外观的非局部超导相关性的手征边缘状态和分析预测的抑制电子-空穴转换在低能量（泡利阻塞）和负电阻的Andreev反射的实验签名在这个设置。特别是，我们展示了如何超导体的两个表面现象，即Rashba自旋轨道耦合和超导由于迈斯纳效应，是必不可少的Andreev反射。我们的工作为实现Majorana零模及其仿费米推广提供了一条有希望的途径。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall
Majorana dc Josephson current mediated by a quantum dot
研究了混合Majorana-量子点-Majorana结中的约瑟夫森超电流。我们特别分析了Majorana和量子点状态之间的自旋选择性耦合的效果，它只出现在拓扑相，并会影响通过弯曲的结和/或在量子点中的磁场的存在下的电流。我们发现通过这个系统的超电流的特征行为是非常违反直觉的，与共振隧穿显著不同，例如，通过类似的（正常相）超导体-量子点-超导体结。我们的分析进行充分设置参数的影响下，为$2π$和$4π$周期电流。本研究预计将是相关的未来探索的应用程序的马约拉纳纳米线电路。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in a few-hole quantum dot
我们使用锗硅核-壳纳米线实现约瑟夫森场效应晶体管与超导导线的高度透明的接触。通过改变电场，我们获得了两个不同的制度之前没有结合在一个单一的设备：在积累模式的设备是高度透明的，超导电流是由多个子带，而近耗尽超导电流是由一个强耦合的量子点在少孔制度的单粒子水平进行。这些结果确立了锗硅纳米线作为一个重要的平台，混合超导半导体物理和马约拉纳费米子。
2018-09-22 cond-mat.mes-hall
Three "universal" mesoscopic Josephson effects
1.导言2.《Excitation Spectrum 3》来自散射矩阵4的激发光谱。短路连接限制5. 5.1量子点接触5.2量子点5.3无序点接触（平均超电流，超电流波动）
2006-05-23 cond-mat.mes-hall
Full range of proximity effect probed with Superconductor/Graphene/Superconductor junctions
石墨烯态密度的高度可调谐性使其成为不同区域量子输运的理想探针。特别地，可以流过连接到两个超导电极的非超导（N）材料的超电流关键地取决于N相对于超导相干长度的长度。使用石墨烯作为N材料，我们研究了从短到长的扩散结的超导邻近效应的全范围。通过组合具有不同接触和长度的几个S/石墨烯/S样品，并测量它们的栅极依赖临界电流（$ I_c $）和正常状态电阻$ R_N $，我们将乘积$eR_NI_c$与相关能量、长结中的无扰能量和短结中的接触的超导能隙进行比较，超过无扰能量的三个数量级。实验的变化惊人地遵循一个普遍的规律，接近预测的邻近效应在长和短结制度，以及在交叉区域，从而揭示了不同的能量尺度的相互作用。数值系数的差异揭示了石墨烯和超导电极之间的界面势垒所起的关键作用，它减少了短结和长结中的超电流。令人惊讶的是，超电流的减少与栅极电压和电极的性质无关。一个减少诱导间隙和无源能量提取，揭示了在短结中的势垒中的停留时间所发挥的作用，和一个有效的增加扩散时间在长结。我们比较我们的结果Usadel方程和数值模拟，更好地再现实验与不完美的NS接口的理论预测。
2016-02-03 cond-mat.mes-hall
Supercurrent through a serial quantum dot close to singlet-triplet degeneracy
我们研究了两个串联排列的量子点在大的隧道耦合的分子制度。塞曼场B用于调节单重态和三重态自旋构型的能量差。附加这种几何结构的BCS源极和漏极引线间隙三角洲和相位差φ产生一个平衡的超电流J。计算J的库仑相互作用U之间的点电子的存在下，我们采用的功能重整化群（FRG）。对于B \simt --其中单重态和最低三重态自旋态的能量相等--电流表现出类似于单个杂质的0 π跃迁的特征。然而，它在π相位中的幅度在B=t处不连续地跳跃，在三重态侧较小。利用FRG的灵活性，我们证明了这种效果是通用的，并计算J为现实的实验参数三角洲，U，和栅极电压。为了更深入地理解不连续性，我们分析地处理极限Delta=infty，其中可以访问精确的多粒子状态。最后，在点-铅耦合中进行微扰理论验证了单重态自旋组态有利于库珀对隧穿而三重态自旋组态抑制隧穿的直观图象。
2011-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Generation of pure spin currents by superconducting proximity effect in quantum dots
