Long-range spin-triplet proximity effect in Josephson junctions with multilayered ferromagnets
本文研究了SF '(AF)F'S和SF'(F)F'S平面结中的邻近效应,其中S是干净的常规(s波)超导体,而F'和中间层是干净的或中等扩散的铁磁体。中间层由两个相等的铁磁体组成,其具有与相邻F'层中的磁化不共线的反平行(AF)或平行(F)磁化。我们使用完全自洽的数值解的Eilenberger方程计算超导对的振幅和约瑟夫森电流为任意厚度的铁磁层和面内磁化之间的角度。对于铁磁体中的中度无序,AF和F结构的三重态邻近效应实际上是相同的,就像脏极限一样。对于$d'\approx\hbar v_F/2h'$,三重态约瑟夫森电流占主导地位,其中$d'$是F'层厚度,$h'$是交换能。我们的结果与最近的实验观察定性一致[T. S. Khaire,M. A. Khasawneh,W. P. Pratt和N. O. Birge,Phys. Rev. Lett. \textbf{104},137002(2010)]。
2010-07-17 cond-mat.supr-con
Properties of tunnel Josephson junctions with a ferromagnetic interlayer
利用准经典理论研究了脏极限下的超导体/绝缘体/铁磁体/超导体(SIFS)隧道约瑟夫森结.我们制定了一个定量模型描述的临界电流的振荡作为铁磁层的厚度的函数,并使用该模型来拟合最近的实验数据。我们还定量计算了这种类型的结的态密度(DOS),并比较DOS振荡与临界电流的振荡。
2008-01-14 cond-mat.supr-con
Giant Triplet Proximity Effect in $π$-biased Josephson Junctions with Spin-Orbit Coupling
在扩散约瑟夫森结中,超导体之间的相位差$ϕ$强烈地影响着分离它们的层的光谱特征。直到最近才有实验报道了对均匀小间隙及其相位调制的观测,证明了与迄今为止的理论预测一致--在$ϕ=π$处消失的小间隙。值得注意的是,我们发现,在存在固有的自旋-轨道耦合的一个巨大的邻近效应,由于自旋三重态库珀对可以在$ϕ=π$开发,在完全相反的抑制邻近效应没有自旋-轨道耦合。在这里,我们报告了这种效果的数值和分析相结合的研究,证明其存在完全基于对称性参数,这使得它独立于实验中使用的具体参数。我们表明,三重态的光谱签名是存在于整个铁磁层。我们的发现为人工创造、控制和分离自旋三重态超导性提供了一种新的方法。
2015-06-19 cond-mat.supr-con
Proximity and Josephson effects in superconductor - antiferromagnetic Nb / γ-Fe50Mn50 heterostructures
我们研究了超导反铁磁双层膜中的邻近效应,并报道了第一个三层S/AF/S约瑟夫森结的制备和测量。无序的f.c.c.采用γ-Fe50Mn50合金作为AF,S为Nb。测量微米和亚微米尺度的结,并且$J_C (d_AF)$的缩放在AF中给出2.4 nm的相干长度,其与由于双层样品中$T_C$的抑制而导致的相干长度相关。FeMn的扩散常数为1.7 \times 10 $^{-4}$ m $^2$ s $^-1$,并得到了费米能级的态密度。交换偏置FeMn/Co双层证实了在该厚度范围内FeMn的AF性质。
2003-09-12 cond-mat.supr-con
Signature of the long range triplet proximity effect in the density of states
研究了长程自旋三重态邻近效应对平面SF 1F 2S约瑟夫森结中态密度的影响。该结由两个具有透明界面的金属单畴铁磁体(F1和F2)连接而成。我们确定的F层中的电子DOS和约瑟夫森电流的任意取向的磁化使用Eilenberger方程的解决方案,在清洁的限制,并为一个温和的无序铁磁体。我们发现,在具有正交磁化方向的高度非对称双层铁磁约瑟夫森结中,可以产生充分发展的长程邻近效应。这种效应表现为DOS的增强,以及约瑟夫森电流-相位关系中占主导地位的二次谐波。铁磁体中的DOS随磁化之间的角度的显著变化是通过隧道光谱实验观察到的。这可以提供一个明确的签名的远程自旋三重态邻近效应。
2011-12-19 cond-mat.supr-con
Direct-Write Ion Beam Irradiated Josephson Junctions
