Anomalous Fraunhofer Interference in Epitaxial Superconductor-Semiconductor Josephson Junctions
研究了基于InAs/InGaAs异质结的超导-半导体-超导(SNS)结中的临界电流随垂直磁场和面内磁场的变化规律.这种材料系统由于其非常好的超导体-半导体耦合以及半导体中的大自旋轨道相互作用和g因子而引起人们的兴趣。薄的外延Al允许在不破坏超导性的情况下施加大的面内场。对于垂直于结的场,通量聚焦会导致临界电流模式中的非周期性节点间距,称为夫琅和费模式,类似于光学中的相关干涉效应。添加一个面内场会在图案中产生两个进一步的异常。首先,高阶节点被系统地加强,表明电流沿设备的边缘流动,作为由诱导的磁通偶极子驱动的Andreev状态的限制的结果;第二,在干扰中出现的不对称性取决于场的方向和幅度。提出了一个模型,显示出良好的协议与实验,阐明通量聚焦,塞曼和自旋轨道耦合,以及在产生这些效果的障碍的作用。
2016-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electromotive interference in a mechanically oscillating superconductor: generalized Josephson relations and self-sustained oscillations of a torsional SQUID
我们考虑运动超导体中的超导相,并证明它依赖于位移磁通。建立了超导干涉仪(SQUID)相位与振荡环位置之间的广义本构关系。特别是,我们表明,约瑟夫森电流和电压依赖于SQUID的位置和速度。对约瑟夫森关系提出的两个相对论修正来自量子凝聚体的宏观位移,(非惯性)伽利略协方差的薛定谔方程,和运动位移的准经典干涉路径。特别是,我们提出了另一种伦敦旋转超导体效应的演示,(也称为伦敦动量)使用薛定谔方程的协方差性质。作为一个例子,我们展示了如何这些电动效应可以诱导自持振荡的扭转SQUID,当整个环路振荡由于施加直流电流。
2015-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local thermometry technique based on proximity-coupled superconductor/normal-metal/superconductor devices
在介观超导体/正常金属/超导体(SNS)异质结构中,已知超导体之间的正常金属的电阻具有很强的温度依赖性。基于这一现象,我们研制了一种新型的温度计,它大大提高了我们在低温下测量局域电子温度Te的能力。使用这种技术,我们已经能够测量跨微米尺寸的样品的小温度梯度,开辟了定量测量介观器件的热性能的可能性。
2002-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Contact and Quantum Interference Between Two-Dimensional van der Waals and Three-Dimensional Conventional Superconductors
二维(2D)过渡金属二硫属化物超导体具有独特的和理想的性能与传统的超导电路集成。然而,必须在2D材料和三维(3D)超导体之间进行完全超导接触,以便在这种电路中采用标准微波驱动和量子位的读出。在这里,我们提出了一种用于在2D NbSe $_2$和3D铝之间创建零电阻接触的方法,该零电阻接触表现为与3D-3D JJ相比具有大有效面积的约瑟夫森结(JJ)。通过数值求解Ginzburg-Landau方程,我们提出了一个二维-三维超导结构中超电流流动的模型,并与实验结果进行了比较。这些结果向新一代混合超导量子线路迈出了关键的一步。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Noise Correlations in Three-Terminal Diffusive Superconductor-Normal Metal-Superconductor Nanostructures
我们目前的测量电流噪声和交叉相关性的三端超导正常金属超导(S-N-S)纳米结构,是潜在的固态纠缠由于Andreev反射在N-S界面。噪声相关测量跨越从电子-电子相互作用相关的非相干多重Andreev反射(IMAR)的制度。在后一种情况下,在具有紧密间隔的结的样品中观察到负互相关。
2011-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density of States in Superconductor - Normal Metal - Superconductor Junctions