我们研究了一个由相互作用的量子点隧道耦合到一个超导，一个铁磁和一个正常的铅组成的三端混合系统中的电子输运。尽管当量子点处于平衡时充电能量倾向于抑制超导邻近效应，但是非平衡邻近效应可以引起大的Andreev电流。铁磁体的存在会导致量子点上有限的自旋积累。我们发现Andreev电流和自旋积累的相互作用可以在正常铅中产生纯自旋电流，没有相关的电荷输运。这种情况是通过利用栅极电压调谐量子点光谱来实现的。
2010-09-06 cond-mat.mes-hall
Josephson Interference due to Orbital States in a Nanowire Proximity Effect Junction
实验研究了Nb-InAs异质结-Nb结中的约瑟夫森超电流。纳米线由于邻近效应而变为超导，并且可以维持相位相干的超电流。在轴向磁场中观察到一个意想不到的调制的结的临界电流，我们归因于一种新形式的约瑟夫森干涉，由于多频带的性质的纳米线。占据不同轨道角动量状态的Andreev对获得不同的超导相位，产生临界电流与磁通量的振荡。我们开发了一个半经典的多带模型，再现实验数据很好。虽然自旋-轨道和塞曼效应被预测产生类似的行为，轨道效应在这里研究的设备中占主导地位。在多带纳米线约瑟夫森结的研究中，特别是在这种器件中寻找拓扑超导性的特征时，应该考虑轨道状态和磁场之间的这种相互作用。
2014-06-18 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectric Andreev effect due to proximity-induced non-unitary triplet superconductivity in helical metals
非中心对称超导体表现出磁电效应，其表现为响应于无耗散电流（超导）的磁自旋极化的出现。虽然很多注意力已经致力于这种现象的热力学版本（埃德尔斯坦效应），非平衡输运磁电效应尚未探索。我们提出了磁电Andreev效应（MAE），其中包括在产生自旋极化的三重Andreev电导的超电流。MAE源于超导诱导的非幺正三重态配对导致的库珀对凝聚体的自旋极化。我们提出了实现这种非幺正配对和MAE超导邻近结构的基础上的二维螺旋金属-强自旋轨道耦合电子系统的狄拉克谱，如拓扑表面态。我们的研究结果揭示了一个未探索的路线电控超导自旋电子学，是一个吸烟枪诱导非常规超导自旋轨道耦合材料。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Finite length effect on supercurrents between trivial and topological superconductors
我们数值分析了超导区域的有限长度对低能谱、电流-相位曲线和平凡超导体与拓扑超导体之间的临界电流的影响。这种结被认为是出现在纳米线与强自旋轨道耦合下的外部磁场和邻近诱导超导。我们发现，所有这些量表现出很强的依赖于拓扑相的拓扑扇区的长度，并作为拓扑相的指标，从而出现在拓扑超导体的末端的马约拉纳束缚态。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall
Magnitude and Spatial Distribution Control of the Supercurrent in Bi2O2Se-Based Josephson Junction
在探索拓扑量子计算中，许多方案都是基于在强自旋轨道耦合（SOC）材料上构造超导量子器件。对于这些装置，对超电流的大小和空间分布的完全控制将是高度要求的，但迄今为止一直是难以捉摸的。我们在具有强SOC的新型半导体Bi2O2Se纳米片上构建了邻近型约瑟夫森结，通过电选通，我们证明了超电流可以完全导通和截止，并且其实空间路径可以通过体或沿边缘配置.我们的工作表明，Bi2O2Se作为一个有前途的平台，用于构建多功能混合超导器件，以及寻找拓扑超导性。
2020-04-09 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic fluctuations of the supercurrent in diffusive Josephson junctions
研究了正常部分为相干扩散电子动力学的约瑟夫森结中超导电流的介观涨落和弱局域修正。两种类型的结被认为是：一个混乱的点耦合到超导体的隧道障碍和扩散结透明正常超导界面。计算了电流涨落的幅度和对平均电流的弱局域化修正随超导能隙与电子驻留能量之比、温度和结两端超导相位差的变化。从技术上讲，正常区域中空间非均匀邻近效应之上的波动由σ模型的复制版本描述。对于具有透明界面的扩散结的情况，临界电流的介观波动的幅度似乎比没有考虑邻近效应的先前理论的预测大近3倍。
2007-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pumping through a quantum dot in the proximity of a superconductor
我们研究了通过一个量子点隧道耦合到一个正常和一个超导引线的绝热泵浦。我们推广了一个公式，该公式涉及通过量子点与库仑相互作用的点的瞬时本地格林函数的泵浦电荷，含有超导铅的系统。首先，我们将这个公式的情况下，一个非相互作用，单级量子点在不同的温度制度和不同的参数选择，我们比较的结果与系统的情况下，只包括正常的铅。然后我们研究了零温下带超导引线的无限U Anderson模型，讨论了超导体的邻近性对泵浦电荷的影响。
