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
Facet-selective ballistic supercurrent in a weak topological insulator
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Gothenburg（哥德堡大学）；Max-Planck-Institut für Festkörperforschung（马克斯·普朗克固体研究所）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Radboud University（拉德堡德大学）；Tohoku University（东北大学）
在弱拓扑绝缘体ZrTe5的约瑟夫森结中，通过超导量子干涉观测到类似SQUID的临界电流振荡，证实超流集中在特定晶面，并表现出弹道输运特征，为面分辨超导器件和高阶拓扑超导提供了平台。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Supercurrent decay in ballistic magnetic Josephson junctions
我们研究了弹道磁约瑟夫森结的输运性质，并建立了超导抑制是一个内在的属性的结，即使在没有无序。通过研究铁磁体厚度、磁化强度和晶体取向的作用，我们展示了超导电流如何随厚度呈指数衰减，并确定了两种机制：（i）大的交换分裂可以隔开少数或多数载流子，导致结中Andreev反射的抑制，（ii）由于准粒子速度随横向动量的显著色散，不同模式之间失去同步。我们的结果与最近的实验研究Nb/Ni/Nb结是很好的协议。该方法结合密度泛函理论和Bogoliubov-de Gennes模型，为磁约瑟夫森结和超导磁自旋阀的材料组分优化开辟了一条途径.
2021-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Josephson current in ballistic Nb/InAs/Nb highly transmissive junctions
高透射弹道结被证明之间的Nb和二维电子气形成在InAs/AlSb异质结。一个可重复的制造协议产生高临界超电流值。电流-电压特性测量到0.4 K和所观察到的超电流的行为进行了分析，在一个弹道模型中的清洁限制。这项调查使我们能够证明一个内在的界面transmittance接近90%。的制造协议的可重复性，使它的兴趣的InAs为基础的超导体半导体混合器件的实验研究。
2002-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Comment on "Ballistic SNS sandwich as a Josephson junction"
本文通过费米子能级图像重新解释长弹道SNS约瑟夫森结中的超流问题，并指出Sonin近期相关论文存在错误结果。
2023-07-22 cond-mat.supr-con
Critical Josephson current in ballistic superconductor-graphene systems
我们计算了弹道石墨烯约瑟夫森结的超导电流的相位、温度和结长的依赖关系。对于低温，我们发现非正弦依赖的超导体相位差的超导体短和长结。的偏度，其特征的电流相位关系从一个简单的正弦曲线的偏差，示出了小电流的临界电流的线性依赖。我们讨论的相似之处和差异方面的经典理论的约瑟夫森结，其中的薄弱环节形成的扩散或弹道金属。指出了与石墨烯约瑟夫森结的其他近期理论结果的关系，并认为我们的工作可能的实验相关性。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall 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
Electrostatic tailoring of magnetic interference in quantum point contact ballistic Josephson junctions
研究了量子点接触弹道式约瑟夫森结中超导电流的磁静电剪裁。蚀刻的InAs基异质结构与超导铌引线横向接触，并且两个蚀刻的侧栅极的存在允许与垂直磁场的应用相结合，通过耗尽弱连接来连续地修改磁干涉图案。对于较宽的交界处的超电流提出了一个夫琅和费的干扰模式与周期h/2 e，而通过静电收缩的弱链接，周期性不断演变为单调衰减。这些设备代表了新的可调结构，可能会导致难以捉摸的马约拉纳费米子的研究。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-controlled Supercurrent in Ballistic InSb Nanoflag Josephson Junctions
具有强自旋轨道耦合和大Lande g因子的高质量III-V族窄带隙半导体材料为高速电子学、自旋电子学和量子计算领域的下一代应用提供了有前途的平台。锑化铟（InSb）提供窄的带隙、高的载流子迁移率和小的有效质量，因此在这方面非常有吸引力。事实上，这种材料近年来因实现支持马约拉纳零模的拓扑超导态而引起了极大的关注。然而，高质量的异质外延二维（2D）InSb层是非常困难的实现，由于大的晶格失配与所有常用的半导体衬底。另一种途径是生长独立的单晶2D InSb纳米结构，即所谓的纳米标志。在这里，我们展示了弹道约瑟夫森结器件的制造的基础上，InSb nanoflags与Ti/Nb的接触，显示栅极可调的接近感生的超电流高达50 nA，在250 mK和一个相当大的过剩电流。该器件显示出清晰的分谐波间隙结构的签名，表明在交界处的相位相干传输和高透明度的接口。这使得InSb纳米标志成为先进量子技术的通用和方便的2D平台。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multiterminal Quasiballistic Josephson Effect in Monocrystalline Gold
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；All-Russian Research Institute of Automatics n.a. N.L. Dukhov (VNIIA)（N.L. 杜霍夫全俄自动学研究所）；Institute of Nanotechnology of Microelectronics of RAS（俄罗斯科学院微电子纳米技术研究所）；HSE University（高等经济大学）
单晶金中实现多终端 ballistic 约瑟夫森效应，通过非局域传输测量揭示超流电流与相位相干性的关系。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fraunhofer response and supercurrent spin switching in black phosphorus with strain and disorder
我们建立了在磁交换场和磁应变作用下弹道和无序超导单层黑磷器件的理论模型。弹道的情况下，通过一个微观Bogoliubov-德Gennes形式主义的研究，而无序的情况下，我们制定了一个准经典模型。利用这两个模型，我们从理论上研究了二维黑磷约瑟夫森结中超导电流对外加磁场的响应。结果表明，当费米能级和机械应变发生变化时，弹道样品中的超电流对垂直磁场的响应会偏离标准的夫琅和费干涉图样。这一发现表明，化学势和应变的组合是一个有效的外部旋钮，以控制高灵敏度应变效应晶体管和超导量子干涉器件的电流响应。我们还研究了超导体-铁磁体-铁磁体-超导体结中的超导电流，其中两个相邻磁化区域的磁化强度是均匀的，但取向不一致。我们表明，磁化错位可以控制激发的谐波高于一次谐波sin（φ）（其中φ是超导体之间的相位差），在超导电流，并构成一个完整的自旋开关电流元件。最后，我们讨论了可能的实验实现我们的研究结果。我们预见我们的模型和讨论可以为实验者设计设备和未来的研究提供指导。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ballistic surface channels in fully in situ defined Bi$_4$Te$_3$ Josephson junctions with aluminum contacts
在这封信中，我们报告的电输运性质的Bi $_4$ Te $_3$在约瑟夫森结几何形状使用超导铝电极与钛互扩散障碍。Bi $_4$ Te $_3$被认为是一种双重拓扑绝缘体，由于时间反演和镜像对称性，强拓扑绝缘体相和晶体拓扑相共存.通过Bi $_4$ Te $_3$层的超导电流的形成由两步过程来解释。首先，由于Al/Ti电极的紧密接近，在电极正下方的Bi $_4$ Te $_3$层内感应出超导能隙。该间隙的大小通过分析在低电压偏置下在器件差分电阻内识别的多个Andreev反射（MAR）来确定。第二，基于Andreev反射和反向Andreev反射过程，在这两个邻近耦合区之间的弱连接区中建立超电流。的临界电流以及火星的温度依赖性的分析表明，主要是弹道超电流的贡献之间的邻近的Bi $_4$ Te $_3$区域，即使该材料的特点是由半金属体相。这些弹道模式的存在给出了指示的拓扑性质的Bi $_4$ Te $_3$。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate Tunable Supercurrent in Josephson Junctions Based on Bi2Te3 Topological Insulator Thin Films
本文报道了超导Nb电极接触的Bi_2Te_3拓扑绝缘体（TI）薄膜组成的约瑟夫森结的输运测量结果。对于结长L = 134 nm的器件，临界超电流Ic可以通过调整TI膜的载流子类型和密度的电栅极来调制。当TI接近电荷中性区，费米能接近表面态的狄拉克点时，IC可以达到最小值。在p型区，约瑟夫森电流可以很好地描述由短弹道结模型。在n型区域中，在0.7 K < T < 3.8 K时结是弹道的，而对于T < 0.7 K，扩散体模出现并贡献比弹道模型更大的Ic。我们将p型区中扩散体模的缺乏归因于pn结的形成。我们的工作为寻找TI基超导器件中的Majorana零模提供了新的线索。
2021-03-09 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
Spin-flip scattering and critical currents in ballistic half-metallic d-wave Josephson junctions
本文利用Bogoliubov de Gennes方程分析了弹道超导体/半金属/超导体结中的直流约瑟夫森效应。我们研究了自旋激活界面的作用，并比较了不同的超导体对称性，包括d波配对，如何影响约瑟夫森电流。我们分析了临界电流作为结的宽度，温度和自旋反转的强度和方向的函数。特别是，我们证明了在dxy对称的情况下，超导电流的温度依赖性定性地不同于s和dx 2-y2对称性。此外，我们推导出了Andreev束缚态能量的一般解析表达式，该表达式显示了如何通过控制界面处的磁失调来诱导0-π跃迁或连续改变结的基态相位。
2012-03-07 cond-mat.supr-con
Josephson inductance as a probe for highly ballistic semiconductor-superconductor weak links
本文对基于外延Al-InAs异质结的弹道式约瑟夫森结的约瑟夫森电感和直流输运特性进行了同步测量。有限偏置电流下的约瑟夫森电感直接揭示了电流-相位关系。在不需要相位偏置的情况下提取了邻近诱导间隙、临界电流和透明度$\barτ$的平均值，证明了例如~ $\barτ=0.94$的接近1的值。我们的方法使我们能够深入探测设备在非耗散制度，普通的运输测量是没有特色的。在垂直磁场中，结的临界电流呈现出近乎完美的夫琅和费图形，对$\barτ$的大小不敏感。相比之下，电感中的超电流干扰的特征对$\barτ$极其敏感。
2021-02-04 cond-mat.supr-con
Discovery of Terahertz Second Harmonic Generation from Lightwave Acceleration of Symmetry--Breaking Nonlinear Supercurrents
本文报道了具有反转对称平衡态的超导体中的太赫兹二次谐波产生。在单脉冲发射中观察到这样的SHG信号，通过周期性驱动，用调谐到SC能隙以下的多周期THz电场，并且在SC临界温度以上消失。我们解释了微观物理的动力学对称性破缺原理在亚太赫兹周期，通过使用量子动力学模型之间的相互作用的强太赫兹光波的非线性和脉冲传播。由于子循环库珀对加速，SC内部的所得非零积分脉冲区域驱动光波非线性超电流，与直流相反。偏置超导体，这可以通过能带结构和太赫兹泵浦场控制。
2019-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum oscillations of the critical current and high-field superconducting proximity in ballistic graphene
基于石墨烯的约瑟夫森结为研究石墨烯独特的电子光谱引起的邻近效应和通过栅极电压调节结特性的可能性提供了一个新的平台。在这里，我们描述了石墨烯结的平均自由程为几微米，低接触电阻和大的超电流。这种器件不仅在正常态电阻中，而且在临界电流中表现出明显的法布里-珀罗振荡。在低于10 mT的磁场中，邻近效应大部分被抑制，显示出常规的夫琅和费图案。出乎意料的是，即使在高于1 T的磁场中，也存在一些邻近性。超导态随机地出现和消失作为场和载流子浓度的函数，并且它们中的每一个都表现出接近于普适量子极限的超导载流能力。我们将高场约瑟夫森效应归因于在石墨烯边缘附近持续存在的介观Andreev态。我们的工作揭示了新的邻近制度，可以控制的量子限制和回旋运动。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in ballistic graphene
我们在无杂质的超导体-正常超导体（SNS）结中求解Dirac-Bogoliubov-De-Gennes方程，以确定可以流过具有重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的最大超电流。结果由超导能隙和结的纵横比（长度L，相对于宽度W和超导相干长度小）确定。从零掺杂的狄拉克点出发，我们恢复了通常的弹道结果，其中费米波长取代了L。临界电流和正常状态电阻的乘积在接近狄拉克点时保持其普适值（直到数值前因子）。
2006-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet supercurrents in clean and disordered half-metallic ferromagnets
具有不同有序相的材料之间的界面为研究物理学中的基本问题提供了独特的机会。一个例子是单重态超导体和半金属铁磁体之间的界面，其中库珀配对发生在一侧具有相反自旋的电子之间，而另一侧显示100%自旋极化。因此，最近通过半金属CrO_2的超导电流的令人惊讶的观察，需要一个机制之间的转换非极化和完全自旋极化的超电流。在这里，我们提出了一个转换机制的基础上，电子自旋进动连同三重态对旋转的界面与破坏自旋旋转对称性。在扩散极限的三重态超电流是占主导地位的内部相关的奇频率的s-波和偶频率的p-波对。在到弹道极限的交叉中，额外的对称分量变得相关。界面区域呈现出混合自旋对的超导态，具有极不寻常的对称性，为奇异的约瑟夫森器件开辟了新的前景。
2011-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Self-biased current, magnetic interference response, and superconducting vortices in tilted Weyl semimetals with disorder
我们推广了外磁场作用下具有倾斜带的Weyl半金属的准经典模型。该模型适用于弹道，中度无序，样品中含有高密度的杂质。我们采用这种形式主义，并表明，自偏置的超电流，创建一个100结，可以通过三重态通道外尔半金属。此外，我们的研究结果表明，多个超导逆转是通过不同的结厚度和参数表征外尔半金属。我们讨论了不同的参数对电荷超电流的夫琅和费响应的影响，以及这些参数是如何能够在三重态通道中移动邻近诱导涡旋的位置。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb-enhanced resonance transmission of quantum SINIS junctions
通过弹道门控SINIS结的相干电荷转移是通过Andreev态的共振隧穿介导的。在Andreev能级上容纳的额外电荷部分地补偿由栅极电压引起的电荷，从而保持电子波长并在宽范围的栅极电压中维持谐振条件。结果，与零库仑情况相比，结的透明度以及通过其的超电流可以显著增加。
2010-04-29 cond-mat.supr-con
$4π$-periodic Josephson supercurrent in HgTe-based topological Josephson junctions
约瑟夫森效应描述了两个超导体之间的弱连接中超导电流的一般外观。然而，它的确切物理性质深深地影响了超电流的性质。对约瑟夫森结的详细研究可以揭示超导配对（自旋-三重态关联，$d$波对称性）或电子输运（量子点，弹道通道）的微观性质。近年来，相当多的努力集中在超导体与拓扑绝缘体的耦合上，其中输运是由具有螺旋自旋极化的拓扑保护的狄拉克表面态介导的（而本体保持绝缘）。在这里，超导体的接近被预测会产生非常规的诱导$p$波超导性，具有拓扑保护的无隙Andreev束缚态的双重态，其能量随着跨结的超导相位差周期性地变化$4π$。在这篇文章中，我们报告了一个观察到的约瑟夫森结的3D拓扑绝缘体碲化汞的弱连接的射频辐射的异常响应。该响应被理解为是由于对超电流的$4π$周期性贡献，并且其幅度与无间隙Andreev双峰的预期贡献兼容。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic field influence on the proximity effect in semiconductor - superconductor hybrid structures and their thermal conductance
我们证明了磁场可以通过超导体中的抗磁屏蔽电流来影响NS结中的邻近效应。使用弹道准一维（Q1 D）电子通道作为一个例子，我们表明，超电流流动移动的邻近诱导的minigap在Q1 D系统的激发谱从费米能级到更高的准粒子能量。Q1 D通道的热导率（由正常Q1 D弹道系统的热导率归一化）被预测为在对应于激发能量的温度下表现为非单调行为的光谱特征。
2004-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic multiterminal Josephson structures: I. Effects of nonlocal weak coupling
我们研究了弹道四端约瑟夫森结构中的非局域相干输运（其中大块超导体（终端）通过干净的正常层连接，例如，二维电子气）。超导体的宏观波函数在正常区的相干各向异性叠加产生了相滑移线（与相滑移中心的二维类似物）和时间反演对称性破缺的二维涡旋态，以及相拖曳和磁通量转移等效应。在正常层中的本地Andreev态的隧穿密度被示出包含由终端之间的相位差控制的位置处的峰值。我们已经得到了这些影响的弹道介观四端SQUID的终端之间的控制超电流/相位差的一般依赖。
2001-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electromagnetic Response of a Pancake Vortex in Layered Superconductors
我们用准经典超导理论计算了涡旋核中的电流对交变电场的响应。我们考虑相对干净的超导体，其平均自由程大于相干长度（但仍然不在“超干净极限”）。核心的当前响应由Caroli，de Gennes和Matricon的束缚态主导，并且与Barthel和Stephen引入的“正常核心”模型获得的响应显著不同。Barclay和Stephen的模型描述了一个肮脏的核心的极限，而对于一个干净的超导体来说是失败的。束缚态的响应包括载流子的非耗散加速以及耗散电流。耗散在低频下占主导地位，并且电导率的实部大大超过正常状态电导率。这些耗散电流具有叠加在电场方向上的振荡超电流上的偶极结构。我们把反常耗散归因于零能束缚态的寿命效应。
1998-04-30 cond-mat.supr-con
