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
Supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions with heavy metal interlayers
来自常规BCS、$s$波超导体（$S$）的超电流能够穿透相邻铁磁（$F$）层的长度尺度取决于将单线态库珀对转换成三线态库珀对的能力。自旋对准的三重态库珀对不被铁磁交换相互作用反相，并且因此可以在比单重态库珀对长得多的距离上穿透$F$层。这些三重态库珀对携带无耗散的自旋电流，是新兴超自旋电子学领域的基本组成部分。单重态-三重态的非均匀磁性转换是公认的。在这里，我们描述了一种尝试，使用自旋轨道耦合作为一种新的机制来调解$S-F-S$约瑟夫森结中的单重态-三重态转换。我们报告说，在我们的约瑟夫森结中添加薄的Pt自旋轨道耦合层显着增加了超电流的传输，但超导的衰减长度没有发现增加。我们将增加的超电流传输归因于Pt作为缓冲层来改善Co $F$层的生长。
2018-06-04 cond-mat.supr-con
Reversible control of spin-polarised supercurrents in ferromagnetic Josephson junctions
超导体（S）/铁磁体（F）界面处的磁性不均匀性将自旋单重态库珀对转换为自旋一重态三重态对。这些对不受F中破坏对的交换场的影响，并支持远程邻近效应。虽然最近的实验已经证实了自旋极化的三重态超电流在S-F-S约瑟夫森结的存在，可逆控制的超电流一直是不可能的，因为强大的预先配置的性质的不均匀性。这里，我们使用包括三个F层的势垒，其相对磁取向以及因此的界面不均匀性可以由小磁场控制;我们表明，这使得能够完全控制三重态超电流，并且通过使用有限元微磁模拟，我们可以直接将实验数据与理论模型联系起来，这些理论模型提供了一个总体框架，以理解磁状态在长期-距离超电流调制
2015-06-16 cond-mat.supr-con
A Josephson junction supercurrent diode
当不仅电流的符号而且电流的绝对值取决于所施加电压的极性时，输运被称为非互易。它需要同时打破反演和时间反演对称性，例如，通过自旋轨道耦合和磁场的相互作用。到目前为止，对非互易性的观察总是与电阻率有关，而无耗散的非互易电路元件是难以捉摸的。在这里，我们的工程师完全超导非互易设备的基础上高度透明的约瑟夫森结上InAs量子阱制造。我们证明超导整流远低于转变温度。通过测量约瑟夫森电感，我们将超导非互易性与电流-相位关系的不对称性联系起来，并首次直接导出了超导磁手征各向异性系数。半定量模型很好地解释了我们的实验数据的主要特点。非互易约瑟夫森结有可能成为超导电路的$pn$结是传统的电子学，开辟了新的非耗散电路元件的方式。
2021-03-11 cond-mat.supr-con
Controllable supercurrent in mesoscopic superconductor-normal metal-ferromagnet crosslike Josephson structures
在纳米制造的平面十字形S-N/F-S Josephson结构中，实验观察到临界Josephson超电流与从单畴铁磁条通过正常金属/铁磁体弱连接的注入电流的非单调关系.这种行为可以用0-pi和pi-0跃迁来解释，这可能是由于N层和F层之间的相互作用引起的诱导超导性的抑制和塞曼分裂以及自旋极化电流注入到弱连接中引起的。考虑到这两种影响的模型已经开发。从S-N/F-S结构的超导载流态密度谱和自旋相关的双阶非平衡准粒子分布的角度，表明实验结果与理论模型定性一致。
2020-08-07 cond-mat.supr-con
Nonlocal supercurrent in mesoscopic multiterminal SNS Josephson junction in the low-temperature limit
当非平衡准粒子从约瑟夫森结的一个超导组中的正常金属电极注入时，在具有额外正常金属电极的介观平面SNS约瑟夫森结中观察到非局域超电流.我们声称，观察到的效果是由于超导逆流出现，以补偿准粒子流在SNS弱连接。我们已经测量了从准粒子注入器到SNS结在远低于超导转变温度的温度下的不同距离的SNS结响应。采用修正的Kadin、Smith和Skocpol方案，在平面几何条件下，计算了电荷不平衡弛豫长度。开发的模型可以详细描述的电荷不平衡和约瑟夫森效应在纳米级邻近系统的相互作用。
2014-03-17 cond-mat.supr-con
Josephson transistor and robust supercurrent enhancement with spin-split superconductors
本研究理论探讨自旋劈裂超导体构成的约瑟夫森结，发现增大自旋劈裂场可稳健增强超电流逾100%，并可通过调节自旋劈裂实现低电压π跃迁，温度偏压则引发尖锐超电流跳变。
2024-11-24 cond-mat.supr-con
Strain-engineered long-distance supercurrent in an altermagnetic CrSb based-Josephson junction
Fudan University（复旦大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；Tsinghua University（清华大学）；Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）
该研究通过应变调控反铁磁CrSb，在其基约瑟夫森结中实现了150 nm的长距离无耗散超电流，为超导自旋电子学应用提供了新方向。
2026-10-09 cond-mat.supr-con
Sign reversal of the AC and DC supercurrent diode effect and 0-$π$-like transitions in ballistic Josephson junctions
针对弹道约瑟夫森结中的非互易超电流，该研究结合极简理论模型与 AC/DC 二极管效应分析，揭示其符号反转及与类 0-$π$ 转变的关联。
2022-12-27 cond-mat.supr-con
Nonlocal mixing of supercurrents in Josephson ballistic point contact
本文研究了介观超导弱连接中的相干电流态，它同时受到接触面上的序参量相位差和连接界面的切向超流速度的影响。得到了由外输运电流控制的约瑟夫森电流-相位关系。在相位差接近π的约瑟夫森相位相关的电流的非局部性质的结果在两个涡旋状的状态在附近的接触的外观。
2003-04-14 cond-mat.supr-con
Magnetic-coupling-dependent spin-triplet supercurrents in helimagnet/ferromagnet Josephson junctions
在过去的一年里，在证明与单线态超导体耦合的铁磁体中存在长程自旋三重态超电流方面的实验成就为新的有趣的物理学和应用开辟了可能性。Today 64（1），43（2011）]。本课题组报道了将三重态超电流注入磁性均匀的铁磁体（Co）中，并将其夹在两个氦磁体/超导体（Ho/Nb）双层膜之间，形成Nb/Ho/Co/Ho/Nb型约瑟夫森器件。在Ho层厚度的函数中，发现超电流以复杂的方式调制，该方式似乎取决于Ho的磁结构。为了理解这种不寻常的行为，我们利用Eilenberger方程从理论上研究了具有Helimagnet/Ferromagnet/Helimagnet（HM/F/HM）势垒的理想Josephson器件在清洁极限下的特性;我们特别指出，可以穿过势垒的最大三重态超电流将取决于非如果HM层和F层在它们的界面处磁交换耦合，则在HM层的厚度上单调。
2012-09-24 cond-mat.supr-con
Supercurrent-phase relationship of a Nb/InAs(2DES)/Nb Josephson junction in overlapping geometry
超导体/正常导体/超导体（SNS）约瑟夫森结具有高度透明的界面，预测显示出显着的偏离正弦超导相位关系（CPR）在低温下。我们使用改进的Rifkin-Deaver方法在1.3 K到9 K温度范围内实验研究了弹道Nb/InAs（2DES）/Nb结的CPR。从相位偏置结的电感获得CPR。交通测量是对调查的补充。在低温下，从传统的隧道结行为的CPR的实质性偏差已被观察到。给出了与实验数据吻合较好的理论模型。
2004-07-08 cond-mat.supr-con
Effect of Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling on supercurrent rectification and magnetochiral anisotropy of ballistic Josephson junctions
约瑟夫森结中反转对称性和时间反转对称性的同时破缺导致电流-相位关系的$I(φ)=-I(-φ)$等式可能被破坏。这被称为反常约瑟夫森效应，它在正弦电流-相位关系中产生相移$φ_0$。在非正弦电流相位关系的弹道式约瑟夫森结中，观察到的现象更为丰富，包括超导二极管效应和约瑟夫森电感的磁手征各向异性。在这项工作中，我们提出了测量这两种效果的约瑟夫森结上定义的外延Al/InAs异质结构的阵列。我们表明，相对于晶格的电流的取向影响的磁手征各向异性，可能是作为一个有限的Dresselhaus组件的结果。此外，我们还发现约瑟夫森电感的二重对称性反映在相位滑移的激活能中。
2022-01-12 cond-mat.supr-con
Effect of point-contact transparency on coherent mixing of Josephson and transport supercurrents
本文从理论上考虑了在有输运电流的弹道点接触中电子反射对直流约瑟夫森效应的影响。本文研究了有限透明对接触面附近和最近预测的相位差$ϕ=π,$）处的类涡流的影响。我们表明，在低温下，即使是一个小的反射的接触破坏了上述的旋涡状电流状态，这可以通过增加温度恢复。
2004-09-16 cond-mat.supr-con
Spin Triplet Supercurrent in Co/Ni Multilayer Josephson Junctions with Perpendicular Anisotropy
我们测量了S/F '/F/F'/S型约瑟夫森结中的自旋三重态超电流，其中S是超导Nb，F'是具有面内磁化的薄Ni层，F是具有面外磁化的Ni/[Co/Ni]n多层膜。这些结中的超电流随F层厚度衰减非常缓慢，并且比不包含两个F'层的类似结中的超电流大得多。这两个特征是自旋三重态超电流的特征签名，其通过F和F'层中的磁化的正交性而最大化。磁性测量证实了Co/Ni多层膜的面外各向异性。这些样品在制备状态下具有优化的临界电流，这将有助于未来的应用。