2007-06-04 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized supercurrents for spintronics: a review of current progress
在过去的15年中，出现了一个新的领域，它结合了超导性和自旋电子学，其目标是通过提供远程自旋极化超电流的可能性，为结合两者优点的新型应用设备铺平道路。这种超电流将宏观量子相干性与微观交换相互作用、自旋选择性和自旋输运结合起来，为基础物理学的研究奠定了富有成果的基础。这份报告遵循了在铁磁体中控制产生长距离等自旋三重态超电流的最新进展及其对自旋电子学的贡献。在超导体-铁磁体混合结构中，相互邻近引起的有序修改以自然的方式引入了诸如三重态超导性、奇频配对、Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov配对、长程等自旋超电流、$π$ -约瑟夫森结以及长程磁邻近效应等回避现象。所有这些效应在2000年之前都是相当奇特的，当时纳米纤维和材料控制的改进允许混合结构的新质量。在开创性理论研究的指导下，实验进展迅速，自2010年以来，三重态超电流被常规地产生和观察到。我们已经进入了一个新的阶段，研究以前我们无法触及的物质的新阶段，并将迄今为止完全不同的超导和自旋电子学领域合并为一个新的研究方向：超自旋电子学。
2016-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Junction through a Disordered Topological Insulator with Helical Magnetization
本文研究了由三维拓扑绝缘体无序表面态构成的约瑟夫森结中的超导和邻近涡旋。在一个政权的螺旋磁化的旋转周期大于结的宽度，我们发现超导0-π交叉作为结的厚度，磁化强度和固有的螺旋调制和表面状态的参数的函数。超导电流反转与邻近诱导的涡旋相关联，沿着结宽度成核，其中涡旋的数量和它们的位置可以通过超导相位差和上述参数来操纵。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Proximity effect on spin-dependent conductance and thermopower of correlated quantum dots
我们研究了耦合到两个铁磁导线和一个超导电极的相关量子点的电学和热电输运性质。通过这种混合器件的输运依赖于铁磁接触感应交换场、超导邻近效应和导致近藤效应的关联的相互作用。我们考虑了大超导能隙的极限。然后，该系统可以模拟一个有效的哈密顿与粒子非守恒项描述的创建和消灭的库珀对。通过全密度矩阵数值重整化群方法，我们分析了电导和热导的行为，以及Seebeck系数作为温度、点能级位置和与超导体耦合强度的函数。我们表明，交换场可能会受到很大的影响，超导邻近效应，一般是一个函数的Andreev束缚态能量。增加与超导体的耦合可以提高近藤温度，并部分恢复交换场分裂近藤共振。铁磁和超导邻近效应之间的竞争反映在相应的温度和点水平的线性电导和（自旋）热电势的依赖性。
2014-04-23 cond-mat.mes-hall
Transport approach to the superconducting proximity effect in carbon nanotubes
一个微观的方法来解释实验中观察到的超导接触之间的碳纳米管的超电流的大小。我们建立了一个模型的纳米管绳包含电子排斥库仑相互作用和声子交换给出的有效吸引力。我们表明，现有的实验数据是一致的预期衰减的超导沿长度的纳米管样品。我们的研究结果强调，库珀对的传播是有利于在粗绳，作为一个结果，从金属纳米管之间的静电耦合的库仑相互作用的强度降低。我们还提供了一个解释的温度依赖性的实验中观察到的超电流，remarking交叉的存在，从一个非常平坦的行为在低温下的长纳米管中的一个明显的衰减。
2003-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson $φ_{0}$-junction in nanowire quantum dots
约瑟夫森效应描述了超导电流流过通过薄势垒连接两个超导引线的结[1]。该电流由引线之间的超导相位差$ϕ$驱动。在库珀对隧穿过程存在手征和时间反演对称性的情况下[2]，当$ϕ$消失时，电流严格为零。只有当这些潜在的对称性被打破时，$ϕ=0$的超电流才可能是有限的[3-5]。这对应于结的基态偏移不同于0或$π$的相位$ϕ_{0}$。在这里，我们报告这样的约瑟夫森$ϕ_{0}$结的基础上的纳米线量子点。我们使用量子干涉仪设备，以调查相位偏移和证明，$ϕ_{0}$可以控制的静电门控。我们的结果对超导磁通和相位定义的量子比特以及探索量子点系统中的拓扑超导性具有深远的意义。
2016-02-23 cond-mat.mes-hall
