Nonmonotonic temperature dependence of critical current in diffusive d-wave junctions
研究了D/I/DN/I/D结中的约瑟夫森效应,其中I、DN和D分别代表绝缘体、扩散正常金属和d波超导体,基于准经典格林函数理论,在非常规超导结的一般边界条件下计算了约瑟夫森电流.与s波结相反,约瑟夫森电流和正常态电阻的乘积通过使界面势垒更强而增强。由于邻近效应和中间带隙Andreev共振态之间的竞争,约瑟夫森电流具有非单调的温度依赖性。
2006-05-15 cond-mat.supr-con
On the theory of Josephson effect in a diffusive tunnel junction
本文在一维几何条件下研究了扩散超导体间约瑟夫森隧道结平衡载流态的特性。结果发现,约瑟夫森电流诱导的电子激发在隧道势垒附近,这是一个连续的模拟在弹道结中的Andreev水平的本地化状态。相应的“势阱”的深度远大于Andreev能级和连续能谱边界之间的间隔,对于相同的势垒transmittance。在弹道结中,约瑟夫森电流完全通过局域激发传输,与此相反,扩散结中的电流贡献来自能隙边界附近的整个光谱区域,其中态密度与其未扰动值有很大不同。计算了势垒跃迁的二阶约瑟夫森电流的修正,发现扩散结微扰理论的真正展开参数不是隧穿几率$Γ$本身,而是一个大得多的参数$W = (3ξ_0/4l)Γ$ .
1999-03-23 cond-mat.supr-con
Subgap current in superconducting tunnel junctions with diffusive electrodes
本文计算了带有薄膜扩散引线的平面超导隧道结中的亚带电流。研究发现,隧道电流的亚谐波间隙结构与有效隧道透明度成比例,该有效隧道透明度可能超过结透明度两个数量级,具体取决于结的几何形状以及相干长度与弹性散射长度之间的比率。这些结果提供了另一种解释的subgap电流在隧穿实验中往往归因于绝缘层的不完善的异常高的值。我们还讨论了准粒子的有限寿命的效果作为额外的增强多粒子隧道电流的可能来源。
2006-06-22 cond-mat.supr-con
Proximity Effect and Multiple Andreev Reflections in Diffusive SNS Junctions
本文提出了扩散超导体-正常金属-超导体结的电流-电压特性理论。通过求解与时间相关的Usadel方程,我们能够描述任意长度的正常导线的相位相干输运。我们展示了邻近效应和多个Andreev反射之间的相互作用如何产生一个丰富的子间隙结构的电导和它是如何揭示在非平衡分布函数。
2005-07-11 cond-mat.supr-con
Scattering of quasiparticle of spin-triplet pairs in diffusive superconductor-ferromagnetic nanowire-superconductor junction
我们分析了超导/铁磁体纳米结构的邻近效应,指出自旋三重态对的准粒子被局域磁矩散射,导致在超导体的超导转变温度以下出现大的电阻峰。随着磁场的增加,电阻峰的温度和幅度都降低,这与[Nature Phys.6,389(2010)]中报道的实验结果非常一致。
2011-03-11 cond-mat.supr-con
Anomalous current in diffusive ferromagnetic Josephson junctions
我们证明了在扩散超导体/铁磁体/超导体(S/F/S)结中,即使在S电极之间的相位差为零时,也可以流动有限的{ \it反常}约瑟夫森电流.观察这种效应的条件是超导电流的磁化强度分布不共面和磁化强度反转对称性破缺。后一种对称性是广泛使用的准经典近似的固有特性,并阻止以前的工作,基于这种近似,从获得约瑟夫森反常电流。我们表明,这种对称性可以通过引入自旋相关的边界条件的准经典方程在超导/铁磁界面扩散系统。使用这个配方,我们认为通用的多层磁系统,并确定理想的实验条件,以最大限度地提高异常电流。
2017-02-10 cond-mat.supr-con
Resonant peak in the density of states in the normal metal / diffusive ferromagnet / superconductor junctions
通过求解Usadel方程,研究了正常金属/绝缘体/扩散铁磁体/绝缘体/s波超导体(N/I/DF/I/S)结态密度零能峰的形成条件.的DOS的DF计算在各种制度的电阻,无源能量和交换场的DF的不同幅度,以及各种电阻的绝缘屏障。对于弱邻近效应(DF/S界面电阻大)和强邻近效应(DF/S界面电阻小)的情况,给出了DOS峰值出现的条件。