本文研究了超导体-正常金属-超导体(SNS)结中正常金属内部态密度与chi_0的关系,这里chi_0是结中两个超导体的相位差。结果表明,在没有电子-电子相互作用的情况下,态密度与能量的关系存在一个能隙,能隙随chi_0的增大而减小,并在chi_0 = pi处闭合。给出了态密度与chi_0关系的解析表达式和数值模拟结果。
1998-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
The proximity effect in normal metal - multiband superconductor hybrid structures
本文在准经典格林函数理论的基础上,建立了正常金属-多带超导体混合结构中邻近效应的理论。结果表明,多个超导带的存在表现为结构中态密度的附加峰的出现。邻近效应和带间耦合之间的相互作用以非平凡的方式影响超导体中的能隙的大小。将该理论应用于具有低透明界面的多带超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结中的超导电流计算,并与多带隧道结的计算结果进行了比较。
2004-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Role of magnetic scattering in 0-pi transitions in a superconductor/ferromagnetic metal/superconductor junction
利用隧穿哈密顿方法研究了磁散射对超导体/铁磁金属/超导体(SFS)结中约瑟夫森临界电流Ic的影响.在四阶微扰理论中给出了关于隧穿矩阵元的Ic的解析公式。的IC表现出阻尼振荡依赖于铁磁金属的厚度,d,并显示0-和π-状态与d之间的过渡。当超导转变温度与铁磁居里温度相当时,由于磁散射的作用,温度T的升高使振荡周期发生明显变化,从而引起0-π跃迁。磁散射提供了SFS结中丰富的约瑟夫森效应。我们的结果提出了一个合适的条件,超导体和铁磁金属控制的0-和π-状态。
2007-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Field Theory of Mesoscopic Fluctuations in Superconductor/Normal-Metal Systems
正常无序导体的热力学和输运性质受到超导体邻近性的强烈影响。介观相干性和超导体粒子的Andreev散射之间的合作产生了新型的干涉现象。我们介绍了一个场论的方法,能够探索超导体/正常金属系统的平均性能和介观波动。作为一个例子,该方法被应用到研究的水平统计的SNS结。
1997-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Approaching Zero-Temperature Metallic States in Mesoscopic Superconductor-Normal-Superconductor Arrays
放置在普通金属膜上的超导岛系统提供了二维(2D)超导性的可调实现;因此,它们可以阐明关于2D超导体和竞争态的性质的开放问题。特别是,岛系统已被预测表现出零温度金属状态。虽然在某些二维系统中存在这种金属态的证据,但它们的性质还没有得到很好的理解:传统的金属理论无法解释它们,而且它们的性质很难调整。在这里,我们表征的超导转变介观岛阵列系统作为岛的厚度和间距的函数。我们观察到两个过渡过程中的超导性,这两个过渡温度表现出意想不到的强大的抑郁症广泛分布的岛屿。这些凹陷与系统接近零温度金属态是一致的。过渡的性质和它们之间的状态解释使用的现象学模型,涉及稳定的超导性在每个岛上通过一个弱耦合,并从其邻居的反馈。
2011-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooper Pair Shape in Normal-metal/Superconductor Junctions
在s波超导体中,库珀对波函数在动量空间中是各向同性的。由于邻近效应,从超导体进入正常金属的库珀对也具有这种性质。然而,我们发现,这样的演绎是不正确的,在正常的金属配对功能是令人惊讶的各向异性,因为准粒子干涉。我们计算了NS双层膜中的角分辨准粒子态密度,它反映了配对函数的各向异性形状。我们还提出了一个磁隧道光谱实验,可以证实我们的预测。
2007-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current-voltage characteristics of superconductor-normal metal-superconductor junctions