Controlling spin supercurrents via nonequilibrium spin injection
我们提出了一种机制，使自旋超电流可以操纵超导体/铁磁体邻近系统通过非平衡自旋注入。我们发现，如果一个自旋超流处于平衡状态，非平衡自旋积累将对该电流所输运的自旋产生一个力矩。这种相互作用导致一个新的自旋超电流的贡献，表现出平衡，这是成比例的，并垂直于注入的自旋和平衡自旋电流极化。这是有趣的几个原因：作为一个基本的物理效应;由于可能的应用程序作为一种方式来控制自旋超电流;和及时性，在最近的实验自旋注入在邻近超导体。
2019-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Random-Matrix Theory: Distribution of Mesoscopic Supercurrents through a Chaotic Cavity
研究了当无扰能量大于超导能隙时，通过与两个超导体强耦合的混沌量子点的超导电流分布。临界电流P（I_c）的分布函数在大通道数N的限制下为高斯分布。对于N=1，我们提出了一个分析的低温表达这个分布函数，有效的存在和不存在的时间反演对称性。它直接将传输系数的分布与临界电流的分布联系起来。对任意沟道数（N>1）的情况进行了数值分析，并对小临界电流进行了解析分析。
2001-09-27 cond-mat.mes-hall
Superconducting triode effect in a quantum-dot Josephson junction with a biased top gate
Nankai University（南开大学）；Fudan University（复旦大学）；Peking University（北京大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出在非对称量子点约瑟夫森结中通过顶栅打破宇称对称性，实现可调谐的超导三极管效应，并展示了高度不对称的Shapiro台阶以实现全量子化超流整流。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nb/InAs nanowire proximity junctions from Josephson to quantum dot regimes
实验研究了用Nb引线与InAs纳米线接触制作的约瑟夫森结中的超导邻近效应。观察到接触性排斥反应$t \sim 0.7$。在低温下的电子相位相干长度超过沟道长度。然而，弹性散射长度比通道长度短几倍。电学测量揭示了量子输运的两种机制：（i）约瑟夫森机制，其特征在于高达$\sim 100$ nA的无耗散电流，以及（ii）量子点机制，其特征在于与纳米线沟道内的自发量子点相关联的Andreev束缚态（ABS）的形成。在状态（i）中，临界电流$I_c$相对于轴向磁场$B_{||}$的行为显示出对场$>2$ T的意外调制和持续。在量子点制度中，ABS被建模为安德森型模型的电流偏置的解决方案。在这两个运输制度的Majorana费米子实验设备的适用性进行了讨论。
2016-11-26 cond-mat.mes-hall
Phase and Thermal Driven Transport across T-Shaped Double Quantum Dot Josephson Junction
利用Keldysh非平衡格林函数运动方程技术，分析了T型非关联双量子点约瑟夫森结的相位和热驱动输运性质.在这种设置中，我们已经表明，侧附的量子点提供了一个额外的电子传输路径，这是通过调整主点和侧点之间的点间跳跃影响输运性质。我们首先研究了点间跳跃对Andreev束缚态和Josephson超电流的影响。当一个小的热偏置施加在超导导线上时，系统表现出有限的热响应，这主要是由于热诱导的准粒子电流。研究了在不同的点间跳跃和热偏置条件下，约瑟夫森超导电流和准粒子电流在量子点中的行为。最后，系统被认为是在一个开路配置的热驱动的准粒子电流补偿的相位驱动的约瑟夫森超导电流和热相位效应观察。研究了点间跳跃和量子点能级位置对热相Seebeck系数的影响
2022-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spectroscopy of the superconducting proximity effect in nanowires using integrated quantum dots
超导邻近效应多年来一直是重要研究工作的焦点，并且最近作为具有大自旋轨道相互作用的材料中的拓扑非平凡态的基础吸引了新的兴趣，其中保护的边界态对量子信息技术有用。然而，这些状态的光谱是具有挑战性的，因为传统的隧道势垒的有限的空间和能量控制。在这里，我们报告的电子光谱测量的邻近间隙的半导体砷化铟（InAs）纳米线（NW）段耦合到超导体（SC），使用空间分离的量子点（QD）在晶体生长过程中确定性地形成。我们提取的特征参数描述的邻近间隙被抑制为较低的电子密度和充分发展为较大的。这种栅极可调的邻近效应的过渡可以理解为从长到短的子带隙束缚态在NW段结制度的过渡。我们的设备架构开辟了系统的，明确的光谱研究subgap束缚态，如马约拉纳束缚态。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