2012-08-15 cond-mat.supr-con
Supercurrent spin Hall effect enabled nanopillar Josephson diodes
School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research (NISER)（国家科学教育研究中心物理科学学院）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Center for Interdisciplinary Sciences, National Institute of Science Education and Research (NISER)（国家科学教育研究中心交叉科学中心）
本研究通过在重金属约瑟夫森屏障中利用预测的超电流霍尔效应，诱导非反演性，实现了高达17%的可调约瑟夫森二极管效率，测量温度高于液氦温度。
2026-05-16 cond-mat.supr-con
Unconventional Josephson supercurrent diode effect induced by chiral spin-orbit coupling
本研究理论探讨了具有交叉界面拉什巴场的约瑟夫森结库珀对传输，发现交叉场相互作用可在势垒磁化与电流共线时产生非常规超流二极管效应，为手性自旋织构提供灵敏探针。
2025-04-18 cond-mat.supr-con
Supercurrent-induced long-range triplet correlations and controllable Josephson effect in superconductor/ferromagnet hybrids with extrinsic SOC
我们预言，在具有非本征杂质自旋轨道耦合（SOC）的超导体/铁磁体（S/F）混合体中，通过超导引线中沿S/F界面流动的超电流可以产生和操纵长程三重关联（LRTC）. LRTC通过两种基本机制出现。第一种方法的实质是利用超导自旋霍尔效应产生三重态。在凝聚动量和铁磁体磁化强度的适当相互取向下，这些对在铁磁体中是长程的。第二种机制是基于S/F界面处的单重态-三重态转换，随后通过自旋流交换机制旋转所获得的短程相反自旋对。研究了S/F双层膜和S/F/S约瑟夫森结的超导LRTC结构。我们证明了在S/F/S结中，约瑟夫森耦合是通过超导感应LRTC实现的，基态相位可以以可控的方式在$0$和$π$之间切换。通过使超导导线中的超导电流反向来实现开关，从而实现了$0-π$移位器的新物理原理。
2022-04-08 cond-mat.supr-con
Impact of the transport supercurrent on the Josephson effect
我们研究载流超导体之间的薄弱环节，包括常规和d波。系统的状态由两个参数控制：序参量相位差$ϕ$和超流速度$v_{s}$，它表征了外部注入的平行于边界的输运超流。导出了低温下的电流-相位关系。我们考虑两种模型的弱连接：两个传统的超导体之间的收缩和两个不同取向的d波超导体之间的平面边界。我们发现，对于$ϕ$和$v_{s}$之间的某种关系，准粒子沿边界产生电流，该电流沿与输运超电流相反的方向流动。
2004-04-30 cond-mat.supr-con
Converting a triplet Cooper pair supercurrent into a spin-signal
本研究预测载流三重态库珀对会产生受其极化方向控制的非局域磁化自旋信号，从而为无耗散传递自旋信息提供直接测量方案。
2023-08-14 cond-mat.supr-con
Spin-polarized triplet supercurrent in Josephson junctions with perpendicular ferromagnetic layers
约瑟夫森结包含三个铁磁层，相邻层之间的非共线磁化在一定条件下携带自旋三重态超电流。自旋三重态超电流的特征是最大超电流作为中间铁磁层厚度的函数的相对缓慢的衰减。在这项工作中，我们专注于结的中间磁性层是一个[Co/Pd] $_N$多层垂直磁各向异性（PMA），而外两层具有面内各向异性。我们比较结的中间PMA层是或不配置为合成反铁磁体（PMA-SAF）。我们发现，超电流衰减更迅速地增加的[Co/Pd]双层的PMA-SAF结的数目$N$相比，PMA结。在含有[Co/Ni] $_N$ PMA多层膜的结中观察到类似的行为。我们通过假设每个Co/Pd或Co/Ni界面充当部分自旋过滤器来模拟该行为，使得PMA结中的自旋三重态超电流随着$N$增加而变得更强自旋极化，而PMA-SAF结中的超电流随着$N$增加而被抑制。我们还解决了在以前的工作中提出的一个问题，有多少自旋单线态超电流是通过我们名义上的自旋三重态结传输。我们通过比较自旋三重态结与磁性层顺序被打乱的类似结来做到这一点。本文的研究结果对设计用于低温存储器的自旋三重态约瑟夫森结具有一定的参考价值。
2020-05-13 cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson Effect in magnetic Josephson junctions with noncentrosymmetric superconductors
我们表明，非中心对称超导体的两个频带的性质，自然会导致一个异常的约瑟夫森电流出现在一个干净的非中心对称超导体/铁磁体/非中心对称超导体结在零相位差。双带性质提供了两组Andreev束缚态，其携带具有不同振幅的两个超电流。当铁磁体的磁化方向被适当地选择时，两个超电流从传统的正弦电流-相位关系经历相反的相移。然后通过调节铁磁参数和非中心对称超导体的三重态与单重态之比，使总约瑟夫森电流产生连续可调的基态相位差。给出了$s$ + $p$波的物理图象和解析结果，给出了$s$ + $p$和$d$ + $p$波的数值结果.对于$d$ + $p$波，我们发现了新的状态，其中的超电流完全由连续的传播状态，而不是离散的Andreev束缚态。Andreev束缚态只出现在费米能级以上，它并没有携带超导电流，而是阻挡了沿相反方向流动的超导电流。这些新态的出现促进了对Andreev束缚态与Josephson电流关系的理解。基态相位差是确定非中心对称超导体三重态与单重态比的一种工具。
2015-05-07 cond-mat.supr-con
Anomalous supercurrent and diode effect in locally perturbed topological Josephson junctions
该研究理论分析受磁场和局部针尖扰动的量子自旋 Hall Josephson 结，表明磁性针尖可调控反常 $\phi_0$ 响应与超电流整流。
2024-06-13 cond-mat.supr-con
Decoupling Josephson Coupling and Supercurrent Nonreciprocity in Twisted NbSe2/NbSe2 van der Waals Junctions
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；University of Seoul（首尔大学）
研究扭曲NbSe2/NbSe2范德华结中超导输运，通过干法转移制备结并利用高分辨率透射电镜确定扭曲角等。发现约瑟夫森耦合强度与扭曲角有关，而超电流二极管效率与扭曲角无关，界面无序才是二极管响应主因，解耦了两者关系并提供基准。
2026-07-13 cond-mat.supr-con
Spin-Polarized Josephson Supercurrent in Nodeless Altermagnets
Zhejiang University（浙江大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究揭示了无净磁化异磁体中通过自旋三重态配对实现自旋极化约瑟夫森超流的现象，提出无需净磁化即可产生自旋极化超流的新机制。
2025-09-17 cond-mat.supr-con
Polarization Controlled Supercurrent in Ferroelectric Josephson Junction
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学开利纳米科学研究所）；Department of Quantum Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子纳米科学系）；WPI-AIMR & IMR & CSIS, Tohoku University（东北大学世界顶尖科学家研究中心、材料科学高等研究院及化学系统信息学中心）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学理论科学研究所）
研究通过铁电约瑟夫森结调控超电流，利用非对称电介质屏障实现极化反转对临界电流的显著影响，提出非易失性开关方法，适用于低温存储和逻辑应用。
2025-11-11 cond-mat.supr-con
Multiplet supercurrent in Josephson tunneling circuits
多端约瑟夫森效应允许DC超电流在有限的相称电压下流动。现有的实现这种效应的建议依赖于超导体-正常超导体结中的非局域Andreev过程。然而，这种方法需要对微观状态进行精确控制，并且被耗散电流所掩盖。我们发现，标准隧道约瑟夫森电路也支持多重态超导介导的本地隧道过程。此外，我们观察到，即使在高充电能量制度，其中只有顺序库珀转移是允许的超电流持续存在。最后，我们证明了在这些电路中的多重态超电流具有量子几何分量，这是从众所周知的绝热贡献是不可逆的。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent Vortex Pinball via a Triplet Cooper Pair Inverse Edelstein Effect
我们认为约瑟夫森效应通过一个薄的自旋-轨道耦合层中存在的交换场，并发现一组超导涡流出现在系统中，可以可控地移动在系统中通过改变交换场的方向，其强度，或自旋-轨道耦合幅度通过栅极电压。我们把这种现象称为超导涡旋弹球效应，并指出它的起源是系统中诱导的三重态库珀对的自旋极化。因此，超导涡流是由类似于库珀对诱导的逆埃德尔斯坦效应产生的。我们的研究结果强调了考虑更高维度的超导混合结构模型的重要性，该模型揭示了隐藏在常用的有效一维模型中的新现象。
2017-08-11 cond-mat.supr-con