我们强调的再现性和水平的控制YBa $_2$ Cu $_3$ O $_7$约瑟夫森结的电性能制造的辐照从一个聚焦的氦离子束。具体而言,我们显示了使用大范围的辐照剂量制造的几个结的电输运性质的结果。在该范围的下端,结表现出超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结特性。然而,随着剂量的增加,有一个过渡到与超导体-绝缘体-超导体(SIS)结一致的电气特性。为了研究大量氦离子约瑟夫森结的均匀性,我们制作了包含20个串联连接的SNS和SIS约瑟夫森结的阵列。这些阵列的电输运性质揭示了非常均匀的结,在临界电流或电阻中没有明显的扩散。
2019-06-25 cond-mat.supr-con
Analytically determined topological phase diagram of the proximity-induced gap in diffusive n-terminal Josephson junctions
最近,多端约瑟夫森结被提出作为人工模拟拓扑物质的一种途径,其显着优势是其性质可以通过超导相位差来控制,从而在4端几何结构中产生外尔点。一个关键的目标是准确地确定系统何时作为系统中相位差的函数从带隙状态过渡到非带隙状态,后者有效地扮演了常规拓扑物质中准粒子动量的角色。在这里,我们确定的邻近间隙相图的扩散n-终端约瑟夫森结,无论是数值和分析,通过确定一类解决方案的Usadel方程在零能量的完全邻近效应制度。我们提出了一个分析方程,它提供了一个任意数量的终端n的相图。在简要地证明了分析方法的有效性,在以前研究的2-和3-终端的情况下,我们专注于4-终端的情况下,并绘制出的制度,在系统中的电子激发的缺口和非缺口,分别证明在这种情况下,也完全一致的分析和数值方法之间。
2017-01-31 cond-mat.supr-con
Josephson and proximity effects on the surface of a topological insulator
我们研究了超导体和铁磁体沉积在拓扑绝缘体表面上的约瑟夫森效应和邻近效应。超导区域由传统的BCS哈密顿量描述,而不是超导狄拉克哈密顿量。假设连接接口是脏的。我们得到了拓扑绝缘体上的约瑟夫森电流和邻近诱导反常格林函数的解析表达式。讨论了约瑟夫森效应与结长、温度、化学势和磁化强度的关系。它还表明,邻近诱导的配对的拓扑绝缘体的表面上,包括偶数和奇数频率的三重态配对以及传统的s波之一。
2012-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The long-range spin-singlet proximity effect for the Josephson system with single-crystal ferromagnet due to its band structure features
在夹在两个钨超导电极之间的单晶钴纳米线中观察到的长程邻近效应的可能解释[Wang,M. \textit{et al}。\textit{ Nat. Phys}。\textbf{6},389(2010)]。该理论方法是基于铁磁体的能带结构的特点。为了将交换场与准粒子动量联系起来,考虑了它们在多数和少数自旋带中的有效质量之间的区别以及费米面的各向异性。导出的Eilenberger方程允许获得重整化的有效交换相互作用,可以完全补偿某些晶体学方向在一定条件下。所提出的理论模型也与以前的方法进行了比较。
2018-03-11 cond-mat.supr-con
Proximity Effect and Josephson Coupling in the SO(5) Theory of High-Tc Superconductivity
本文用最近发展的高温超导SO(5)有效理论研究了超导/反铁磁/超导(S-A-S)三明治结构中的邻近效应耦合。我们发现,对于窄结,A区的行为类似于强超导体,并且存在一个临界结厚度,它取决于有效SO(5)耦合常数和结两端的相位差,在该临界结厚度处,A区经历Freedericksz型转变,成为介于超导体和反铁磁体之间的状态。对于厚结,电流-相位关系是正弦的,如在标准S-N-S和S-I-S结中,但对于薄结,它在Freedericksz点处显示斜率的急剧突变。
1997-07-03 cond-mat.supr-con
Proximity-induced minimum radius of superconducting thin rings closed by the Josephson 0 or pi junction
超导性被证明是完全破坏薄介观或纳米级环封闭的结与一个明显的界面对断裂和/或约瑟夫森耦合,如果一个环的半径r是小于最小半径r_min。数量r_min取决于跨结的相位差,或控制的相位差的磁通偏置环上的磁通量。它还取决于约瑟夫森和界面有效耦合常数,特别是取决于环是由0结还是π结闭合。当环的半径对于一些相位差值超过r_min或稍微超过其最大值时,电流-相位关系被实质上修改。修正后的临界温度Tc以及Tc附近随温度变化的超导电流都是环半径和磁通量的函数。
2017-01-03 cond-mat.supr-con
Proximity Induced Josephson-Quasiparticle Process in a Single Electron Transistor
我们在超导-正常金属-超导单电子晶体管中进行了第一次实验,其中有一个额外的超导带部分重叠在正常金属岛上,金属与金属接触良好。超导邻近效应在准粒子阈值以下产生电流峰值。我们解释这些峰值的约瑟夫森准粒子过程,并讨论它们与邻近诱导的能隙在正常的金属岛。
1998-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetometry with low resistance proximity Josephson junction
我们描述了一种基于Nb-Cu-Nb SNS弱连接的超导量子干涉邻近晶体管(Nb-SQUIPT)。的Nb-SQUIPT和SNS设备制造同时在两个单独的光刻和沉积步骤,依赖于Ar离子清洗的Nb接触表面。Nb-Cu界面的质量的特征在于通过测量SNS结的温度依赖的平衡临界超电流。在Nb-SQUIPT器件中,我们观察到在偏置电压的子带隙区域中的最大磁通-电流传递函数值约为55 nA/Φ_0。这导致功率耗散抑制到几fW。该器件可以实现低耗散SQUIPT,与基于Al-Cu-Al SNS结和Al隧道探针(Al-SQUIPT)的传统器件相比,提高了两个数量级。
2017-10-04 cond-mat.supr-con
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
Anomalous Proximity Effect in Underdoped YBaCuO Josephson Junctions
利用近场扫描光学显微镜在YBa $_2$ Cu $_3$ O $_{6+x}$系列欠掺杂薄膜中光生约瑟夫森结。在两条导线之间的距离为100 nm时观察到的约瑟夫森效应表明存在一个非常大的邻近效应,并表明结间隙中的欠掺杂绝缘材料很容易被扰动到超导状态。结的临界电流被发现是符合传统的约瑟夫森关系。这一结果限制了SO(5)理论解释高临界温度超导体相图的适用性。
2000-03-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Self-consistent solution for proximity effect and Josephson current in ballistic graphene SNS Josephson junctions
我们使用紧束缚的Bogoliubov-de Gennes(BdG)形式自洽地计算了弹道石墨烯SNS约瑟夫森结中的邻近效应、约瑟夫森电流和局域态密度。短和长的结,相对于超导相干长度,被认为是,以及不同的掺杂水平的石墨烯。我们发现,自洽性并没有显着改变电流相位关系较早得出的短结使用非自洽Dirac-BdG形式主义,但预测一个显着增加的临界电流与更强的结长度依赖。此外,我们表明,在没有费米能级之间的N和S区域的不匹配的结超导性持续存在,即使在最长的路口,我们可以调查,表明在正常区域的发散金斯堡-朗道超导相干长度。
2008-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipative current in SIFS Josephson junctions
利用准经典理论研究了脏极限下的超导体/绝缘体/铁磁体/超导体(SIFS)隧道约瑟夫森结.我们考虑的情况下,一个强大的隧道势垒,使左S层和右FS双层去耦。我们定量计算态密度(DOS)的FS双层任意长度的铁磁层,使用自洽的数值方法。我们比较这些结果与一个已知的解析DOS近似,这是有效的铁磁层是足够长的。最后定量计算了SIFS结的电流-电压特性。
2010-08-11 cond-mat.supr-con
Engineering Andreev Bound States for Thermal Sensing in Proximity Josephson Junctions
本文通过栅极可调石墨烯约瑟夫森结系统工程化安德烈耶夫束缚态,揭示邻近诱导超导能隙对热灵敏度的关键作用,并在钛基器件中实现0.6 K⁻¹的最大热灵敏度,为优化热传感器提供了通用框架。
2025-03-10 cond-mat.supr-con
Anomalous Proximity Effect of Planer Topological Josephson Junctions
脏超导结中的反常邻近效应是揭示拓扑超导体中Majorana束缚态和奇频库珀对的深刻本质的最引人注目的现象之一。受最近实验实现的平面拓扑约瑟夫森结的启发,我们描述了超导体/半导体混合体中的异常邻近效应,其中一个额外的脏正常金属段从拓扑约瑟夫森结延伸。拓扑约瑟夫森结中的拓扑相变伴随着附着的脏正常金属的低能输运性质的急剧变化。零偏置微分电导的量子化仅出现在拓扑非平凡相中,是由马约拉纳束缚态和奇频库珀对渗透到肮脏的正常金属段中引起的。因此,我们提出了一个实际的实验观察异常邻近效应。
2020-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Comment on "Anomalous proximity effect in underdoped YBa_2Cu_3O_{6+x} Josephson junctions"
在最近的光掺杂实验中,Decca等人[PRL 85,3708(2000)]已经观察到YBCO的超导相和绝缘相之间的不寻常的长程邻近效应。在这里,我们批判性地审查索赔的参考,这样长的范围是反常的。我们表明,一旦实验的新颖性得到了适当的解释,邻近效应的传统理论预测了100长的范围。
2003-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
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
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
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
Supercurrent transferring through c-axis cuprate Josephson junctions with thick normal-metal-bridge
利用简单但精确可解的模型,研究了超导体-正常金属-超导体(正常金属厚度远大于其相干长度)c轴超导体-正常金属-超导体结中的超导电流传输.结果表明,作为正常金属的厚度的函数的超电流的下降速度比邻近效应预期的指数衰减慢得多。目前的结果可以解释在c轴铜氧化物SNS结中观察到的巨大邻近效应。
2008-08-07 cond-mat.supr-con
Magnon mechanism of Josephson coupling in SFS structures
结果表明,当邻近效应呈指数衰减时,由于电子-磁振子相互作用引起的SFS结中的约瑟夫森耦合保持在一定距离。我们得到的约瑟夫森能量的表达式,其中包含的磁振子谱的参数,并允许估计的最大超导电流的值。
2012-07-24 cond-mat.supr-con
Revealing Josephson vortex dynamics in proximity junctions below critical current
SNS约瑟夫森结由两个超导体(S)夹在中间的薄的非超导金属(N)制成,通过将N的本征电子性质与由邻近的S引起的超导关联混合,实现了新的量子功能。这些器件的电子特性由Andreev准粒子[1]控制,这在传统的SIS结中是不存在的,其两个S电极之间的绝缘势垒(I)不具有电子态。本文主要研究了电流和磁场作用下Nb-Cu-Nb邻近结中的约瑟夫森涡旋运动。同时提供的本地(磁力显微镜)和全球(运输)实验的结果进行比较,与我们的数值模型,揭示了几个不同的动态制度的JV运动的存在。其中之一,确定为一个快速滞后进入/逃逸约瑟夫森电流的临界值以下,进行了分析,并建议低耗散的逻辑和存储器元件。
2022-04-16 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Quantum Phase Transitions in Proximitized Josephson Junctions
研究了平台约瑟夫森结中的费米子宇称变化量子相变。这些与零能量束缚态相关的QPT在实验中被广泛观察到。它们经常来自数值计算,而没有详细的微观洞察力。重要的是,它们可能会错误地支持马约拉纳零模观测的主张。本文给出了多组分约瑟夫森结的Bogoliubov-de Gennes方程的一个完全相容解。这提供了对QPT起源的见解。它也使人们有可能评估标准的自能量近似,这是广泛用于了解拓扑系统中的邻近耦合。我们考虑的连接是复杂的,并选择镜像实验。我们的充分接近计算关联的机制背后的QPT作为衍生从空间上扩展的,接近诱导的磁“缺陷”。这种缺陷的产生是由于绝缘区的影响,局部重组的体磁化的邻近超导体。我们的研究结果表明,更一般地说,QPT在约瑟夫森结一般不需要存在的自旋轨道耦合,不应该混淆,也不是他们的指标,马约拉纳物理。
2018-08-07 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
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
Layered superconductors with long-range Josephson couplings
本文是“cond-mat/0312673”的推广。本文提出了层状超导体的离散-连续混合模型。该模型基于经典的劳伦斯-多尼亚克方案,但承认原子平面之间的长程相互作用。此外,除了约瑟夫森耦合,它们还涉及邻近效应。原则上,相互作用的范围可以任意大。找到了K=2时的解,并讨论了邻近效应和高约瑟夫森耦合引起的超导电性增强的机理。讨论了耦合常数的物理意义,特别注意了它们的符号。对于K=2的情况下的解释在微观相互作用方面的库珀对在不同的平面,以及实验测量的量,如面外的有效质量和带宽的关系,给出。