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
Superconducting proximity effect and zero-bias anomaly in transport through quantum dots weakly attached to ferromagnetic leads
利用实时图解法，在顺序隧穿和共隧穿两种模式下，对耦合到两个外铁磁引线和一个超导引线的量子点的Andreev输运进行了理论研究.我们表明，隧道磁电阻（TMR）的Andreev电流显示的偏置电压和水平失谐的非平凡的依赖关系，并可以描述在零温度极限的解析公式。共隧穿过程导致TMR的强烈修改，这是最明显的库仑阻塞制度。我们发现了一个零偏置异常的Andreev微分电导的平行配置，这是与一个非平衡自旋积累的点触发的Andreev过程。
2014-03-12 cond-mat.mes-hall
Proximity Induced Vortices and Long-Range Triplet Supercurrents in Ferromagnetic Josephson Junctions and Spin Valves
利用Keldysh方法研究了几种扩散铁磁体/超导体结构中的超电流输运。我们分离出偶数和奇数频率分量，并确定相对贡献的单重态和三重态通道。我们首先考虑由均匀SFFS结构和三层SFFFS结构组成的一维约瑟夫森结构。我们的研究结果表明，SC垂直于FF界面流动，将锥形纹理产生的最有效的方式来观察的签名的远程SC。我们还考虑了三种不同类型的有限大小的二维结构进行施加磁场：一个统一的SFS结，和两个SFFS配置与不同的FF双层安排。在一种情况下，FF界面与SF界面平行，而在另一种情况下，FF结垂直于SF界面取向。对于均匀的SFS结，我们解析推导出的磁场感应SC和对电位，提供洞察的临界SC和邻近涡的变化。我们广泛的计算表明，诱导的长程SC可以深入渗透到均匀的FF双层时，单线态SC平行于FF界面流动，这是在形成鲜明对比的配置，SC垂直于FF界面流动。我们查明的起源诱导的三重态和单重态的相关性，通过分解的总SC的空间配置文件。我们发现，当F带的厚度不相等时，与平行于FF界面流动的SC相关联的长程SC的穿透更加明显。最后，我们表明，相应的实验可访问SFFN自旋阀提供了一个有效的平台，预测的长程效应可以有效地产生和探测。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of Supercurrents on Low-Temperature Thermopower in Mesoscopic N/S Structures
在低温下测量了介观正常金属/超导体结构的热电势。在两种情况下，研究了结构的正常部分中存在的超电流的影响：当它由施加的外部磁场产生时，以及当它直接使用额外的超导电极施加时。温度和磁场的热电势的依赖性进行了比较的准经典理论的超导邻近效应的基础上的数值模拟。
2006-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral Quasiparticle Tunneling Between Quantum Hall Edges in Proximity with a Superconductor
我们研究了两端石墨烯约瑟夫森结，其接触形状形成窄收缩，长度小于100 nm。触点由II型超导触点制成，并且能够承受足够高的磁场，以达到石墨烯中的量子霍尔（QH）状态。在这种情况下，器件电导由边缘状态加上收缩区的贡献决定。特别是，收缩区域可以支持高达~2.5T的超电流。此外，通过宽范围的磁场和栅极电压观察到增强的电导。这种额外的电导和超导电流的出现归因于沿着相反的超导接触反向传播的量子霍尔边缘态之间的隧穿。
2019-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Driven superconducting proximity effect in interacting quantum dots
本文提出了一种由量子点与超导导线之间的含时隧道耦合引起的相互作用量子点中的非平衡超导邻近效应的理论。当驱动频率满足依赖于栅极电压的谐振条件时，可以通过隧穿电流探测到弱耦合的正常引线中的邻近效应。此外，我们建议产生和操纵相干叠加的量子点态的电子数不同的两个，通过施加脉冲振荡的变化点和超导体之间的耦合。
2012-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Rashba proximity states in superconducting tunnel junctions