2005-10-25 cond-mat.supr-con
Theory of Josephson effect in chiral p-wave superconductor / diffusive normal metal / chiral p-wave superconductor junctions
利用准经典格林函数方法,在适当的边界条件下,研究了手征p波超导体/扩散正常金属(DN)/手征p波超导体(CP/DN/CP)结的约瑟夫森效应.超导序参量的px+ ipy波对称性被认为是在Sr_2RuO_4中的配对状态。结果表明,在DN中产生的库珀对具有奇频自旋三重态s波对称性,其中库珀对振幅是松原频率的奇函数。尽管库珀对具有特殊的对称性,但约瑟夫森电流的行为是相当传统的。我们发现电流相位关系几乎是正弦的,约瑟夫森电流正比于exp(-L/xi),其中xi是DN中库珀对的相干长度,L是DN的长度。计算了CP /扩散铁磁金属(DF)/ CP结之间的约瑟夫森电流。它示出了0-π过渡可以实现类似于传统的s波结的情况下,通过改变温度或结长L。这些结果对研究Sr_2RuO_4的超导态具有指导意义。
2006-11-13 cond-mat.supr-con
Circuit theory of multiple Andreev reflections in diffusive SNS junctions: the incoherent case
研究了长扩散SNS结在外加电压大于无反射能量时的多重Andreev反射(MAR)非相干态。本文利用等效电网络的电路理论,将非相干MAR看作能量空间中的输运问题。通过NS接口的电流被解释在通过隧道和Andreev电阻器的电子和空穴的扩散流动方面。这些电阻在扩散结中的作用类似于弹道结的OTBK理论中的正常和Andreev反射系数。该理论被应用到分谐波间隙结构(SGS)的分布函数和电流谱密度的电阻和透明NS接口的极限情况下,得到简单的分析结果。在一般情况下,精确的解决方案中找到的链分数,和电流的数值计算。SGS表现出定性不同的行为为偶数和奇数次谐波数,和微分电阻的最大斜率对应的间隙次谐波。分析了非弹性散射对微分电阻子隙异常的影响。
2000-08-17 cond-mat.supr-con
Subgap anomaly and above-energy-gap structure in chains of diffusive SNS junctions
本文介绍了在超导PtSi薄膜的基础上制备的超导-正常收缩-超导(SNS)结的低温输运测量结果。对由3个和20个串联的SNS结组成的链和单个SNS结的性质的比较研究揭示了系统的电流-电压特性的行为的本质区别:(i)随着SNS结的数量增加,在零偏压下观察到的过量电导率的有效抑制电压逐渐减小,(ii)在高于超导能隙的直流偏置电压下,对应于2Δ/e的几倍,dV/dI-V依赖关系上存在丰富的精细结构。本文提出了一个基于超导岛连接正常金属电极时电子通过库珀对断裂的能量弛豫来解释这种能隙以上结构的模型。
2002-02-26 cond-mat.supr-con
Current noise in long diffusive SNS junctions in the incoherent MAR regime
计算了具有低阻界面的长扩散SNS结在零频率下的电流波动谱密度。在低温下,T << Delta,子带散粒噪声接近线性电压依赖关系,S=(2/ 3R)(eV + 2Delta),它是正常导体的散粒噪声和与电压无关的过量噪声之和。这个结果也可以解释为非相干多次Andreev反射(MAR)转移的有效电荷q = e(1+2Delta/eV)的1/3抑制泊松噪声。在较高的温度下,电流噪声的异常发展在间隙次谐波,eV = 2Delta/n。从MAR制度的热电子制度的交叉进行了分析,在小的施加电压的限制。
2001-01-16 cond-mat.supr-con
Linear AC Response of Diffusive SNS Junctions
研究了超导体-正常金属-超导体(SNS)结的交流导纳随超导体间序参量相位差变化的行为。我们发现三个特征的制度,定义通过比较驱动频率$ω$的非弹性散射率$Γ$和无功能量$E_T$的交界处(通常$\hbarΓ\ll E_T$)。只有在第一种状态$ω\ll Γ$中,通常的动力学电感图才成立。我们表明,交流导纳可以用来直接访问的SNS结的一些特征量,特别是相位相关的能量minigap和典型的相位相关的非弹性散射率。我们的结果部分解释了最近测量的SNS超导量子干涉器件(SQUID)的线性响应特性,并预测了一些新的效果。
2010-12-20 cond-mat.supr-con
High resolution measurements of the switching current in a Josephson tunnel junction: Thermal activation and macroscopic quantum tunneling
本文提出了一种利用定时技术高分辨率测量电流偏置约瑟夫森隧道结开关电流分布的方法。测量设置被实施为使得数字控制和读出电子器件与附接到样品的模拟偏置电子器件光学解耦。我们已经成功地用这种技术测量了小约瑟夫森隧道结中相的热激活和宏观量子隧穿,具有很高的实验分辨率。这种技术可以用来表征电流偏置约瑟夫森隧道结的应用在量子信息处理。
2002-04-24 cond-mat.supr-con
Scattering theory of superconductive tunneling in quantum junctions
我们提出了一个在Bogoliubov-de Gennes量子力学的散射公式内的单模结中隧穿的一致性理论。考虑了直流约瑟夫森效应和直流准粒子输运。弹性准粒子散射结确定平衡约瑟夫森电流。我们讨论了隧道结中Andreev束缚态的起源及其在平衡Josephson输运中的作用。相反,准粒子隧穿电压偏置结是由非弹性散射。导出了非弹性散射振幅的一般表达式,计算了各种电压下的准粒子电流,着重讨论了亚带隙隧道电流的性质和亚谐波带隙结构的本质。
1996-10-11 cond-mat.supr-con
MgB2 tunnel junctions with native or thermal oxide barriers
MgB 2隧道结(MgB 2/势垒/MgB 2)的制作使用的原生氧化物生长在底部的MgB 2膜作为隧道势垒。因此,即使在约1 mm 2的结面积上,这种屏障也能在300 oC下经受住第二电极的沉积。这种结的研究,以及那些类型的MgB 2/原生或热氧化物/金属(铅,金,或银)表明,隧道势垒生长在MgB 2上表现出宽范围的势垒高度和宽度。
2006-04-09 cond-mat.supr-con
Andreev Reflections in Micrometer-Scale Normal-Insulator-Superconductor Tunnel Junctions
了解正常绝缘体超导(NIS)隧道结的亚能隙行为是很重要的,以便能够准确地模拟结的热特性。Hekking和Nazarov发展了一种理论,在该理论中,薄膜结构中的NIS亚隙电流可以通过多次Andreev反射来建模。在他们的理论中,Andreev反射引起的电流取决于结面积和结电阻面积的乘积。我们已经测量了电流由于Andreev反射在NIS隧道结的各种结尺寸和结电阻面积的产品,发现多重反射理论是与我们的数据。
2011-10-21 cond-mat.supr-con
Superconducting Phase Transistor in Diffusive Four-terminal Ferromagnetic Josephson Junctions
本文研究了弱邻近极限下四超导终端的扩散磁约瑟夫森结,其中导线呈十字形排列。采用线性化的Keldysh-Usadel技术,基于准经典理论,利用傅里叶级数方法,解析地得到了反常格林函数和约瑟夫森电流。通过将交换场设置为零,导出的结果可以减少到非磁性结。我们发现,磁垒厚度的增量可能会导致流向某些引线的超导电流方向发生逆转,而电流方向在其他引线处保持不变。通过调节垂直超导相位可以改变反转方向。在无磁情况下,我们发现通过改变垂直方向上的超导相位差,可以调谐在一个方向上的引线之间流动的超电流。这些研究结果表明,构建一个纳米级的超导相位晶体管的核心元件由建议的四端约瑟夫森结丰富的开关方面的可能性。
2012-04-11 cond-mat.supr-con
Influence of magnetic impurities on charge transport in diffusive-normal-metal / superconductor junctions
本文在具有广义边界条件的准经典Usadel方程的框架下,研究了扩散正常金属(DN)/绝缘体/ $s$ -和$% d $ -波超导结中的电荷输运.考虑了$s$和d波超导电极的情况。结电导计算作为偏置电压的函数的DN金属的各种参数:电阻率,无磁能量,磁性杂质散射率和DN和超导体之间的绝缘屏障的透明度。结果表明,邻近效应被抑制的磁性杂质散射在DN的势垒透明度的任何值。在低透明s波结中,这导致归一化零偏置电导的抑制。与此相反,在高透明结的零偏置电导增强磁性杂质散射。这种效应的物理起源进行了讨论。对于d波结,研究了超导体的晶轴与界面法线之间的取向差角$α$的依赖关系。零偏压电导峰仅在低透明结中被磁性杂质散射抑制。在其他情况下的d-波结的电导不依赖于磁性杂质散射由于强烈抑制的邻近效应的midgap Andreev共振态。
2004-11-30 cond-mat.supr-con
Parity-sensitive measurements based on ferromagnet/superconductor tunneling junctions