本文发展了超导体-正常金属-超导体(SNS)结的电流-电压(I-U)特性理论。在小电压和足够低的温度下,结的I-U特性受非弹性弛豫时间τ in的控制。特别地,线性电导与τ_{in}成比例。在这种情况下,I-U特性可以仅用正常区中的态密度ν(χ)对跨结的序参量的相位差的依赖性来表示。相反,在大电压下,器件的I-U特性受弹性弛豫时间τ_{el}的控制,τ_{el}远小于非弹性弛豫时间。
2022-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection from non-centrosymmetric superconductors and Majorana bound state generation in half-metallic ferromagnets
本文研究了半金属与超导体界面上的Andreev反射。虽然在半金属中不存在少数载流子使得单线态Andreev反射不可能,但是自旋-轨道相互作用引起三线态Andreev反射,即,多数电子反射到多数空穴中,反之亦然。作为我们计算的一个应用,我们考虑一个薄的半金属膜或导线横向连接到超导接触。如果半金属是无无序的,则激发能隙打开,其与超导体中的自旋-轨道相互作用强度成比例。对于能量低于这个间隙的电子,横向半金属-超导体接触成为完美的三重Andreev反射器。我们表明,该系统支持本地化马约拉纳在此限制的最终状态。
2010-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Contribution of weak localization to non local transport at normal metal / superconductor double interfaces
结合最近的实验[Russo { \it et al.},物理修订信函{ \bf 95},027002(2005)],我们研究了弱局域化对具有扩展界面的正常金属/绝缘体/超导体/绝缘体/正常金属(NISIN)三层中的非局域输运的影响。当正常金属相相干长度或能量足够大时,弱局域化对交叉电阻的负贡献可以在绝对值上超过正的弹性共隧穿贡献。
2006-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Absorption of heat into a superconductor-normal metal-superconductor junction from a fluctuating environment
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体结中的内禀非相干涨落,涨落通过电磁场耦合到结上。当结的温度与环境的温度不同时,这种耦合导致两个系统之间的能量转移,使结脱离平衡。我们描述了这种效应的线性响应制度,并表明,这种耦合引起的超电流的变化导致定性的变化,在一定范围内的参数,增加临界电流的结的电流-相位关系。除了普通金属外,在其他导电薄弱环节中也可以预期类似的效果。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Possibility of reflectionless tunneling crossed transport at normal metal / superconductor double interfaces
本文研究了正常金属/超导体(NS)双界面非局域输运的一维模型(Blonder,Tinkham,Klapwijk模型和紧束缚模型)。我们发现一个负的弹性cotunneling交叉电导,强烈增强了额外的散射远离接口,这表明在双NS接口与接触具有足够小的扩展无反射隧穿非本地运输的可能性。
2006-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helical spin texture and interference of Majorana bound states in one-dimensional topological superconductor
我们研究了在具有超导衬底和两个铁磁绝缘体(FI)的异质结构中根据2D量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)的螺旋边缘态实现的一维(1D)马约拉纳束缚态(MBS)。利用Bogoliubov-de Gennes方法证明了在MBS波函数中存在螺旋自旋织构,其螺距与QSHI螺旋边缘态的费米动量成正比。此外,通过扫描隧道显微镜和能谱仪同时探测两个准粒子的能谱$\pm E \cos(ϕ/2)$,不仅可以绘制出两个准粒子的能谱图,而且还可以从实验上证明两个准粒子的激发态不会相互混合,这是由与准粒子激发态相关的宇称守恒所保护的.