我们考虑了一种新的超导邻近效应，这种效应是由两个常规超导体之间的“自旋分裂”库珀对隧穿产生的，这两个超导体由一个含有量子点的正常导体连接。与通常的超导邻近效应相比，不同之处在于隧道库珀对的自旋态被电子自旋轨道耦合分裂成单线态和三线态分量，电子自旋轨道耦合被假设为仅在正常导体中活跃。我们证明了自旋分裂库珀对携带的超电流可以操纵机械和电气的自旋轨道耦合的强度，可以现实地实现静电门。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Observation of the superconducting proximity effect and possible evidence for Pearl vortices in a candidate topological insulator
我们报道了超导邻近效应的观察在纳米带的候选拓扑绝缘体（Bi 2 Se 3），这是与超导（钨）接触接口。我们观察到一个超导和多个Andreev反射的通道长度比推导出正常状态运输的非弹性和扩散的热长度长得多。这表明邻近效应优先耦合到弹道表面传输通道，即使在共存的扩散体通道的存在下。当一个磁场垂直于纳米晶的平面施加时，我们观察到在磁场中周期性的磁阻振荡。定量比较与模型的涡旋封锁有关的珍珠涡的形成在该地区的邻近诱导超导性的发生这些振荡。
2011-10-03 cond-mat.mes-hall
$4π$-periodic supercurrent tuned by an axial magnetic flux in topological insulator nanowires
拓扑绝缘体（TI）纳米线与传统超导体相邻被提出作为实现拓扑超导性和马约拉纳零模（MZM）的可调谐平台。使用轴向磁通量$Φ$来完成调谐，其允许将系统从$Φ=0$处的平凡变换到当半个磁通量量子$Φ_0/2$穿过导线的横截面时的拓扑非平凡。在这里，我们探讨了预期的拓扑转变在TI线为基础的约瑟夫森结作为磁通量的函数，通过探测的$4π$周期分数的超导，这被认为是一个指标的拓扑超导性。我们的数据表明，这种$4π$ -周期性的超电流是在较低的磁场主要是平凡的起源，但在磁场以上的$\simΦ_{0}/4$拓扑$4π$ -周期性的超电流接管。
2021-10-11 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
Electrical control of Kondo effect and superconducting transport in a side-gated InAs quantum dot Josephson junction
我们测量了耦合到超导引线上的单个InAs自组装量子点（QD）中的非耗散超电流。量子点的占据是由背栅电极和横向侧栅调节的。侧栅的几何形状允许在具有适当轨道状态的恒定电子数的区域中调谐QD-引线隧道耦合。使用侧门效应，我们研究了近藤关联和超导配对之间的竞争的量子点，观察减少超导电流时，近藤温度降低到超导能隙以下的定性与理论预测一致。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous negative magnetoresistance in quantum-dot Josephson junctions with Kondo correlations
本研究制备了 Al-InSb 纳米线量子点-Al 器件，发现在 Kondo 区出现的零偏置电导峰在弱磁场下具有反常负磁阻，并将其归因于超导引线涡旋捕获准粒子降低了耗散从而增强 Josephson 电流，揭示了涡旋物理与超导电流隧穿的联系。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable supercurrent and multiple Andreev reflections in a superconductor-topological insulator nanoribbon-superconductor hybrid device
报道了在体绝缘BiSbTeSe $_2$拓扑绝缘体纳米取向（TINR）约瑟夫森结（JJ）中观察到的具有超导Nb接触的栅极可调邻近感生超导性和多次Andreev反射（MAR）。我们观察到一个栅极可调的临界电流（$I_C$）的栅极电压（$V_g$）以上的电荷中性点（$V_{CNP}$），与$I_C$高达430 nA。我们还观察到MAR峰的微分电导（$dI/dV$）与直流电压（$V_{dc}$）对应的次谐波峰的结（在$V_{dc} = V_n = 2Δ_{Nb}/en$，其中$Δ_{Nb}$是超导间隙的Nb接触和$n$是次谐波阶）。次谐波级$n$表现出$V_g$依赖性，并且对于$V_g = 40$ V达到$n = 13$，表明Nb接触对TINR的高透明度。我们的观察铺平了道路，探索使用TINR的拓扑保护设备，可能会举办异国情调的物理，如马约拉纳费米子的可能性。
2017-10-10 cond-mat.mes-hall
Supercurrent through an Andreev trimer
研究安德烈耶夫束缚态对含量子点约瑟夫森结超电流的影响，通过隧穿探针探测ABS并利用静电栅极调控开关电流，实现安德烈耶夫三聚体并同时用超电流和光谱研究。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall
