Subgap noise of a superconductor-normal-metal tunnel interface
通过正常金属-绝缘体-超导体(NIS)隧道结的子带电导率受到杂质散射电子波干扰的强烈影响。在本文中,我们研究了同样的现象如何影响低频电流噪声,$S$,电压$V$和温度$T$远小于超导能隙。如果正常金属处于平衡状态,我们发现简单的关系式$S(V,T) = 4e {\rm coth} (eV/T) I(V,T) $甚至对非线性$I$ - $V$特性也相当普遍地成立。只有当正常金属失去平衡时,噪声和电流才变得独立。它们的比率,即Fano因子,取决于布局的细节。
2004-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subharmonic Gap Structure in Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Junctions
本文讨论了低透明磁量子点接触中,自旋向上($D_\uparrow$)和自旋向下($D_\downarrow$)电子隧穿几率不同的情况下,亚带电流的行为.由于系统中Andreev束缚态$\pm ε_0$的存在,子能隙电流阶跃$eV_n = (Δ\pm ε_0)/n$的位置在温度$T \neq 0$处相对于计算结果$eV_n=2Δ/n$分裂。发现在$D_\uparrow \neq D_\downarrow$条件下,自旋电流也表现出亚能隙结构,但仅限于$n$为奇数时.解析地计算了$n=1,2$在子隙电流和自旋电流中的分裂步骤,并定性地描述了以下步骤。
2006-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap transport in ferromagnet-superconductor junctions due to magnon-assisted Andreev reflection
我们提出了一个新的磁振子辅助Andreev反射过程在铁磁金属-超导体界面,它包括同时注入的库珀对从超导体和磁振子内的铁磁体的发射。在低温下,这个过程代表了一个额外的通道,用于穿过FS界面的子带隙传输,这解除了对电流的限制,所述电流是由于必须将铁磁体中的自旋极化电流与超导体中的无自旋电流相匹配而产生的。对于任意极化度的超导体和铁磁体之间的结,非弹性磁振子辅助的Andreev反射过程将表现为对$I(V)$特性的非线性附加,该非线性附加相对于偏置电压的符号是不对称的,并且与铁磁体中磁振子的态密度有关。子间隙$I(V)$特性的表达式给出了任意的界面质量,而均匀透明和无序界面的限制情况下进行了详细讨论。
2001-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Origin of subgap states in normal-insulator-superconductor van der Waals heterostructures
本研究通过以MoS₂或hBN为势垒对NbSe₂进行隧穿谱测量,揭示亚能隙态源于MoS₂缺陷及边缘Andreev束缚态,并阐明强自旋轨道耦合的作用。
2022-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling processes into localized subgap states in superconductors
我们结合扫描隧道光谱实验探测磁性杂质的超导表面(超导)尖端和衬底之间的隧道过程的理论分析。我们表明,电流是由单电子隧穿在大的尖端衬底的距离和Andreev反射在较小的距离。单电子电流需要杂质诱导的Shiba束缚态和准粒子连续体之间的弛豫过程,使我们能够从我们的分析中提取有关弛豫过程的信息。
2015-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity-induced subgap states in superconductors with inhomogeneous pairing
本文研究了在抑制配对的s波超导体中由单个杂质诱导的亚带隙态。具体地说,我们考虑了一个含有正常球形区域的大块超导体。我们发现,在这个系统中的一个点杂质诱导两个Yu-Shiba-Rusinov态的minigap内,而不是一个,这将在一个均匀的超导体。此外,即使杂质是非晶的,也会出现亚能隙态。我们证明,这个结果实际上几乎适用于任何超导体与一个真正的和空间不均匀的序参量,如果准粒子谱是gapped。
2021-10-11 cond-mat.supr-con
Skyrmion-induced subgap states in p-wave superconductors
在s波系统中,理论上已经证明,承载skyrmion的铁磁膜可以诱导嵌入反自旋连续体中的束缚态。在这项工作中,我们考虑的情况下,skyrmion诱导态的p波超导体。我们发现,skyrmion诱导的束缚态,通常驻留在\emph{within}的光谱间隙,并从所有其他状态隔离,在传统的超导体的情况下。为此,我们推导出一个近似表达式的$T$矩阵,通过它,我们计算的自旋极化的局域态密度,这是在扫描隧道显微镜测量观察。我们发现独特的光谱特征的skyrmion诱导的束缚态,并讨论如何我们的预测可以作为新的实验探针p波超导态。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap states at ferromagnetic and spiral-ordered magnetic chains in two-dimensional superconductors. I. Continuum description
我们考虑在二维超导体中由具有铁磁或螺旋排列的磁矩的密集堆积链引起的亚带隙。我们表明,与稀疏堆积链的一致的描述相比,需要考虑到所有波长的散射在磁矩。由此产生的亚带隙态是Yu-Shiba-Rusinov型态和磁散射态的组合,其混合物对于理解螺旋磁排列在增加散射强度下的间隙闭合的性质和尺寸重整化变得特别重要,特别是当螺旋变得与费米波长相称时。结果以格林函数的形式完全解析,为进一步分析亚能隙态的性质提供了工具。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Subgap states in two dimensional spectroscopy of unconventional superconductors using graphene
石墨烯的二维性质使其成为探索邻近诱导非常规平面超导和拓扑超导可能性的理想平台。使用格林函数技术,我们研究了有限大小的弹道石墨烯层之间的正常状态电极和石墨烯铅与邻近诱导非常规超导性的输运性质。我们对这种结的微观描述使我们能够考虑石墨烯层中边缘态的影响以及与电极的不完美耦合。通过结的隧道电导和态的谱密度的特征在于石墨烯的边缘态、在石墨烯-超导体结处形成的界面束缚态、源自石墨烯层的有限尺寸的法布里-珀罗共振以及非常规超导体的特征Andreev表面态之间的丰富的相互作用。在我们的分析形式主义,我们确定这些subgap状态的电导和密度的状态的每个单独的贡献。我们的研究结果表明,石墨烯提供了一个可取的工具,以确定实验上的邻近诱导的非常规超导的配对对称性。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-induced subgap states and Majorana zero-energy edge modes in two-dimensional topological insulator-superconductor hybrid structures
与普遍认为的在二维拓扑绝缘体(TI)-超导体(SC)混合结构中作为束缚边态存在的Majorana零能模不受安德森定理的非磁性静态无序的影响相反,我们表明,这种对无序的保护并不存在于现实的多通道TI/SC/铁磁绝缘体(FI)三明治结构的实验相关性,因为时间-反转对称性在端Majorana模(MM)所在的SC/FI界面处被明确地局部破坏。我们发现,虽然MM本身和TI内的\emph{bulk}拓扑超导相确实普遍受到保护,不受无序,无序诱导的亚能隙状态一般在TI边缘引入由于FI/SC接口的存在,只要多个边缘通道被占用。我们讨论的影响,发现在现实的TI/SC/FI实验系统的边缘MM的检测和操作。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap states in semiconductor-superconductor devices for quantum technologies: Andreev qubits and minimal Majorana chains
本文回顾了半导体-超导异质结构中亚能隙态的工程化进展,重点介绍基于量子点的Andreev量子比特和最小Kitaev链的实验实现,并指出亚能隙束缚态可被利用于新型量子比特设计。
2024-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase solitons and subgap excitations in two-band superconductors
相位孤子是双带超导体特有的一种拓扑缺陷,它与两个超导凝聚体的相对相位的$2π$绕组有关。本文研究了单个平面相位孤子的准粒子谱。我们发现,在每个带的序参量相位变化导致的存在下,绑定到孤子的子隙态。计算了在所有温度下都有效的孤子能量,并对一个简单的孤子模型给出了精确的解析结果。
2012-08-21 cond-mat.supr-con
Index-theoretic route to the subgap Andreev bands and topological response in Josephson junctions
Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学文化促进协会);Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究通过索引定理解释约瑟夫森结中子间隙安德鲁夫能带的形成,并揭示非chiral p-波超导体结的拓扑保护效应。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-energy sub-gap states in multi-channel Majorana wires
已知一维p波超导体在其端部具有马约拉纳束缚态。具有有限宽度W的超导导线除了可能的马约拉纳端态之外,还可能具有费米子子带隙态。虽然它们不一定抑制使用马约拉纳端状态的拓扑计算,这些subgap状态可以模糊的拓扑相位通过状态密度测量的识别。我们提出了两个简单的模型来描述低能费米亚带隙态。如果导线的宽度W远小于超导体相干长度λ,则相关的子带隙态定域在导线的端部附近,并在零能量附近聚集,而如果$W \gtrsim ξ$,则最低能量的子带隙态是离域的。值得注意的是,最低的费米子子带隙态(如果存在的话)的能量对于W ~ π具有最大值。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance enhancement due to the resonant tunneling into the subgap vortex core states in normal metal/superconductor ballistic junctions
本文研究了在磁场作用下,弹道正常金属-绝缘体-超导体结中产生的Abrikosov涡旋的低能量子输运。在Bogolubov-de Gennes理论中,我们证明了在结界面附近的涡核中局域化的亚能隙准粒子态的存在导致Andreev反射几率的强烈共振增强,以及正常到超导的转换.结的电荷电导的相应增加由涡旋链到结界面的距离决定,这可以通过施加的磁场来控制。我们所研究的效应提供了一个工具,通过测量电荷在外加磁场中的输运来探测涡旋核态。
2008-01-11 cond-mat.supr-con
Subgap states in disordered superconductors with strong magnetic impurities
研究了具有任意强度点状磁性杂质的扩散超导体的态密度。平均场论预言了DOS的非平凡结构,它具有准粒子态的连续性和(可能)杂质带。在这种近似下,所有的谱边缘都是硬的,标记了有限和零DOS的谱区域之间的明显边界。考虑瞬子的副本sigma模型技术,我们计算的平均DOS超出平均场水平,并确定由于潜在的和非潜在的混乱的波动的相互作用的频谱边缘的拖尾。后者,代表的磁性杂质的浓度的不均匀性,影响的subgap DOS在两个方面:通过对断裂强度的波动和通过诱导的序参量的波动。在限制的情况下,我们重现先前报道的结果,在无序超导体的亚间隙DOS强磁性杂质。
2016-04-25 cond-mat.supr-con
Subgap states in disordered superconductors
我们修正了无序超导体的态密度问题。局部样本特性的随机性转化为光谱间隙的猝灭空间不均匀性,从而模糊BCS相干峰。我们表明,各种微观模型的潜在和磁无序可以减少到一个普遍的唯象随机序参量模型,而微观描述的细节编码在关联函数的序参量波动。状态密度的结果形式通常由两个参数描述:测量BCS峰的加宽的宽度Gamma,和控制子带隙状态密度的指数衰减的能量标度Gamma_{tail}。我们完善现有的瞬子方法确定Gamma_{tail},并表明它们出现在一个非线性系统中的最佳波动的统一理论的限制情况。各种类型的障碍的应用进行了讨论。
2013-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tail States below the Thouless Gap in SNS junctions: Classical Fluctuations
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结中无隙带下方的态密度(DOS)尾部。我们表明,长波波动的正常层中的杂质浓度导致形成的subgap准粒子状态,并计算相关的subgap DOS在所有有效的维度。我们比较由此产生的尾巴与介观间隙波动所产生的,并确定无量纲参数控制的贡献占主导地位的subgap DOS。我们观察到,这两个贡献是正式相互关联的降维。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Network Topology and Subgap Resonances Observed by Fourier Transform Scanning Tunnelling Microscopy in Cuprate High-Temperature Superconductors
傅里叶变换扫描隧道显微镜对BSCCO子隙共振已破译的“准粒子”状态,是符合费米面和能隙观察ARPES的八位组,但高强度的k空间八位组和明确定义的r空间棋盘格的起源是无法解释的。预测r-空间棋盘格的导电铁弹性纳米畴模型也解释了k-空间八位组和表观各向异性表面d-波间隙的起源,通过使用CuO 2平面外的强电子-声子相互作用。拓扑模型确定的因素,稳定高强度k-空间八位组的存在下,一个非常高的水平的不规则r-空间棋盘噪声。
2003-04-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Spatial dependence of local density of states in semiconductor-superconductor hybrids
本文通过多探针局域隧穿谱研究半导体-超导体混合纳米线中局域态密度的空间均匀性,发现有限磁场下亚能隙态及临界场和有效g因子沿导线显著变化,同时也在部分器件中观察到不同探针间的显著相关性。
2024-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev spectra and subgap bound states in multiband superconductors
Andreev电导理论是为正常金属(N)和多带超导体(S)的结而建立的,并应用于具有无节点扩展$s_{\pm}$波序参量对称性的超导体的情况,正如最近发现的铁磷族化合物中可能实现的那样。我们发现隧穿到s波或d波超导体,可能有助于识别这样的状态的质的差异。首先,带间干扰导致Andreev反射的抑制在一个高度透明的N/S接口的情况下,并在隧穿制度的电流赤字。第二,表面束缚态可能出现,在零和非零能量。这些效应在没有带间符号反转的多带超导体中不会发生,尽管干涉仍然可以强烈地修改电导谱。
2009-08-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coherent subgap transport in spin-split Josephson junctions
University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学)
研究通过EuS/Al结观测到子间隙输运和偶奇MAR效应,发现自旋分裂超导体主导输运,验证了强超导耦合。
2025-11-28 cond-mat.supr-con
Switching current distributions and subgap structures of underdoped (Hg,Re)Ba2Ca2Cu3O8+d intrinsic Josephson junctions
我们研究了尺寸为1.0x1.5x0.11 μ m^3的轻微欠掺杂(Hg,Re)Ba 2Ca 2Cu 3 Oy [Hg(Re)1223]本征约瑟夫森结(IJs)的本征约瑟夫森特性。IJs的电流-电压特性表现出明显的多个分支,具有类似于其他铜酸盐超导体的亚带隙结构。电流偏置IJs中从零电压到非零电压状态的开关电流分布P(I)与热辅助逃逸模型的理论曲线在~5 K以上吻合得很好。IJJ的等离子体频率fp估计为1.3 THz,无波动临界电流密度为2.0 × 10^5 A/cm 2,这是铜酸盐超导体中最高的之一,反映了Re掺杂Hg系统的高Tc和相对较低的各向异性。P(I)在低于~5 K时逐渐变得与温度无关,这表明在如此高的温度下从热激活到量子隧穿的逃逸过程发生了交叉。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-split conductance and subgap peak in ferromagnet/superconductor spin valve heterostructures
我们考虑了超导/铁磁自旋阀$F_1/N/F_2/S$结构中不同自旋通道对电荷电导的贡献。我们发现,上自旋和下自旋电导的贡献可能有一个非常不同的行为在subgap偏置区(即有一个自旋分裂电导)。这导致在总电导中增加了子隙%EM 2的自旋分裂电导峰。在$N/F/S$系统中也可以是显著的该峰值行为以周期性方式强烈依赖于中间铁磁层的厚度。我们研究这种现象,使用数值自洽方法,从一个无限的$N/F/S$结构的近似解析计算获得额外的见解。我们还研究了自旋分裂和总电导对$F_1$和$F_2$之间相对磁化角的依赖关系。我们这样做的现实材料参数和层厚度相关的实验研究,这些设备。我们还发现,自旋分裂电导是高度依赖于在这些设备中的界面散射,我们仔细地包括这些现实系统的影响。一个强大的阀效应被发现的角度依赖的子间隙峰值电导,这在很大程度上是独立的散射,并可能被证明是有用的超导自旋阀器件的实际实现。
2018-07-24 cond-mat.supr-con
Observation of a subgap density of states in superconductor-normal metal bilayers in the Cooper limit
我们目前的运输和隧道测量的Pb-Ag双层膜的厚度,$d_{Pb}$和$d_{Ag}$,这是远远小于超导相干长度。在固定的$d_{Pb}$下,隧穿态密度(DOS)中的转变温度$T_c$和能隙$Δ$随着$d_{Ag}$呈指数下降。同时,从费米能线性增加的DOS生长并填充近40%的带隙,因为$T_c$是体Pb的$T_c$的1/10。这种行为表明,随着$T_c$变为0,准粒子的比例越来越大。的线性依赖性是一致的准粒子成为被困在金属层中的可积轨迹。
2004-09-04 cond-mat.supr-con
Excess quasiparticles and their dynamics in the presence of subgap states
研究超导体中亚能隙态导致的局域准粒子俘获与密度问题,揭示局域与可移动激发间的复合可有效限制准粒子密度,并指出其对典型铝制超导谐振器和量子比特影响有限。
2025-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling spectra of impurity states in unconventional superconductors
本文通过扩展散射相移方法,系统研究了二维非常规超导体中杂质诱导共振的形成条件及其在扫描隧穿谱中的表现,揭示了时间反演对称性、能隙对称性和自旋相关散射对子能隙态的影响,并计算了自旋分辨微分电导。
2023-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dissipative conductivity of a dirty superconductor with Dynes subgap states under a dc bias current up to the depairing current density
本文研究了具有有限Dynes参数$Γ$的脏超导体在直流偏置弱含时场作用下的耗散电导率$σ_1$。Usadel方程的载流状态求解计算的对电位,穿透深度,超电流密度,和准粒子谱。结果表明,当$Γ=0$的退配对电流密度$j_d$与Kupriyanov-Lukichev理论一致时,有限的$Γ$使超流密度减小,导致$j_d$的减少.由有限$Γ$和直流偏置的组合引起的准粒子态密度的峰的加宽可以使$σ_1$降低到具有$Γ=0$的理想脏BCS超导体的水平以下,而与$Γ$成比例的费米能级处的亚能隙态导致在$T\to 0$处的剩余电导率。通过扫描所有的$Γ$和所有的电流直到$j_d$,我们找到了$Γ$和直流偏置的最佳组合,以最小化$σ_1$。利用这些结果,可以在各种超导量子器件中改善$j_d$,降低电磁耗散。
2019-12-04 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Subgap states and quantum phase transitions in one-dimensional superconductor-ferromagnetic insulator heterostructures
本文研究一维半导体-超导体-铁磁绝缘体异质结构,通过对称性分类求解BdG方程,发现ABS随长度和场强变化可穿越费米能级引发量子相变,为可调亚隙态工程提供平台。
2023-01-10 cond-mat.supr-con
Interference-controlled magnetic bound states and subgap transport in a Square--octagon superconductor
Indian Institute of Technology Kharagpur(印度理工学院卡拉格普尔分校)
研究方-八角超导晶格中磁性吸附原子,发现吸附几何通过干涉效应调控平带耦合与磁性束缚态,进而影响亚隙输运电导。
2026-09-09 cond-mat.supr-con
Spin current in topologically trivial and nontrivial noncentrosymmetric superconductors
本文从理论上研究了具有混合单重态和三重态序参量的时间反演对称、非中心对称超导体的表面。在非平凡Z $_2$情形下,当三重态分量大于单重态分量时,得到了一对自旋投影相反的反向传播的亚带隙准粒子表面束缚态,从而产生了自旋流.与纯p波情况相反,这些子能隙态没有固定的自旋投影,而是依赖于沿表面的动量。在平凡Z $_2$的情况下,单重态序参量较大,没有子带隙表面束缚态出现。在这两种情况下,也有一个有限的贡献的自旋电流从连续态的能量之间的两个差距。给出了非中心对称超导体准经典格林函数的计算方法。
2010-09-01 cond-mat.supr-con
Sub-micron normal-metal/insulator/superconductor tunnel junction thermometer and cooler using Nb
我们利用电子束光刻和角度蒸发技术在亚微米尺度上成功地制备了Cu/AlOx-Al/Nb正常金属/绝缘体/超导体隧道结器件,其超导能隙高达$\sim 1$ mV。这些结的亚能隙电导显示出预期的强温度依赖性,使它们适合从100 mK到6 K的温度测量。此外,在间隙边缘附近的偏置值处,也可以看到正常金属的一些直接电子冷却。的Al层的几何形状的细节,与横向溢出的铝产生强大的额外的subgap功能的设备性能的强烈影响,和Al层的厚度影响的超导Al/Nb双层的接近的超导能隙值。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap two-particle spectral weight in disordered $s$-wave superconductors: Insights from mode coupling approach
本文通过无序吸引Hubbard模型和解析模式耦合方法,揭示了弱无序s波超导体中亚能隙双粒子谱权重的产生机制及其在Higgs与相位通道间的分布规律。
2022-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Impact of topology on the impurity effects in extended $s$-wave superconductors with spin-orbit coupling
研究了具有扩展$s$波对和强自旋轨道耦合的时间反演不变超导体中拓扑结构对杂质子带态存在性的影响。通过简单地调整化学势,我们访问三个不同的阶段:拓扑平凡的$s$波,拓扑非平凡的$s_\pm$波,和节点超导相。对于一个单一的潜在的杂质,我们发现子带隙杂质束缚态的拓扑阶段,但值得注意的是没有子带隙状态的平凡阶段。这些subgap杂质状态总是有限的能量为任何强度的潜在的散射和随后,超导间隙中的拓扑$s_\pm$波相生存,但在有限的障碍的存在下衰减。通过建立潜在杂质岛,我们顺利地连接到杂质岛的拓扑边缘状态的单个杂质的结果。另一方面,磁性杂质导致在平凡相和拓扑相中形成Yu-Shiba-Rusinov态,其在某些散射强度下甚至达到零能量。因此,我们建议潜在的杂质可以是一个非常有价值的工具来检测时间反演不变的拓扑超导性。
2019-01-14 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
Hard superconducting gap in PbTe nanowires
本研究在PbTe纳米线与超导体Pb耦合体系中观测到硬超导能隙(约1 meV),并实现门控亚能隙安德烈耶夫束缚态,界面透明度约0.96,为超导量子器件奠定基础。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall 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
Effects of nonmagnetic impurities and subgap states on the kinetic inductance, complex conductivity, quality factor and depairing current density
我们研究如何结合的非磁性杂质散射率$γ$和有限的子隙状态参数化Dynes $Γ$影响各种物理量相关的超导器件:动力学电感$L_k$,复电导率$σ$,表面电阻$R_s$,品质因数$Q$,和depairing电流密度$J_d$。所有的计算都是基于BCS理论的Eilenberger形式。我们假设设备材料是极端的II型PDMATHAMT波超导体。众所周知,最佳杂质浓度($γ/Δ_0 \sim 1$)使$R_s$最小化。这里,$Δ_0$是理想化($Γ\to 0$)超导体对于温度$T\to 0$的对势。我们发现,最佳的$Γ$也可以减少$R_s$的一个数量级的清洁超导体($γ/Δ_0 < 1$)和几十$\%$的脏超导体($γ/Δ_0 > 1$)。此外,我们发现一个接近理想的($Γ/Δ_0 \ll 1$)清洁限制超导体表现出一个频率无关的$R_s$为广泛的频率$ω$,这可以显着提高$Q$的一个非常紧凑的腔与几十GHz的频率。随着$Γ$或$γ$的增加,平台消失,$R_s$服从$ω^2$依赖性。还研究了亚能隙态引起的剩余表面电阻$R_{\rm res}$,它可以通过SRF级高$Q$ 3D谐振器检测。我们计算了$L_k(γ, Γ,T)$和$J_d(γ, Γ,T)$,它们分别是$(γ, Γ,T)$的单调递增和递减函数。测量器件材料的$(γ, Γ)$可以通过材料加工提供有关工程$(γ, Γ)$的有用信息,通…
2021-10-01 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Anomalous Hall effect in single-band chiral superconductors from impurity superlattices
与反常量子霍尔绝缘体不同,在单圈近似下,干净的单带手征超导体不表现出本征霍尔效应。有限的交流霍尔电导被发现出现超过一个循环,如与外部随机杂质散射相关的顶点校正。在本文中,我们研究的影响,嵌入在单带手征超导体中的超晶格模式,而不是在随机分布的杂质。杂质诱导的Bogoliubov准粒子束缚态杂化形成亚带隙,构成了一个新的低能有效理论,它可以很容易地研究霍尔效应。我们证明了霍尔效应的发生依赖于超晶格的几何形状和手性配对的宇称。特别是,由于混合粒子-空穴的亚隙态的字符,霍尔电导可能会出现在我们的有效模型中的电流-电流相关器的单回路水平。我们的理论为研究手征超导体中杂质诱导的反常霍尔效应提供了新的视角。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Magnon-assisted Andreev reflection in a ferromagnet-superconductor junction
本文研究了低温下铁磁-超导结中由于Andreev反射引起的亚带输运。铁磁体中的自旋极化电流和超导体中的无自旋电流的失配导致额外的接触电阻,该接触电阻可以通过铁磁体中的磁振子发射来减小。利用s-f模型,并着眼于半金属铁磁体,我们计算了相应的非线性贡献的电流是关于偏置电压的符号不对称的,并在铁磁体中的磁振子的态密度有关。
2000-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subtle Effects of a nonmagnetic impurity on the sub-gap spectrum of a d-wave superconductor in the Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state
本文研究了d波超导体中杂质对Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态亚带隙电子能谱的影响。在纯系统中,FFLO态的序参量(OP)的空间变化形成二维晶格,存在两种类型的亚能隙准粒子态。我们的数值迭代表明,OP鞍点,并稍微少,所以积极的OP极值有利于被钉扎在杂质网站。局域态密度和固定偏置图揭示了杂质对亚能隙能谱的微妙影响,因为OP在(相对)动量空间和真实空间中都改变了符号。
2006-09-21 cond-mat.supr-con
Engineering 1D topological phases on $p$-wave superconductors
在这项工作中,我们研究如何,与杂质工程的帮助下,二维$p$波超导体可以作为一个平台,一维拓扑相位。我们发现,虽然手性和螺旋母态本身是拓扑非平凡的,标量杂质链上的两个系统支持多个拓扑相位和马约拉纳端态。我们开发了一种方法,使我们能够提取的拓扑不变量和subgap频谱,即使远离中心的差距,为代表的情况下,无自旋,手性和螺旋超导体。我们发现,保护非平凡相位的拓扑间隙的大小可能是底层超导体间隙的一个重要部分。
2016-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic superconductors under irradiation: Microwave spectroscopy of Andreev states
我们表明,在间隙能量的顺序的频率下的电压偏置的超导量子点接触的照射可以消除通过Andreev能级的亚间隙直流传输的抑制。此外,量子干涉共振散射事件涉及光子吸收,使微波光谱学的Andreev水平可行。我们还讨论了如何相同的干扰效果可以应用于检测弱的电磁信号的间隙频率,以及它是如何影响的移相和弛豫。
1998-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase stiffness in flat-band superconductors with nodal pairing
A. F. Ioffe Physical - Technical Institute(A. F. 约费物理技术研究所)
本文研究了具有节点配对的平板带超导体中相刚度的二次温度依赖性,并探讨了杂质对超导性的影响。
2026-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Surface chiral superconductivity in odd-parity nematic superconductors with magnetic impurities
研究了表面磁性杂质掺杂的拓扑绝缘体的奇宇称超导电性。特殊的表面子能隙谱,其特征在于由一个马约拉纳平带,节锥和父拓扑绝缘体的表面状态,引起的整体铁磁RKKY表面杂质之间的相互作用。杂质与抢先手性序参量之间的额外耦合促进了系统表面的表面时间反演对称性破缺解。我们讨论了相关的方案,并建议工程表面手征超导性,通过适当选择磁性吸附原子与高度各向异性交换耦合。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effective g-factor in Majorana Wires
我们使用的有效g因子的亚带隙状态,g*,在混合InAs纳米线与外延铝壳的超导态密度是如何分布的半导体芯和金属壳之间。我们发现了一个阶梯状的减少g* 和改善硬间隙与降低载流子密度的纳米线,由栅极电压控制。这些观察结果与Majorana设备有关,Majorana设备需要可调的载流子密度和g* 超过邻近超导体的g因子。此外,我们观察到的关闭和重新打开的子隙光谱中的间隙与零偏压电导峰的出现相一致。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity-induced states in superconducting heterostructures
异质结构允许实现在孤立系中难以获得的电子态。示例性的是由超导体和具有自旋轨道耦合的半导体形成的准一维异质结构的情况,其中可以实现马约拉纳零能量模式。本文研究了单一杂质对超导异质结能谱的影响。我们发现,超导体和半导体之间的耦合可以强烈地影响杂质诱导的状态,并可能诱导额外的子带隙束缚态,不存在于孤立的均匀超导体。对于准一维超导体/半导体异质结构,我们得到了低能杂质诱导束缚态出现的条件。
2017-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topologically protected Landau level in the vortex lattice of a Weyl superconductor
在\textit{d}波超导中,无带隙超导体的混合相是否支持朗道能级是一个著名的问题,答案是否定的:涡旋晶格对子带隙激发(无质量狄拉克费米子)的散射掩盖了朗道能级量子化。在这里,我们表明,同样的问题有一个肯定的答案外尔超导体:外尔费米子的手征性保护零朗道水平的拓扑指数定理的手段。结果,平行于磁场的热导具有普适值$G=\tfrac{1}{2}g_0 Φ/Φ_0$,其中$Φ$是通过系统的磁通量,$Φ_0$是超导通量量子,而$g_0$是热导量子。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of a large thermoeffect in superconductors doped with magnetic impurities
我们认为,参数强增强的热电流可以观察到在传统的超导体掺杂的磁性杂质。这种效应是由于在磁性杂质附近形成亚能隙Andreev束缚态而破坏了类电子和类空穴激发之间的对称性而引起的。我们开发了这种效应的定量理论,并证明它可以在现代实验中检测到。
2012-10-04 cond-mat.supr-con
Effects of interface spin-orbit coupling on tunneling between normal metal and chiral p-wave superconductor
本文利用扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk方法研究了纯正常金属/手征p波超导结的隧穿电导。结果表明,存在于界面附近的Rashba型的自旋-轨道耦合导致与Andreev表面束缚态相关联的子隙电导峰向非零偏置移动。我们还研究了正常金属和超导体之间的费米波矢失配的影响。
2010-05-03 cond-mat.supr-con
Superconductor Quantum Dot Superconductor Junction in the Kondo Regime
在从玻色子平均场近似下,研究了近藤区两超导体间通过Anderson杂质的电子输运。电流,散粒噪声功率和Fano因子显示与所施加的偏置电压在subgap区域,并发现是强烈依赖于近藤温度$T_{K}$和超导能隙$Δ$之间的比率。特别地,$I-V$曲线暴露极限$T_{K}/Δ\gg 1$中的过电流。
2002-04-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect and Majorana bound states in clean semiconductor nanowires coupled to disordered superconductors
我们研究了具有强自旋轨道耦合的半导体线,它与具有化学势无序的超导体邻近耦合。当半导体-超导体界面处的隧穿非常弱时,已知超导体中的无序不影响感生超导性,因此也不影响在临界磁场之上出现的有效拓扑超导性。我们非微扰地证明了这个结果是如何通过获得低能量(即,subgap)激发光谱通过直接数值对角化适当的BdG哈密顿量。在强邻近耦合的情况下,我们发现母超导体中的无序通过使感生对势无序来抑制零磁场下的(非拓扑)感生能隙。在大磁场下的拓扑超导相,强邻近耦合减小了Majorana束缚态的局域长度,使得诱导的无序消除了拓扑能隙,同时出现了体Majorana零模,即使对于短线也是如此。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall 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
Cooling, conductance and thermometric performance of non-ideal normal metal-superconductor tunnel junction pairs
我们研究了双结SINIS器件中单个正常金属-绝缘体-超导体(NIS)隧道结的隧道电阻差异的影响,特别强调了对电导、冷却和测温性能的影响。通过求解结的电学方程和热学方程,发现非对称性导致了许多新的特性,如子间隙电流的出现、冷却性能的改善、负微分电阻的出现以及温度灵敏度的温度范围的改善。实验也进行了补充的一些数值结果。此外,我们从理论和实验上研究了有限的串联电阻的影响,这也会导致在subgap区域的过剩电流,并在间隙边缘的电导最大值的抑制。实验结果与理论预测吻合较好。
2011-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con