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Heat transport and electron cooling in ballistic normal-metal/spin-filter/superconductor junctions
我们研究电子冷却的基础上一个干净的正常金属/自旋过滤器/超导结。由于Andreev反射的自旋滤波器效应的抑制,该系统的冷却功率被发现是非常高于传统的正常金属/非磁性绝缘体/超导体冷却器。因此,我们可以从普通金属中提取大量的热量。我们的研究结果强烈表明自旋过滤器效应在冷却探测器、传感器和量子比特方面的实际用途。
2014-10-18 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
Anomalous density of states in a metallic film in proximity with a superconductor
利用超低温(60 mK)扫描隧道显微镜(STM)研究了超导体-普通金属(Nb-Au)双层膜的局域电子态密度。在正常金属(Au)表面上测量的高分辨率隧穿谱显示出明显的邻近效应,其能隙的幅度比大块超导体(Nb)的能隙小。在此微能隙内,态密度不为零,并显示出明显的亚能隙特征。我们表明,实验光谱不能描述与完善的Usadel方程从准经典理论。
2003-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of photon-assisted tunneling on heat flow in a normal metal - superconductor tunnel junction
我们从理论上研究了在光子辅助隧穿机制下,交流驱动对混合正常金属-超导体隧道结中热输运的影响。我们发现,从正常的金属的有用的热通量总是减少相比,它的大小在静态和准静态驱动条件下。我们的结果对预测交流驱动超导电子制冷机的工作条件是有用的。
2008-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance of a junction between a normal metal and a Berezinskii superconductor
本文从理论上研究了具有Berezinskii提出的对称性的超导体与正常金属之间的结的电导。这种对称性的主要特征是反常格林函数的奇频率依赖性,这使得s波三重态超导态(Berezinskii超导体)成为可能。安德烈耶夫反射(连接正能量和负能量)对能量对称性很敏感;因此,包含别列津斯基超导体的结的电导与传统超导体的情况有质的不同。实验上,所得到的结果可以用来测试的可能性提出的Na $_x$ CoO $_2$的Berezinskii超导性,并确定预测超导体铁磁结的奇Ω分量。
2008-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Destructive interference of direct and crossed Andreev pairing in a system of two nanowires coupled via an s-wave superconductor
我们考虑一个系统的两个一维纳米线耦合通过一个$s$波超导带,一个几何形状,能够支持克拉默斯对马约拉纳费米子。通过执行一个精确的分析对角化的隧道哈密顿描述的邻近效应(通过Bogoliubov变换),我们表明,该系统的激发间隙周期性变化的费米波长的范围内的限制,其中线间的分离是短于超导相干长度。与仅包含直接配对的类似几何结构中的激发间隙相比,其中一条线与超导体解耦,或者仅包含交叉Andreev配对,其中每个纳米线被认为是量子霍尔态的自旋极化边缘,我们发现,当两种类型的配对都存在时,间隙总是减小,在某些情况下,数量级。紧束缚晶格上的数值计算进一步支持了我们的分析结果。最后,我们表明,治疗邻近效应的超导体集成使用散装格林函数不重现我们的精确对角化的结果。
2017-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase relations in superconductor-normal metal-superconductor tunnel junctions
在超导体-正常金属-超导体隧道结(SINIS)中的超导端子之间的相位差$ϕ$结合了跨组成$SIN$结的薄界面的相位差$χ_{1,2}$和长度为$L$的中心电极的侧面之间的相位侵入$φ$。这里证明了$χ_{1,2}$在它们的邻近度降低的域上通过两次,在那里和回来,而$ϕ$在单个周期内变化。描述对$χ_{1,2}$的双值序参数依赖的两个相应的解共同形成对$ϕ$的单值依赖,在$ϕ$的两个相邻区域中操作。相位侵入$φ$在创建这种行为中起着至关重要的作用。电流-相位关系$j(ϕ,L)$由两个解组成,并且在固定的小$L$下,其特征在于相位相关的有效透射系数。
2019-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear Resonance of Superconductor/Normal Metal Structures to Microwaves
本文研究了超导体/普通金属交叉结构中普通金属线在外加微波辐射下的微分电导$G=dj/dV$的变化。我们的理论处理是基于准经典格林函数技术的扩散限制。两个限制的情况下被认为是:第一,弱邻近效应和低微波频率的限制,第二,短尺寸(短正常线)和小的照射幅度的限制。