2006-06-20 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
Josephson junctions and SQUIDs created by focused helium ion beam irradiation of YBa$_2$Cu$_3$O$_7$
通过用$30\, \mathrm{keV}$聚焦He离子束(He-FIB)扫描YBaPDMATHABMN CuPDMATHABMO OPDMATHABMP(YBCO)薄膜微桥,我们建立了临界电流密度$j_\mathrm{c}$随辐照剂量$D$可调的约瑟夫森势垒。$j_\mathrm{c} (D)$的依赖性产生指数衰减。在$4.2\, \mathrm{K}$,当$j_\mathrm{c}$降低到低于$\approx 2\, \mathrm{MA/cm^2}$时,发生从磁通流到约瑟夫森行为的转变。该约瑟夫森结表现出电流-电压特性(IVC),很好地描述了电容和电容分流结模型,没有多余的电流的特征电压$V_\mathrm{c} \lesssim 1\, \mathrm{mV}$。MgO和LSAT衬底上的器件显示非滞后IVC,而SrTiO $_3$上的器件显示小的滞后。对于所有的结,发现一个近似的缩放$V_\mathrm{c} \propto j_\mathrm{c}^{1/2}$。He-FIB照射高剂量产生的$j_\mathrm{c}=0$的障碍和高电阻的$10\, \mathrm{kΩ} \ldots 1\, \mathrm{GΩ}$。这提供了使用He-FIB将高电阻壁或区域写入YBCO的可能性。透射电子显微镜揭示了壁内的非晶相,而对于较低剂量的YBCO保持结晶。我们还用He-FIB定义…
2019-04-29 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
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
Fully developed triplet proximity effect
我们提出了一个充分发展的三重态邻近效应在超导铁磁体异质结构的模型。在电路理论近似下,我们计算了格林函数、态密度和约瑟夫森电流,它们基本上取决于磁化结构。
2006-10-02 cond-mat.supr-con
Josephson scanning tunneling microscopy: A local and direct probe of the superconducting order parameter
本文报道了真空劈裂Bi_2Sr_2CaCu_2O_8(BSCCO)样品表面超导超流的直接测量结果。这些测量是通过使用配备有超导尖端的扫描隧道显微镜(STM)通过约瑟夫森隧道进入样品来完成的。横向距离小于超导相干长度的STM的空间分辨率允许它揭示BSCCO的对波函数中的局部不均匀性。仪器的性能首先表现出与约瑟夫森测量的铅膜,然后由层状超导体NbSe 2。相关的测量参数,约瑟夫森ICRN产品,BCS超导体和高转变温度超导体的范围内进行了讨论。ICRN产品和准粒子态密度(DOS)间隙的本地关系的范围内的相图BSCCO。这些测量可以产生过大的电流密度,并且已经发现会改变BSCCO中的局部DOS。对这种效应进行了系统的研究,以确定这些实验的实际测量限值。还讨论了制备BSCCO表面的替代方法。
2009-09-16 cond-mat.supr-con
Evidence of the inverse proximity effect in tunnel magnetic Josephson Junctions
本文通过对比Nb和Al隧道磁约瑟夫森结的磁行为,证明逆邻近效应在低于4 K的混合超导量子器件设计中具有关键作用。
2024-11-24 cond-mat.supr-con
Proximity-induced density-of-states oscillations in a superconductor/strong-ferromagnet system
我们测量了超导/铁磁(S/F)双层膜中隧穿态密度(DOS)随F层厚度的变化,其中F是强铁磁Ni。作为增加镍厚度的函数,我们检测到多个振荡的DOS在费米能量从微分电导测量。当Ni厚度从1 nm增加到5 nm时,与邻近效应相关的DOS中的特征从正常变为反转两次。
2011-08-29 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
Current-voltage characteristics of tunnel Josephson junctions with a ferromagnetic interlayer
定量研究了扩散超导体/绝缘体/铁磁体/超导体(SIFS)隧道约瑟夫森结的电流-电压特性。为了获得CVC,我们计算的状态密度(DOS)的F/S双层任意长度的铁磁层,使用准经典理论。当铁磁层厚度大于超导凝聚体进入F层的特征穿透深度时,我们找到了一个与用自洽数值方法得到的DOS一致的解析表达式。我们讨论了DOS的一般性质及其对铁磁层参数的依赖性。特别是我们集中我们的分析在费米能量的DOS振荡。使用数值得到的DOS,我们计算相应的CVC,并讨论其性质。最后,我们使用CVC计算宏观量子隧穿(MQT)逃逸率的电流偏置SIFS结考虑到耗散修正由于准粒子隧穿。我们发现准粒子耗散对SIFS结宏观量子动力学的影响很小,这是SIFS结在超导量子比特应用中的一个优势。
2011-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
From inversion to enhancement of the Josephson current by an exchange field in S/F-I-F/S tunnel structures
本文从理论上研究了被绝缘势垒隔开的两个相邻的重质超导体(S)/薄铁磁体(F)的S/F双层结的直流约瑟夫森隧道电流。在S/F双层膜邻近效应的微观理论范围内,分析了临界电流对F层磁化相对取向的依赖关系。我们证明了对于S/F-I-F/S接触,当F层的磁化方向平行时,临界电流的符号(π态)可以反转,而当F层的磁化方向反平行时,临界电流会增强.这一结果为研究杂化结构中超导性和铁磁性之间的相互作用提供了新的思路。
2001-04-19 cond-mat.supr-con
Triplet Josephson effect with magnetic feedback
研究了具有可变磁位形的超导-铁磁体异质结中的交流约瑟夫森效应。该系统支持三重态邻近相关性,其动力学耦合到磁动力学。这种反馈极大地改变了连接的行为。在很低和很高的约瑟夫森频率$ω_J$下,电流-相位关系变为双周期。在中间频率处,$ω_J t$中的周期性可能丢失。
2007-06-13 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
Proximity-induced transport in hybrid mesoscopic normal-superconducting metal structures
使用基于准经典格林函数的方法,我们提出了一个理论研究中的介观S/N结构中的扩散极限的输运。本文讨论了具有势垒(零偏压和有限偏压反常)的S/N结构中的亚带电导。我们还分析了Andreev干涉仪的电导变化$δS(T)$的温度依赖性。我们发现,除了众所周知的低温最大值附近$T_c$第二个最大可能出现。本文给出了四端S/N/S接触中约瑟夫森效应和约瑟夫森临界电流可能符号反转的研究结果。
1998-11-26 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
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
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
Tuning Majorana zero modes with temperature in $π$-phase Josephson junctions
研究了超导态$π$相穿过量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)边缘的超导-正常态超导(SNS)约瑟夫森结。我们解决自洽的超导序参量,并找到两个真正的结,其中的序参量是完全真实的整个系统,和结的序参量有一个复杂的相位绕组。真正的结主机两个马约拉纳零模式(MZMs),而相位绕组结没有子能隙状态接近零的能量。在零温度下,我们发现相绕组的解决方案总是具有最低的自由能,我们建立是由于一个强大的邻近效应到N区域。随着温度的升高,这种邻近效应显着降低,我们发现一个相变到一个真正的结与两个MZM。
2018-02-02 cond-mat.supr-con
Strong interconversion of non-polar phonons and Josephson plasma oscillations induced by equilibrium Josephson currents in high T_c superconductors
我们分析了约瑟夫森结势垒中非极性晶格模对约瑟夫森电流的动态调制的后果。在高$T_c$结中,由于绝缘势垒接近超导态,这种调制的效果可能非常强。因此,声音(以及其他非极性声子)和由稳态约瑟夫森电流介导的约瑟夫森等离子体振荡的相互转换变得可能,稳态约瑟夫森电流由于各种原因可能存在于结中。我们认为,这种效应可以用于成像的静态约瑟夫森电流。估计的效果。
2001-01-10 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