Supercurrent reversal in ferromagnetic hybrid nanowire Josephson junctions
该研究测量 InAs/EuS/Al 混合纳米线约瑟夫森结，发现超导窗口内 0 相与 π 相突变，并将其归因于 EuS 磁畴翻转导致的超电流反转。
2023-03-11 cond-mat.supr-con
Supercurrent switching in Three- and Four- Terminal Josephson Junctions
通过改变栅极电流来控制约瑟夫森电流最近已在4端和3端结中得到证实。我们表明，当栅极是弱耦合到约瑟夫森结，约瑟夫森电流与栅极电流（或与栅极电压）的关系是相同的四端和三端的几何形状。在低温下，超电流作为栅极电压的函数突然切换，但作为栅极电流的函数仅缓慢切换。
1998-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions in narrow thin-film strips
研究了窄边型薄膜约瑟夫森结中最大超电流的场依赖性。假设该结延伸穿过宽度W远小于珍珠长度的薄膜带;膜厚度远小于伦敦穿透深度。我们计算的最大超电流内的非本地约瑟夫森电动力学，考虑到杂散场影响隧穿电流。在W远小于薄膜约瑟夫森长度的情况下，沿结的相位差仅取决于结的几何形状和所施加的场，但与约瑟夫森临界电流密度无关，即，它是普遍的。最大超电流的零点只有在大磁场中才是等距的（不像与体块组的结的情况）;它们被一个比体块结小得多的磁场隔开。最大超电流的峰值与所施加场的平方根成反比地减小，即，慢于1/H。
2008-02-20 cond-mat.supr-con
Pumping of spin supercurrent in unitary triplet superconductors
School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）
通过类比电荷传输机制，提出在三重超导体中生成自旋超电流的原理，利用磁化动力学实现高效自旋超电流生成，突破传统电子自旋泵浦限制。
2026-03-30 cond-mat.supr-con
Long-range supercurrents induced by the interference effect of opposite-spin triplet state in clean superconductor-ferromagnet structures
在s波超导体-铁磁体-超导体（$SFS$）结构中，自旋单重态对产生的超电流只能传输磁相干长度量级的短距离。在正常金属相干长度的长度尺度上发生的长程超电流将由等自旋三重态对维持，这可以由系统中的磁不均匀性产生。在本文中，我们展示了一种不寻常的长程超电流，它可以发生在干净的$SF_1F_2S$结与非平行取向的磁矩。当两个铁磁层具有相同的长度和交换场值时，由$S/F_1$和$F_2/S$界面衍生的相反自旋三重态的干涉提供约瑟夫森电流增强背后的机制。这一发现可以为最近的实验提供自然的解释[Robinson et al.，物理修订信函104，207001（2010）]。
2016-01-22 cond-mat.supr-con
Supercurrent-induced temperature gradient across a nonequilibrium SNS Josephson junction
利用隧道能谱测量了超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结正常区的局域电子能量分布函数。在同时存在超电流和注入准粒子电流的情况下，分布函数在很低的能量下表现出尖锐的特征。该特征在能量上是奇的，并且在超流或准粒子流方向反转的情况下是奇的。该特征表示跨SNS约瑟夫森结的有效温度梯度，其可由超电流控制。
2006-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Visualizing supercurrents in ferromagnetic Josephson junctions with various arrangements of 0 and πsegments
具有铁磁势垒的约瑟夫森结可以具有正或负临界电流，这取决于铁磁层的厚度$d_F$。因此，在基态中的约瑟夫森相位等于0（常规或0结）或等于$π$（$π$结）。当0和$π$段连接形成“0- $π$结”时，可在0- $π$边界周围出现自发超电流。在这里，我们报告的超导体-绝缘体-铁磁体-超导体（SIFS）结的超导电流的可视化低温扫描电子显微镜（LTSEM）。我们讨论矩形0、$π$、0- $π$、0-$π$-0和20个\times 0- $π$结、0- $π$边界形成环的盘形结以及具有两个0- $π$边界的环形结的数据。在每个0或$π$段内，临界电流密度是相当均匀的，如临界电流的磁场依赖性的测量和LTSEM所示。$π$部件在$T = 4.2\units{K}$下具有高达$35\units{A/cm^2}$的临界电流密度$j_c^π$，这是迄今为止具有NiCu F层的SIFS结的记录值。我们还表明，SIFS技术能够生产约瑟夫森器件具有独特的拓扑结构的0- $π$边界。
2009-11-25 cond-mat.supr-con
Blockade and Counterflow Supercurrent in exciton-condensate Josephson junctions
我们证明了超导体中的带电超电流和电子-空穴对凝聚体中的中性超电流之间的完美转换是可能的，通过一个新的类Andreev散射机制。因此，当两个超导电路通过双层激子凝聚耦合时，两层中的超流被急剧修改。根据相位偏置，超电流可以被完全阻挡或表现出完美的阻力。
2010-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
AC Josephson current and supercurrent noise through one-dimensional correlated electron systems
本文研究了一维Tomonaga-Luttinger液体（TLL）与超导电极电连接时的交流约瑟夫森效应。结果表明，TLL中由电子-电子排斥作用引起的密度涨落抑制了约瑟夫森振荡，但不影响与时间无关的电流部分。我们还表明，波动减少超导噪声所造成的多次Andreev反射。这表明TLL中的量子涨落干扰了超导相位相干在结中的传播。
2007-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulation and Generation of Supercurrent in Out-of-Equilibrium Josephson Tunnel Nanojunctions
我们从两个附加的隧道耦合Al超导库中向Ti岛注入准粒子，在实验上实现了对Al-AlO_x-Ti约瑟夫森隧道结中超导电流的操纵。实现了相对于平衡的超电流增强和猝灭。我们证明了冷却的Ti线从正常状态的准粒子注入到超导相深。基于热输运和非单调电流-电压特性的约瑟夫森结的模型满意地解释了我们的研究结果。
2008-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charge and spin supercurrents in triplet superconductor--ferromagnet--singlet superconductor Josephson junctions
本文研究了三重态超导体-铁磁体-单重态超导体结中的约瑟夫森效应。我们表明，隧道库珀对与界面磁化的相互作用可以允许约瑟夫森电流在隧道哈密顿微扰理论的最低阶。要做到这一点，必须满足两个条件：铁磁体的磁化强度有一个平行于三重态超导体的${\bf d}$矢量的分量，以及超导体的间隙相对于界面动量具有相同的宇称。由此产生的充电电流显示非常规依赖于磁矩和相位差的方向。这伴随着三重态超导体中的相位相关的自旋电流，而相位无关的自旋电流总是存在。隧道微扰理论的预测证实了使用数值格林函数方法。一维结的分析处理表明，我们的结论是强大的远离隧穿制度，并揭示了非常规约瑟夫森效应在临界电流的签名。
2013-08-21 cond-mat.supr-con
Evidence for Supercurrent Quantization in Interfacial Josephson Junctions
我们观察到一系列的不连续性，在上述间隙的电流/电压特性的高透射Nb/Si超导体/半导体界面。每个开关发生时的偏置作为温度和磁场的函数以量化步骤减小。观察到的步长对于两个依赖关系是相同的。我们建议，步骤对应于超导量子化通过颗粒约瑟夫森结附近的界面形成。
1997-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transverse Spin Supercurrent at p-wave magnetic Josephson Junctions
理论上研究了s波超导体与p波磁体构成的Josephson结，发现p波磁体强度矢量的垂直分量将Andreev束缚态转化为传播模式，从而产生零横向电荷超流的横向自旋超流，为超导自旋电子学器件设计提供新机遇。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Supercurrent from Majorana States in Topological Insulator Josephson Junctions
我们提出了一种基于拓扑绝缘体（TI）薄膜的约瑟夫森结装置来检测Majorana态，该装置利用了TI表面态独特的螺旋和扩展性质。当通过结的磁通量接近于磁通量量子的整数时，存在于膜的两个表面上的马约拉纳态通过在结的边缘处杂化而在电流-相位关系中产生窄峰-谷结构。此外，马约拉纳态对约瑟夫森电流的最大贡献取（几乎）普适值，近似等于单个量子通道的超电流容量。这些特征提供了完全基于超电流的马约拉纳状态的特征签名。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic spin-orbit interaction in diffusive normal wire Josephson weak links: supercurrent and density of states
我们研究的内在（Rashba或Dresselhaus）的自旋轨道相互作用在超导体-纳米线-超导体（SNS）的弱链接中的自旋分裂场的存在下，可以导致从一个内在的交换场或塞曼效应的应用领域的效果。我们数值求解了非线性Usadel方程组，分析了通过弱连接产生的超电流和线中心态密度的行为。我们指出如何存在的自旋-轨道相互作用引起的远程自旋三重态超电流，这仍然是有限的，即使在非常大的交换领域的限制。特别是，我们展示了如何旋转场导致一系列的0和$π$状态之间的转换作为交换场和自旋轨道场之间的角度的函数。同时，三重态配对导致态密度的零能量峰。我们继续通过求解线性化Usadel方程，显示对应的完整方程的解决方案和详细的远程超电流组件的出现。我们的研究是相关的超电流在半导体纳米线在几个通道的限制和存在的障碍正在进行的调查。
2015-12-08 cond-mat.supr-con
Planar Hall supercurrent and δϕ-shift in the topological Josephson junction
本文理论研究了三维拓扑绝缘体表面超导/铁磁约瑟夫森结，揭示面内磁化诱导的平面霍尔超电流、自旋转移力矩及反常δϕ结和π位移，为拓扑量子器件提供新机制。
2024-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable critical Josephson current and 0-π transition in superconductor-insulator-superconductor heterostructures
我们研究了在外加塞曼场和超导电流的情况下，传统超导导线之间的约瑟夫森结。我们证明了临界约瑟夫森电流和电流相位关系的结依赖于所施加的塞曼场和超导电流的相对取向。约瑟夫森电流的可控性依赖于常规超导体在高磁场中的稳定性，这是由于在费米能级处恢复了与自旋投影共振相反的相反动量。我们断言，我们的研究结果可以导致新的超导电子学的发展。
2022-08-01 cond-mat.supr-con
Spin-triplet supercurrent in Josephson junctions containing a synthetic antiferromagnet with perpendicular magnetic anisotropy
我们提出了测量的约瑟夫森结包含三个磁性层与非共线磁化。结的形式为$S/F^{\prime}/N/F/N/F^{\prime \prime}/S$，其中$S$是超导Nb，$F^\prime$是具有面内磁化的薄Ni或坡莫合金层，$N$是正常金属Cu，$F$是具有垂直于平面的磁化的合成反铁磁体（SAF），由薄Ru间隔物的任一侧上的Pd/Co多层组成，并且$F^{\prime \prime}$是具有面内磁化的薄Ni层。这些结中的超电流作为$F$层厚度的函数比不包含$F^\prime$和$F^{\prime \prime}$层的类似自旋单态结衰减得更慢。较慢的衰减是这些结中心部分的超导电流由自旋三重态对携带的主要特征。含有$F^{\prime}=$坡莫合金的结适合于未来的实验，其中临界电流的幅度或跨结的基态相位差通过改变$F^{\prime}$和$F^{\prime \prime}$层的磁化的相对取向来控制。
2017-10-19 cond-mat.supr-con
Link between supercurrent diode and anomalous Josephson effect revealed by gate-controlled interferometry
本文通过栅控超导量子干涉仪在同一约瑟夫森结上同时测量$φ_0$位移和超电流二极管效率，揭示二者直接关联，并证明二极管效应主要源于自旋轨道与塞曼场导致的磁手性各向异性。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson supercurrent in a topological insulator without a bulk shunt
在三维拓扑绝缘体Bi 1.5Sb 0.5Te 1.7Se 1.3中引入了约瑟夫森超导电流。我们表明，在Bi 1.5Sb 0.5Te 1.7Se 1.3剥离薄片的运输是由表面状态和体电导率可以忽略不计的温度下，我们研究的邻近诱导超导。我们在几个Bi 1.5Sb 0.5Te 1.7Se 1.3薄片上制备了宽度为40 nm量级、长度为50 ~ 80 nm量级的约瑟夫森结，并测量了低至30 mK的温度。夫琅和费模式明确地揭示了超电流是约瑟夫森超电流。测量的临界电流可重复地观察到不同的设备和多次冷却后，和临界电流对温度的依赖性，以及磁场可以很好地解释扩散输运模型和几何效应。
2014-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex-like current states in Josephson ballistic point contacts
本文从理论上研究了在平行于接触界面的堤岸中注入输运超电流时的稳态约瑟夫森效应。这种超导与接触的银行之间的序参量相位差的共存导致在弱连接中出现准粒子，这产生了电流，局部化在接触的附近，并逆流到运输超导。我们回顾了我们以前的研究结果之间的弱联系载流常规和非常规（d波）超导体。并进一步研究了载流超导体之间双点接触形式的弱连接。得到了包含类涡状态的电流分布图。
2005-12-02 cond-mat.supr-con
Supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions with heavy metal interlayers. II. Canted magnetization
理论工作表明，在同时含有铁磁体和自旋轨道耦合源的约瑟夫森结中可以产生相等的自旋三重态库珀对。我们最近的实验工作表明，自旋三重态库珀对不产生的Pt自旋轨道耦合层时，铁磁弱链接完全在平面各向异性（N。卫星和N.O. Birge，Phys.Rev.B97，214509（2018））。在这里，我们再次使用Pt作为自旋-轨道耦合源和具有面内和面外磁化分量（倾斜磁化）的[Co（0.4 nm）/Ni（0.4 nm）] $_{\times8}$ /Co（0.4 nm）铁磁弱连接的实验。倾斜磁化比我们以前的实验工作更接近理论预测。我们的研究结果表明，有没有超导的贡献，在我们的路口从相等的自旋三重态。此外，这项工作还包括第一次系统的研究超导铜层间厚度的依赖性，一个共同的额外的层用于缓冲的铁磁体的生长，并为钴可能显着改善生长形态。我们报道了在[Co（0.4 nm）/Ni（0.4 nm）] $_{\times8}$ /Co（0.4 nm）铁磁弱链中，通过调节Cu中间层的厚度，可以使超电流增强两个数量级以上.这一结果在超导自旋电子学中有重要的应用，在超导自旋电子学中，器件需要大的临界电流。
2019-05-21 cond-mat.supr-con
Long-ranged triplet supercurrent in a single in-plane ferromagnet with spin-orbit coupled contacts to superconductors
通过将传统的自旋单重态库珀对转换为极化的自旋三重态对，有可能维持长距离的自旋极化超电流流过强极化的铁磁体。通过自旋-轨道相互作用而不是磁不均匀性获得这样的转换，最近在文献中进行了探索。关于实验检测的一个具有挑战性的方面是，为了使Rashba自旋-轨道相互作用（例如由于反转对称性破缺而存在于界面处）产生这种长程超电流，需要磁化的面外分量。这限制了材料的选择，并可能在超导区域中引起涡流，使测量结果的解释复杂化。因此，需要确定一种方法，其中Rashba自旋轨道相互作用可以诱导长距离的超电流，用于磁化的纯平面内旋转。在这里，我们表明，这是可能的，在横向约瑟夫森结中，两个超导电极放置在铁磁膜通过两个薄，重正常金属接触。当仅使用单个磁性层时，在这样的设置中的超电流的幅度变得可通过面内磁化角来调节。这些结果可以提供一种新的和更简单的方法来产生可控的自旋极化的超电流比以前的实验，利用复杂的磁织构约瑟夫森结。
2019-10-29 cond-mat.supr-con
Theory of scanning gate microscopy imaging of the supercurrent distribution in a planar Josephson junction
本文利用扫描门显微镜技术，从理论上研究了在垂直磁场作用下超导-正常-超导平面结中超导电流分布的映射。我们发现，如果结中的通量设置为接近夫琅和费图案的最大值，则约瑟夫森涡旋中排列的反向传播超电流的分布可以通过扫描探针尖端感应的临界电流的变化来映射。相反，当磁场将结驱动到夫琅和费模式中的超电流最小值时，超导相适应，并且尖端总是增加超电流。垂直的磁场导致约瑟夫森涡旋的形成，其高度透明的结的延伸取决于电流的流通方向。我们表明，这导致一个不对称的超电流分布在交界处，这可以通过扫描栅显微镜揭示。我们解释我们的研究结果的基础上的数值计算的短和长结的限制，并提供了一个现象学模型所观察到的现象。
2022-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-triplet Supercurrent through Inhomogeneous Ferromagnetic Trilayers
最近的一个实验[J。a. Robinson，J. D. S. Witt和M. G. Blamire，Science，\textbf{329}，5987（2010）]，我们在此研究通过由夹在两个常规s波超导体之间的Ho $\mid$ Co $\mid$ Ho三层组成的非均匀铁磁区域建立远程自旋三重态超电流的可能性。我们利用一个完整的数值解中的扩散制度的运输和研究的超电流的各种实验相关配置的铁磁三层的行为。我们获得定性非常好的协议与实验数据的行为的超电流作为一个函数的宽度的Co层，$L_\text{Co}$。此外，我们发现了一个合成的0-$π$振荡叠加快速振荡时，改变的Ho层的宽度，特别是在Ho的螺旋磁化织构。我们无法重现在该制度中实验观察到的超电流中的异常峰，但注意到所获得的结果对Ho层中的精确磁化分布非常敏感，这可能是我们的模型与实验报告数据之间存在差异的原因。我们还研究了超导系统中的本质上不均匀的Ho铁磁体取代畴壁铁磁体，并发现类似的行为在Ho $\mid$ Co $\mid$ Ho的情况下。此外，我们提出了一种新型的磁性约瑟夫森结，它只包括一个畴壁铁磁体和一个均匀的铁磁层，除了简单的磁化曲线，还提供了一个可调的远程自旋三重态超电流。最后，我们讨论了我们的研究结果的一些实验方面。
2010-09-14 cond-mat.supr-con
Supercurrent blockade in Josephson junctions with a Majorana wire
本文研究了具有马约拉纳费米子端态的拓扑非平凡超导线与s波BCS超导电极隧道耦合的约瑟夫森效应。在S-TS结中，在相当一般的条件下不可能有超电流流动。对于S-TS-S结，体TS准粒子必须是可接近的以具有约瑟夫森效应。在无相互作用的情况下，我们得到了精确的电流-相位关系（CPR），并发现π周期行为与负临界电流弱隧道耦合。然后，充电效应导致异常CPR $I(φ)=I_c \cosφ$，其中奇偶敏感临界电流I_c提供马约拉纳状态的签名。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