2010-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low temperature thermal properties of mesoscopic normal-metal/superconductor heterostructures
虽然介观金属样品的电输运性质在过去的二十年里得到了广泛的研究,热性质得到的关注要少得多。这可能部分是由于在亚微米尺度样品上执行热测量的困难。我们在这里报告的混合正常金属/超导体异质结构,这是可能的局部测温技术的最新发展的热导率和热电势的定量测量。与电输运测量一样,这些热测量揭示了这些器件中电子输运的相位相干性质的特征。
2001-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin injection from a normal metal into a mesoscopic superconductor
我们报告超导体混合结构中的非局域输运,铁磁以及正常金属隧道结连接到超导体。在存在状态密度的强塞曼分裂的情况下,电荷和自旋不平衡都被注入超导体。虽然以前的实验证明了自旋注入从铁磁电极,我们表明,自旋不平衡也创建正常的金属注入接触。使用铁磁和正常的金属探测器的组合,使我们能够直接区分电荷和自旋注入,并证明了一个完全分离的电荷和自旋不平衡。的自旋不平衡的弛豫长度是几个$μ$ m的顺序,并发现增加与磁场,但是独立的温度。我们进一步讨论了可能的弛豫机制的自旋弛豫长度的解释。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous enhancement of spin Hall conductivity in superconductor/normal metal junction
我们提出了一种自旋霍尔器件,在超导体/正常金属(SN)结中诱导大自旋霍尔效应。在计算正常金属的非本征自旋霍尔电导时,考虑了侧跳和斜散射机制。我们发现,当超导体与正常金属间的电压接近超导能隙时,这两种贡献都得到了极大的增强。这种增强归因于费米能级处正常金属中态密度的共振增加。我们的研究结果表明,一种新的方法来控制和放大的自旋霍尔电导率通过施加一个外部的直流电场,表明SN结具有潜在的应用与大自旋霍尔效应的自旋电子器件。
2011-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Split of zero-bias conductance peak in normal-metal / d-wave superconductor junctions
用单点近似方法讨论了杂质散射对正常金属/ $d$波超导结电导的影响。到目前为止,零偏置电导峰的分裂被认为是高- $T_c$超导体表面时间反转对称性态破缺的证据。然而,在本文中,它表明,在界面附近的杂质散射也造成了零偏压电导峰的分裂。本文的理论很好地解释了在有限温度和外加磁场条件下实验观察到的典型电导谱。
2003-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection in ballistic normal metal/graphene/superconductor junctions
我们报道了边缘接触几何结构下正常金属/石墨烯/超导体结中的弹道输运研究。而在正常状态下,我们已经观察到法布里-珀罗共振表明,载流子弹道旅行,超导状态表明,在石墨烯/超导体界面的Andreev反射的影响,这些干扰。我们的实验结果在超导状态下进行了分析和解释与修改Octavio-Tinkham-Blonder-Klapwijk模型考虑到磁对破缺效应和两个不同的界面矫顽力,\textit{i.e.} \,正常金属和石墨烯之间,石墨烯和超导体之间。我们发现,正常的金属/石墨烯界面的透明度强烈变化与掺杂在大规模,而它经历较弱的变化在石墨烯/超导体界面。当在接触附近发生的电荷转移形成空腔时,我们看到传输概率遵循正常状态电导,突出了Andreev过程和电子干涉仪之间的相互作用。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance interference in a superconducting Coulomb blockaded Majorana ring
通过调节磁通量,一维拓扑超导体的两端与正常金属弱耦合形成环形结,可以产生分裂的马约拉纳零模(MZM)。当这种环形几何结构变成库仑阻塞,两个引线与两个导线端部接触时,电流就像干涉仪一样通过超导体或正常金属。双端干扰电导可以实验测量为栅极电压和通过环的磁通量的函数。然而,电导-相位关系中的$4π$周期性(通常被认为是MZM的标志),既可以出现在拓扑超导体中,也可以出现在普通金属中,不能建立MZM的存在。我们表明,平凡的金属相可以排除有利于拓扑超导体通过研究持久的电导分布模式。特别是,在MZM的存在下,库仑阻塞结的电导峰间距将随着磁通量的变化而表现出线交叉。线交叉点的位置可以区分来自普通金属的线交叉点。
2018-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana-metal transition in a disordered superconductor: percolation in a landscape of topological domain walls
该研究通过数值证据表明,无序手性p波超导体中随静电无序增强发生的马约拉纳-金属相变源于不同陈数畴边界的逾渗,并利用谱局域化构建畴壁网络得到热金属-绝缘体相图。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Absence of split pairs in the cross-correlations of a highly transparent normal metal-superconductor-normal metal electron beam splitter
利用散射理论研究了三端正常金属-超导体-正常金属(NSN)混合结构的非局域电导和电流互相关。Mélin、Benjamin和Martin [Phys.Rev.B77,094512(2008)]发现的高透明度下的正互相关不是由于交叉Andreev反射。另一方面,本地过程可以通过无反射隧穿增强,但这种机制对非本地过程和电流互相关的影响很小。因此,库珀对分裂不能通过无反射隧穿来增强。总的来说,这表明具有高度透明或有效高度透明界面的NSN结构不适合在实验上产生纠缠分裂电子对。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Elementary Andreev Processes in a Driven Superconductor-Normal Metal Contact
本文研究了电压驱动的正常金属(N)-超导体(S)接触的全计数统计。在超导能隙以下的低偏压状态下,NS接触可以被映射到纯正常接触上,尽管具有加倍的电压和计数场。因此,在这种情况下,可以通过相应地替代正常金属结果来获得输运特性。基本过程是单Andreev转移和电子和空穴类Andreev转移。考虑到洛伦兹电压脉冲,我们找到了半整数Levitons的最佳量化。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Specular-Andreev reflection and Andreev interference in an Ising superconductor junction
Graduate School of China Academy of Engineering Physics(中国工程物理研究院研究生院);Fachbereich Physik, Universität Konstanz(康斯坦茨大学物理系);Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement, Ministry of Education, Beijing Institute of Technology(教育部先进光电子量子架构与测量重点实验室,北京理工大学)
研究伊辛超导体结中镜面安德鲁效应和安德鲁干涉的机制及调控方法
2025-05-02 cond-mat.mes-hall
Quantum interference between vortex- and impurity-bound states boosts thermoelectricity
Norwegian University of Science and Technology(挪威科技大学)
本文通过晶格Bogoliubov-de Gennes方法研究涡旋或杂质束缚态重叠时的量子干涉,发现该干涉可显著增强s波和d波超导体的局域热电响应,为低温热电传感与能量转换提供新途径。
2026-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum interference in an interfacial superconductor
在复合氧化物铝酸镧(LAO)和钛酸锶(STO)之间的界面处形成的二维超导体具有几个有趣的特性,使其有别于传统的超导体。最值得注意的是,电场可以用来调整其临界温度(T $_c$),揭示了一个圆顶形的相图,让人想起高T $_c$超导体。到目前为止,氧化物界面的实验所测量的量只探测超导序参量的大小,而对它的相位不敏感。在这里,我们通过在LAO/STO接口实现第一个超导量子干涉器件(SQUID)来进行相敏测量。此外,我们开发了一种新的范例,用于创建超导电路元件,其中本地门使原位创建和控制的约瑟夫森结。这些门定义的SQUID是独特的,因为整个设备是由一个超导体与超导水库和弱连接之间的纯静电界面。我们补充我们的实验与数值模拟表明,这种界面超导体的超流密度低的结果在一个大的,栅极可控的SQUID的动力学电感。我们对强量子干涉的观察为理解氧化物界面处的超导性质开辟了一条新途径。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall
Electron and phonon Cooling in a Superconductor - Normal Metal - Superconductor Tunnel Junction
我们提出了在超导-正常金属-超导隧道结中通过电子隧穿冷却正常金属声子的证据。通过将器件的电流-电压特性与理论预测进行比较,提取了正常金属电子温度。我们使用的声子冷却的定量模型,其中包括在正常的金属和Kapitza电阻之间的基板和金属的电子-声子耦合。它给出了一个很好的适合的数据,使我们能够提取一个有效的声子温度在正常的金属。
2007-05-08 cond-mat.mes-hall