提出了一种基于隧道谱的非常规超导体宇称鉴别方法。对于计算模型,我们采用了铁磁/超导(F/S)结的隧道电流是自旋极化。只有当超导体具有奇宇称时,隧穿电导谱才对铁磁体的磁化轴方向十分敏感。因此,有可能通过测量F/S结中的隧穿谱来区分超导体的宇称。
2001-06-15 cond-mat.supr-con
Multiple junction biasing of superconducting tunnel junction detectors
本文提出了一种新的基于超导隧道结的单光子探测器偏置方案。它取代了一个单一的检测器结与三个结的电路,并实现偏置的检测器结在亚间隙电流,而无需使用外部磁场。偏置发生通过三个结的非线性相互作用,我们通过数值模拟证明。这种非线性状态是数值稳定的外部波动,并与高保真度的光子感应电流的电读出兼容。外部磁场的消除潜在地增加了这些类型的光子探测器的能力,并且减轻了在制造大型探测器阵列中所涉及的约束。
2004-10-04 cond-mat.supr-con
Are pinholes the cause of excess current in superconducting tunnel junctions? A study of Andreev current in highly resistive junctions
在高阻超导隧道结中,通常会观察到过量的亚带隙电流,这通常归因于隧道势垒中的微观“针孔”。研究了超导体-绝缘体-超导体(SIS)和超导体-绝缘体-正常金属(SIN)结中的亚带电流。在Al/AlOx/Al结中,我们观察到从SIS到SIN制度的过渡后电流降低了2个数量级,然后与理论相匹配。在Al/AlOx/Cu结中,我们还观察到具有均匀势垒的结中的相干扩散Andreev输运的一般特征。我们使用准经典Keldysh-Green函数理论来量化单粒子和双粒子隧穿,并在透明度上找到了超过2个数量级的良好一致性。我们认为,我们的观察排除了针孔的起源过剩电流。
2011-02-22 cond-mat.supr-con
Theory of thermal and charge transport in diffusive normal metal / superconductor junctions
本文研究了扩散正常金属(DN)/绝缘体/ $s$ -、$d$ -和p波超导结中的热输运和电荷输运。通过改变电阻的大小、DN中的无功能和磁散射率、绝缘势垒的透明度、界面法线与d波超导体晶轴之间的夹角或界面法线与p波对势波瓣方向之间的夹角,计算了结的热导率、电导率和洛仑兹比.导出了计算导热系数的新的一般表达式。结果表明,邻近效应不影响热导,而中间间隙Andreev共振态抑制它。我们还讨论了区分配对对称性的基础上的依赖性的电导和热导对温度的可能性。
2005-10-01 cond-mat.supr-con
Self-consistent evaluation of proximity and inverse proximity effects with pair-breaking in diffusive SN junctions
本文通过Usadel方程自洽计算扩散性SN结中自旋翻转对破缺对态密度和零偏置电导的影响,并与4Hb-TaS2实验观测的指数上升行为进行对比。
2024-05-24 cond-mat.supr-con
The Critical Current of Point Symmetric Josephson Tunnel Junctions
约瑟夫森隧道结的物理性质很大程度上取决于它们的几何构型。结的形状决定了其约瑟夫森电流的磁场依赖性的具体形式。在这里,我们解决的特殊形状的平面约瑟夫森隧道结在任意取向的面内磁场的存在下的磁衍射图案。我们专注于一个广泛的合奏结的形状是不变的点反射下。我们分析了这类等距的含义,并导出了形状为两个点对称平面图形的并集或相对补的结的阈值曲线。
2016-06-08 cond-mat.supr-con
Multiple Andreev reflections and enhanced shot noise in diffusive SNS junctions
我们研究了介观正常区域内隧道势垒的扩散电压偏置SNS结的直流电导和电流波动。我们发现,在亚能隙电压eV<2Delta/n时,与n个Andreev反射链相关的电流通过由扩散导体连接的n+1个电压偏置势垒结构映射到准粒子流上。结果表明,尽管存在复杂的多粒子输运过程,但长SNINS结构的电流-电压特性仍遵循欧姆定律。同时,亚能隙电子的非平衡加热产生巨大的散粒噪声,具有明显的亚谐波能隙结构,对应于有效转移电荷的逐步增长。在eV \to 0处,散粒噪声接近有效温度T^*=Delta/3时的Johnson-Nyquist噪声的大小,有效电荷随(e/3)(1 + 2Delta/eV)增加,具有普遍的“三分之一抑制”因子。我们分析了非弹性散射的作用,并提出了一个强非平衡判据。
1999-05-17 cond-mat.supr-con
Tunneling conductance of graphene NIS junctions
我们表明,在传统的正常的金属-绝缘体-超导体(NIS)结相比,在石墨烯中的NIS结的隧穿电导是一个振荡的功能的绝缘区域的有效势垒强度,在一个薄的障碍的限制。这些振荡的振幅是最大的正常和超导区域的费米面对齐和消失的大费米面失配。零偏压隧穿电导,在其对应的传统NIS结形成鲜明对比,成为最大的有限的势垒强度。我们还建议实验来测试这些预测。
2006-11-24 cond-mat.supr-con
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
Smearing origin of zero-bias conductance peak in Ag-SiO-Bi-2212 planar tunnel junctions: influence of diffusive normal metal verified with the circuit theory
通过对d波配对对称性的电路理论分析,提出了一种新的消除高温超导隧道结零偏压电导峰(ZBCP)起源的方法.近年来,电路理论从传统超导体发展到非传统超导体。ZBCP经常出现在这个理论的线形中,其中总电阻是通过考虑d波超导体和扩散正常金属(DN)之间在结界面处的效应来构造的,包括中间带隙Andreev共振态(MARS),相干Andreev反射(CAR)和邻近效应。因此,我们利用d波超导体电路理论的简化公式,分析了Ag-SiO-Bi-2212平面隧道结{110}取向ZBCP的实验谱。拟合结果表明,无论是不考虑Dynes展宽因子,还是只考虑MARS和DN电阻,ZBCP的光谱特性都能用电路理论得到很好的解释。因此,ZBCP的行为被理解为与最近的研究电路理论扩展到包含d波超导隧道结的系统是一致的。
2007-01-04 cond-mat.supr-con
Multi-photon transitions between energy levels in a current-biased Josephson tunnel junction
在低温下,对小电流偏置约瑟夫森隧道结在弱微波辐射下从零电压态的逃逸进行了实验研究。的结开关电流分布的测量表明的宏观量子隧穿的相位以下的交叉温度$T^{\star} \approx 280 \rm{mK}$。在低于$T^{\star}$的温度下,我们观察到单光子和\emph{multi-photon}之间的结能级的过渡,通过施加微波辐射的频率范围之间的$10 \rm{GHz}$和$38 \rm{GHz}$的结。这些观察结果反映了只包含少量能级的结势的非谐性。
2002-06-13 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium and relaxation effects in tunnel superconducting junctions
具有薄膜扩散板和足够长的引线的平面隧道结的特定性质是与隧道势垒的裸透明性相比其透射系数的本质增强[1,2]。在电压偏置的结,这创造了有利的条件,强非平衡的准粒子在结板和铅,产生的多粒子隧道。我们从理论上研究了这种结中的非平衡和弛豫过程之间的相互作用,发现引线中的非平衡显著地改变了$eV > 2Δ$的电流-电压特性,特别是过量电流,而强扩散弛豫恢复了经典隧道模型的结果。在$eV \leq 2Δ$,扩散弛豫降低了多粒子电流的峰值。连接板中的非弹性弛豫基本上抑制了$n$ -粒子电流($n>2$),对于奇数,抑制因子为$n$,对于偶数,抑制因子为$n$,抑制因子为$n/2$。这一结果对解决约瑟夫森结超导量子比特的退相干问题具有重要意义。
2016-12-03 cond-mat.supr-con
Planar Josephson Tunnel Junctions in a Transverse Magnetic Field
传统上,自从1962年约瑟夫森效应被发现以来,平面约瑟夫森隧道结的磁衍射图案一直是用在结平面内施加的场来记录的。在这里,我们讨论了静态结在横向磁场中的性质,其中由结的几何形状和配置的电极施加的退磁效果是重要的。测量了不同几何形状、尺寸和临界电流密度的铌基高质量平面结的临界电流与磁场的关系,结果表明,在实际应用中,采用横向磁场比面内场更有利于抑制约瑟夫森隧道电流和费斯克共振。
2007-11-15 cond-mat.supr-con
Multiple Andreev reflections in diffusive SINIS and SIFIS junctions
本文研究了具有低透明界面的长扩散超导体(S)-正常金属(N)-超导体结中的多重Andreev反射。假设在弱连接强热化,我们计算的电流-电压依赖性$I(V)$。在中间温度下,$E_\mathrm{Th}\ll T\llΔ$,电流主要由非相干的多个Andreev反射,并获得解析。结果被推广到铁磁结。我们发现,交换场产生了一个非平凡的分裂的次谐波间隙结构。这种效应依赖于热化,并且在SFS结中消失,而薄弱环节中没有能量弛豫。
2022-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent low-energy charge transport in a diffusive S-N-S junction
研究了具有高透明Nb-Cu界面的扩散介观Nb-Cu-Nb约瑟夫森结的电流-电压特性。我们考虑低压和高温状态eV<ε_{c}< k_{B} T,其中epsilon_{c}是Thouless能量。在微波辐射下观察到的过剩电流和次谐波夏皮罗台阶表明发生了低能相干多重Andreev反射(MAR)。
2001-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting phases and the second Josephson harmonic in tunnel junctions between diffusive superconductors
我们考虑了通过绝缘隧道界面(I)的扩散超导体(S)之间的平面SIS型约瑟夫森结。我们构造了关于界面电导的完全自洽微扰理论。结果,我们找到了对第一次约瑟夫森谐波的修正,并计算了第二次约瑟夫森谐波。在任意温度下,我们修正了以前用解的简化形式得到的约瑟夫森隧道结中非正弦电流-相位关系的结果。我们的微扰理论还描述了序参量和反常格林函数的相位之间的差异。
2021-09-13 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
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
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
Magnetic Interference Patterns and Vortices in Diffusive SNS junctions
从理论上研究了在垂直磁场作用下扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结的电子性质和输运性质。当正常导线的宽度小于磁长H = \sqrt{Φ_0/H}时,临界电流的场依赖性从宽结中的夫琅和费模式过渡到单调衰减,其中H为磁场,Φ 0为磁通量子.我们证明了这种行为是磁涡旋结构出现在正常区域的直接后果,并预测这种结构是如何表现在局域态密度。
2007-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应,揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律,为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Energy dependent counting statistics in diffusive superconducting tunnel junctions
本文研究了扩散正常绝缘正常绝缘超导结中满电荷计数统计的能量依赖性。据发现,在一般情况下,通过相关的电子对转移的电流传输。只有在强非对称隧道势垒或能量远大于无势垒能量的情况下,电子对转移才是不相关的。第二个累积量,噪声,被发现强烈依赖于所施加的电压和温度。对于由隧道势垒到正常储层的结电阻,差分散粒噪声在无源能量的量级的电压处示出双峰特征,这是系综平均电子-空穴共振的特征。
2002-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Microwave-Assisted Supercurrent in Diffusive SNS Junctions
在温度远低于电极的临界温度时,在超导体-正常金属-超导体(SNS)结中观察到非常大的微波增强临界电流,三十多年来一直没有令人满意的理论解释。在这里,我们提出了一个理论的超导扩散SNS结微波辐射下的准经典格林函数形式主义的基础上。我们表明,临界电流的增强是由于电磁场诱导的正常导线中的准粒子的能量重新分配。该理论提供了在很宽的温度,频率和辐射功率范围内的预测,无论是临界电流和电流相位关系。
2010-01-28 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
Generation of polarized spin-triplet Cooper pairings by magnetic barriers in superconducting junctions
本文研究含 Rashba 铁磁或非共线磁层的超导结,揭示磁区自旋翻转散射诱导等自旋三重态奇频 Cooper 配对,并在正常金属态密度中形成零能峰。
2023-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin injection and magnetoresistance in ferromagnet/superconductor/ferromagnet tunnel junctions
本文从理论上研究了铁磁/超导/铁磁双势垒隧道结中的自旋相关输运。自旋极化隧穿电流导致超导体中的自旋不平衡。由此产生的非平衡自旋密度抑制的超导电性与隧道电流的增加。我们重点研究了双隧道结中的非对称性对自旋注入的影响,其中隧道结的势垒高度和铁磁体的自旋极化不同,并讨论了非对称结中超导性是如何被抑制的。我们的研究结果解释了最近的实验结果的临界电流抑制高$T_c$ SC的自旋注入。
1999-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pseudo-diffusive conduction at the Dirac point of a normal-superconductor junction in graphene
已知连接两个正常金属触点的石墨烯弹道带(宽度W>>长度L)在电荷中性的狄拉克点处具有4 e ^{2}/pi h的最小电导率。我们计算如果两个接触中的一个变成超导体会发生什么。当在正常超导体(NS)界面处的Andreev反射增加远离狄拉克点的弹道电导时,我们发现最小电导率保持不变。这被解释为狄拉克点处伪扩散传导的表现。作为对弹道系统结果的推广,我们给出了石墨烯中任意无序正常超导结的电导GNS与两个接触都处于正常状态时电导值G N之间的关系。
2006-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density of states and supercurrent in diffusive SNS junctions: role of nonideal interfaces and spin-flip scattering
本文对扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结中的态密度和超导电流进行了理论研究。特别是,我们研究了这两个平衡性质的任意透明度的SN接口和自旋翻转散射的存在下,在正常的电线的影响。我们表明,存在于光谱中的扩散线的微型间隙是非常敏感的接口传输。更重要的是,我们表明,在任意的透明度的minigap取代的无源能源作为相关的能源规模的邻近效应,例如确定的临界电流的温度依赖性。我们还详细研究了如何抑制临界电流的自旋翻转散射,这可能是由于磁性杂质,或在某些情况下,外部磁场的影响。我们的分析基于准经典理论的扩散超导体可以是非常有价值的实验和理论之间的定量比较。
2007-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The energy resolution function of a tunnel junction
在扫描隧道显微镜中,探针与样品之间的隧道结是通过微分电导测量样品局域态密度的理想平台。我们表明,可以获得的能量分辨率主要是有限的电磁相互作用的隧道电子与周围的环境阻抗,以及电容噪声的结。调整对环境阻抗的灵敏度的参数是隧道结的电容。结电容越高,隧道结对环境越不敏感,从而导致更好的能量分辨率。在P(E)理论中对这种效应进行建模,P(E)函数描述了隧穿电子与环境交换能量的概率,并且可以被视为隧道结的分辨率函数。我们实验证明这种效果在扫描隧道显微镜与超导铝尖和超导铝样品在基础温度为15 mK,它是最明显的。
2015-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Width of the $0-π$ phase transition in diffusive magnetic Josephson junctions
本文研究了通过具有复杂结构的扩散磁结(F $_{c}$)连接的两个超导体(S)之间的约瑟夫森电流。利用量子线路理论,我们得到了F $_{c}$为IFI(insulator-ferromagnetic-insulator)双势垒结或IFNFI结构(其中N表示正常金属层)时0和$π$约瑟夫森耦合的相图。相比一个简单的SFS结构,我们发现,过渡的宽度,定义的间隔交换字段中的$0-π$过渡是可能的,增加了绝缘障碍的接口,也由额外的N层的存在。对称F $_{c}$结构的跃迁最宽。对称的SIFNFIS是探测温度诱导的$0-π$跃迁的最佳条件,其相对宽度是相应的简单SFS结构的5倍.
2008-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic transition in the shot noise of diffusive S/N/S junctions
实验研究了超导体/正常金属/超导体扩散结中的电流噪声,其长度介于超导相干长度xi_Delta和正常金属的相位相干长度L_Phi之间(xi_Delta < L < L_Phi)。我们测量了散粒噪声在一个大的范围内的能量覆盖的制度的相干和非相干的多个Andreev反射。这两个制度之间的过渡发生在无干扰的能量,在电流噪声密度的一个显着的最小值被观察到。以上的无干扰的能量,在制度的非相干的多个Andreev反射,噪声是强烈增强相比,一个正常的结,并与偏置电压线性增长。半经典理论准确地描述了实验结果,当考虑到电阻的电压依赖性,反映了邻近效应。在Thouless能量以下,散粒噪声随着电压的降低而发散,这可能表明多个电荷的相干转移。
2004-09-28 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
Nonsinusoidal current-phase relations and the $0-π$ transition in diffusive ferromagnetic Josephson junctions
本文研究了两个超导体间扩散铁磁接触中界面透明性对约瑟夫森电流的影响。与完全透明和低透明度界面的情况相反,对于有限透明度,电流-相位关系被证明是非正弦的。它表明,即使是几乎完全透明的接口,由于弱界面障碍的小修正有助于一个小的二次谐波分量的电流相位关系。对于铁磁接触和交换场的一定厚度,这可以导致在结的0和$π$状态之间的交叉处的微小的最小超电流。我们的理论与最近在相变温度下观察到的有限超电流的实验结果符合得很好。我们进一步解释的可能性,观察到一个大的剩余超导如果接口有一个中间的透明度。
2006-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning the the fundamental periodicity of the current-phase relation in multiterminal diffusive Josephson junctions
本文提出一种具有4个超导触点的多端扩散SNS约瑟夫森结,其电流-相位关系表现为2$π$和4$π$周期分量的叠加,且相对强度可由另外两触点间的相位差调控,为定制超导量子电路的哈密顿量提供了潜在应用。
2025-09-04 cond-mat.supr-con quant-ph
Dissipative charge transport in diffusive superconducting double-barrier junctions
本文解决了相干多次Andreev反射(MAR)问题,计算了Josephson SINIS结的电流-电压特性(IVC),其中S是局域平衡超导库,I是隧道势垒,N是一条长度远小于相干长度的短扩散正常线,其电阻远小于隧道势垒的电阻。这种结中的电荷输运机制定性地取决于停留时间τ d内累积的电子和回射空穴之间的相对相移的特征值γ= Δτ d。在小的电子-空穴退相γ<< 1的极限下,我们的解恢复了扩展到MAR区域的短介观连接子的已知公式。在大失相时,IVC中的次谐波能隙结构与1/ γ成比例,因此其起到有效隧穿参数的作用。在此极限下,偶间隙次谐波被共振增强,并且IVC表现出具有负微分电阻的部分。
2011-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of interface transmissivity and inelastic scattering on the electronic entropy and specific heat of diffusive SNS Josephson junctions
从理论上研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结中的电子熵和比热。特别是,我们认为在实际实验中发生的非理想性的影响,如在NS接口,自旋翻转和非弹性散射在N区域和准粒子亚带隙状态的超导体中的势垒的存在。我们发现,自旋翻转和非弹性散射没有,典型的参数值,一个大的影响。相反,势垒的存在抑制了N区的超导关联,其结果是熵和比热最终降低到不透明界面不存在超导性时的熵和比热。最后,我们建议一个实验,并检查它是可能的,在现实条件下,测量电子比热的超导体之间的相位差的依赖关系。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con