Vortex Refraction at Tilted Superconductor-Normal Metal Interfaces
Université Paris-Saclay, ENS Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学,巴黎萨克雷高等师范学院);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院)
研究揭示了超导体-正常金属界面处涡旋的折射规律,通过模拟验证了低有效质量下的涡旋捕获现象,并探讨了涡旋粘性差异对核心位移的影响。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Mesoscopic coherence effect in superconductor-metallic ferromagnet structures
方程6中的边界条件无效。
2002-05-16 cond-mat.mes-hall
Interference effects induced by Andreev bound states in a hybrid nanostructure composed by a quantum dot coupled to ferromagnetic and superconductor leads
在这项工作中,它被认为是一个纳米结构组成的量子点耦合到两个铁磁体和超导体。在广义平均场近似下,考虑邻近效应和量子点内的自旋翻转关联,研究了该系统的输运性质。结果表明,铁磁引线之间的共隧穿的零偏置透射率呈现一个下降,其高度取决于磁化的相对取向。当超导体与系统耦合时,不同自旋态之间的电子-空穴关联导致在透射率中出现的凹陷处出现共振。这样的效果是伴随着两个反共振解释的泄漏的传导通道从共隧穿的Andreev运输。在非平衡状态下,量子点内的相关性引入了对施加到铁磁引线的有限偏压的共振条件的依赖性。然而,仍然可以在电流中观察到相同干扰效应的特征。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall
Renormalization effects in spin-polarized metallic wires proximitized by a superconductor: A scattering approach
自旋极化的正常金属线耦合到超导体可以主机马约拉纳状态在其端部。这些衰变成块,并在光谱中被一个小缺口保护。先前的研究已经发现,超导体和正常金属线之间的强耦合使这种低能相的性质重新正常化。在这里,我们开发了一个半经典散射的方法来解释这些重整化效应。我们表明,重正化的传播速度在正常的电线起源于双Andreev反射过程中的超导体界面,它继续存在的情况下,在正常的金属线的邻近诱导的minigap。我们还表明,重整化效应存在的正常金属-超导体界面的任意透明度,超导体的相干长度是足够长的正常金属的厚度相比。
2018-09-21 cond-mat.mes-hall
Superconductor-metal transition in an ultrasmall Josephson junction biased by a noisy voltage source
电压源中的散粒噪声改变了超小约瑟夫森结的量子(耗散)相变特性:超导体-绝缘体转变为超导体-金属转变。在金属相中,IV曲线探测由散粒噪声产生的电压分布,而在超导相中,其探测穿过噪声结的电子的计数统计。
2006-08-23 cond-mat.mes-hall
Divergence at low bias and down-mixing of the current noise in a diffusive superconductor-normal metal-superconductor junction
我们目前的电流噪声测量在一个长的扩散超导正常金属超导结在低电压制度,其中运输可以部分地描述在相干多Andreev反射。我们发现,当电压降低时,电流噪声表现出强烈的发散性以及一个宽峰。我们把这个峰归因于交流约瑟夫森电流和结本身噪声之间的混合。我们表明,结噪声对应于一个非线性电阻4kBT=R,R V = I V和没有可调参数的热噪声。
2007-10-26 cond-mat.mes-hall
Superconducting, Insulating, and Anomalous Metallic Regimes in a Gated Two-Dimensional Semiconductor-Superconductor Array
二维超导体-绝缘体相变作为一种典型的量子相变已被广泛研究。然而,这个话题仍然存在争议,因为许多实验显示出具有饱和低温电阻的金属状态,与传统理论不符。在这里,我们探索这种转变在一个新的,高度可控的系统,半导体异质结构与外延铝,图案形成一个规则的阵列超导岛连接的可门控量子阱。跨越九个数量级的电阻,系统表现出制度的超导,金属和绝缘行为,以及签名的磁通量可伸缩性和涡流渗透。面内磁场消除了金属状态,恢复了直接的超导体-绝缘体转变,并提高了标度,同时强烈改变标度指数。
2017-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal metal-insulator transition in a helical topological superconductor
具有时间反演对称性的二维超导体具有Z_2拓扑不变量,它可以区分有无螺旋Majorana边态的相。我们研究了DIII类网络模型中的拓扑相变,并表明它与螺旋超导体热导的金属-绝缘体转变有关。局域化长度发散的临界指数约为2.0,约两倍的手征超导体中的已知值的过渡。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall
Supercurrents through gated superconductor-normal-metal-superconductor contacts: the Josephson-transistor
我们分析了通过窄弹道超导体-正常金属-超导体约瑟夫森接触的输运,在超导体-正常金属界面处具有非理想传输,例如,由于绝缘层、有效质量阶跃或带失配(SIN界面)。通过在SIN界面处的Andreev反射和正常反射的组合来确定正常导线中的电子光谱。在SIN界面的强正常散射引入电子和空穴的共振在正常区域中出现在准粒子谱。这些共振有很强的影响,我们发现由最低准粒子水平确定的临界超电流$I_c$:调整潜在的$μ_{x0}$的电子和空穴类共振交叉点,我们发现在$I_{\rm c}$尖锐的峰值,导致在一个transitor效应。我们比较了这种谐振约瑟夫森晶体管(RJT)的超导单电子晶体管(SSET)的性能。
2001-01-16 cond-mat.mes-hall
Multiple Andreev Reflection and Giant Excess Noise in Diffusive Superconductor/Normal-Metal/Superconductor Junctions
我们研究了超导体/正常金属/超导体(SNS)结组成的短Au或Cu线之间的Nb或Al银行。基于Nb的结显示由NS边界的高热阻引起的固有电子加热效应。铝基结显示在另外的次谐波间隙结构的微分电导dI/dV和一个明显的峰值在过量的噪声在非常低的电压V。我们认为,噪声峰是由超导银行之间的约瑟夫森耦合的发病时的超导电流的波动。在超导电流被抑制的中间温度下,噪声贡献约为1/V,这可以被解释为源自大的多个电荷的散粒噪声。
2000-02-24 cond-mat.mes-hall
Andreev scattering and cotunneling between two superconductor-normal metal interfaces : the dirty limit
交叉Andreev反射和共隧穿发生在两个相邻的超导体-正常金属或超导-铁磁体界面之间。以前的工作假设一个干净的BCS超导体。本文将相应的交叉电导项的计算推广到脏超导体。该效应的范围被示出为相干长度$\tildeξ = \sqrt{\hbar D/Δ}$,而不是BCS相干长度$ξ_0$。此外,在三维中,代数前因子的尺度为$1/r$而不是$1/r^2$。计算涉及准粒子在超导能隙以下、正常通道和反常通道中的虚扩散几率。
2003-10-13 cond-mat.mes-hall
Normal reflection at superconductor - normal metal interfaces due to Fermi surface mismatch
由于电介质势垒或费米表面的不同性质,电子可以在两种金属之间的界面处反射。当其中一种金属是超导体时,Andreev反射允许直接测量正常反射。本文研究了非磁性正常金属与超导Nb(Tc = 9.2K)和Al(Tc = 1.2K)界面的正反射。对于特定金属组合的多个接触,界面势垒Z的相对强度的值的分布示出了可归因于费米表面失配的明确限定的峰。我们的反射系数一般小于理论预测或来自正常超导双层的邻近效应研究。
2011-09-23 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
Influence of a single defect on the conductance of a tunnel point contact between a normal metal and a superconductor
本文从理论上研究了隧道极限下正常超导点接触的电导,分析了准粒子与点状缺陷散射引起的量子干涉效应。对于位于正常金属或超导体中的缺陷,得到电导对缺陷位置的振荡依赖性的解析表达式。研究发现,当外加偏压接近超导体的带隙能时,振荡的幅度显著增大。还得到了缺陷存在时表面附近的序参量的空间分布。
2008-07-02 cond-mat.mes-hall
Transport and noise properties of a normal metal-superconductor-normal metal junction with mixed singlet and chiral triplet pairings
研究了具有混合单重态和手征三重态对的正常金属-超导体-正常金属(NSN)结的输运和零频散粒噪声散粒噪声特性。我们表明,在subgapped制度时的手征三重态配对振幅占主导地位的单线态,共振现象出现在零能量,所有的量子力学散射概率获得的值为0.25。在共振处,通过这种结介导的交叉Andreev反射获得零能量峰。这也反映为电导中的零能量峰,这取决于掺杂浓度。我们还调查了这个系统的散粒噪声,并表明,散粒噪声互相关是负的亚能隙制度时,三重态配对占主导地位的单重态。后者是在形成鲜明对比的积极散粒噪声时得到的单重配对是占主导地位的。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall