Energy Gap Substructures in Conductance Measurements of MgB2-based Josephson Junctions: Beyond the 2-Gap Model
对二硼化镁的两个超导能隙$Δ_π$和$Δ_σ$的一些理论分析预测了每个能隙内的子结构,而不是两个纯数字。最近的实验揭示了类似的结构。我们报告隧道电导数据提供额外的实验证据,这些功能。在c轴隧穿中没有这些特征,并且在子带隙中有尖锐的峰(与反电极材料相关),支持这些特征是MgB 2固有的结论。通过证明一个简单的两个间隙模型在拟合数据的不足,我们说明了能隙子结构的理论模型之间的一些区别是实验访问。
2014-03-22 cond-mat.supr-con
Phase Modulated Thermal Conductance of Josephson Weak Links
我们提出了一个准粒子热输运通过超导弱环节的理论。热导率取决于超导引线的相位差($ϕ$)。分支转换过程、接触附近的低能Andreev束缚态以及带隙边缘附近局域态密度的抑制都与相敏输运过程有关。结的透明度,温度和无序的影响,对电导的相位调制的理论结果的报告。对于高传输弱链接,$D\to 1$,在$ε_{\text{\tiny b}}=Δ\cos(ϕ/2)$的Andreev束缚态的形成导致抑制的状态密度的连续激发,传输热量,因此,减少的电导$ϕ\simeqπ$。对于低透射($D\ll 1$)势垒,当$T$下降到低于$T_c$(对于接近$ϕ=π$的相位差)时,在能量$ε\simeq(1+D/2)Δ$处的共振散射导致热导增加。
2003-09-02 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Josephson effect in mesoscopic ballistic multiterminal SNS junctions
我们提出了一个详细的研究非平衡约瑟夫森电流和电导的弹道多端SNS设备。非平衡是通过准粒子注入从正常水库连接到正常的一部分结。通过在正常储存器处施加电压,可以抑制约瑟夫森电流或者可以反转电流的方向。对于长于热长度$L\ggξ_T$的结,非平衡电流随施加电压线性增加,在等于短结的平衡电流的值处饱和。电导在$eV \sim \hbar v_F/L$附近表现出有限的偏置异常。对于对称注入,电导以超导体之间的相位差$ϕ$周期性地振荡$2π$,最小值($ϕ=0$或$π$)的位置取决于施加的电压和温度。对于非对称注入,非平衡约瑟夫森电流和电导都成为相位差的$π$ -周期。在NS界面处包含势垒引起总约瑟夫森电流相对于结长的谐振行为,其周期为$\sim λ_F$。三个和四个终端结进行了研究。
1999-04-20 cond-mat.supr-con
Selective Control of Conductance Modes in Multi-terminal Josephson Junctions
多终端约瑟夫森结的Andreev束缚态谱形成人工能带结构,该能带结构被预测在一定条件下具有可调拓扑相位。然而,多终端约瑟夫森结的终端之间的电导模式的数量必须是少数,为了使这个频谱是实验上可访问的。在这项工作中,我们采用量子点接触几何的三端约瑟夫森器件。我们展示了独立控制的电导模式之间的每对终端和访问的单模制度共存的超导耦合的存在。这些结果为实现多终端约瑟夫森结中可调谐Andreev束缚态谱提供了一个完整的平台。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Negative conductance in driven Josephson junctions
我们调查的最佳制度的负值电导,出现在一个电容和电容并联约瑟夫森结,这是同时驱动的,一个时间周期(AC)和一个恒定的(DC)电流。我们分析了绝对负电导区的电流-电压特性。我们还探讨了相对于交流电流频率的负响应的稳定性。
2008-03-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Quantum transport in ballistic $s_\pm$-wave superconductors with interband coupling: conductance spectra, Josephson current, and crossed Andreev reflection
我们研究了弹道$s_\pm$波超导体中的量子输运,其中包括两个带之间的耦合,并将我们的模型应用于三种可能的探针,用于检测这种配对状态的内部相移:N $|s_\pm$波结中的隧道光谱,双引线N $|s_\pm$波$|$ N系统中的交叉Andreev反射,和S波$|$/$|s_\pm$波约瑟夫森结中的约瑟夫森电流。而前两个探针是不敏感的超导相在没有带间耦合,约瑟夫森效应本质上是相位相关的,而且被证明是相对不敏感的带间耦合的强度。聚焦于约瑟夫森电流,我们发现0- $π$跃迁作为两个带的有效势垒透明度的比率的函数,以及作为温度的函数的类似的相移效应。这个$s_\pm$波模型的一个基本特征是非正弦性的电流相位关系,我们计算的依赖性的临界电流上的外部磁场,显示如何这个功能可能是实验观察到的这个系统。我们还评论了可能的实验检测的相移效应在$s_\pm$波超导体。
2009-10-08 cond-mat.supr-con
Zero-bias conductance peak and Josephson effect in graphene-NbTiN junctions
我们报告的电子传输测量接触NbTiN电极,在低温下保持超导高达至少11特斯拉的石墨烯。在一个单一的超导接触的设备,我们发现在零偏置的电导,我们解释在无反射隧穿的两倍以上的增强。在具有两个超导接触的器件中,我们观察到了约瑟夫森效应、双极超电流和夫琅和费斑图。
2012-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Negative conductances of Josephson junctions: Voltage fluctuations and energetics
本文研究了一种由时间周期电流和恒定电流共同驱动的电容并联约瑟夫森结。我们的研究涉及三个主要问题:(A)跨结的电压波动;(B)以Péclet数表示的传输质量;(C)来自外部电流的能量转换效率。这些问题进行了讨论,在不同的参数制度,导致:(i)绝对负电导;(ii)负微分电导,和(iii)正常的,欧姆类电导。研究了系统最优运行的条件。
2009-02-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Unusual Superconducting Proximity Effect in Magnetically Doped Topological Josephson Junctions
研究了磁掺杂拓扑绝缘体(TI)拓扑约瑟夫森结的输运性质。Nb/Fe-Bi $_2$ Te $_2$ Se/Nb结的电导谱在低于1 K的温度下显示出一个不寻常的三叉形零偏压电导峰,峰宽为$\sim$ 6 $μ$ V,三叉峰的中心峰代表直流约瑟夫森电流,侧峰可能反映了非常规的库珀对.此外,临界电流与温度成反比,这也可能反映了非常规邻近效应的存在。此外,微波辐射导致电导谱从峰值结构急剧变化为振荡结构,这是交流约瑟夫森超电流的标志。高功率射频辐照下交流约瑟夫森效应的电流-相位关系为4 $π$周期。结果表明,基于磁掺杂的3D TI的结可以实现非常规的库珀配对,从而能够获得马约拉纳束缚态和非常规超导的基本物理。
2020-02-12 cond-mat.supr-con
Above-gap Conductance Anomaly Studied in Superconductor-graphene-superconductor Josephson Junctions
研究了超导体-石墨烯-超导体(SGS)约瑟夫森结的电输运性质。在低偏压下,我们观察到了常规的邻近耦合约瑟夫森效应,如超电流流过石墨烯,Andreev反射导致的微分电导的子隙结构,以及与石墨烯垂直的磁场H对临界电流Ic的周期性调制。然而,在高于超导能隙电压的高偏压下,我们还观察到微分电导的异常跳跃,其电压位置对背栅电压Vg敏感。我们的广泛的研究与不同的Vg,温度和H表明,上述间隙结构发生在一个特征功率P*,这是无关的Vg为一个给定的结。P* 的温度和H依赖性很好地解释了石墨烯中电子温度的增加。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson spectroscopy study of kagome superconductors toward the deep point-contact regime
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(粤港澳大湾区量子科学中心);State Key Laboratory of Quantum Functional Materials, Department of Physics, and Guangdong Basic Research Center of Excellence for Quantum Science, Southern University of Science and Technology(南方科技大学)
通过kagome超导体研究,发现深点接触极限下零偏导电性偏离二次依赖关系,并揭示电路串联电阻对零偏导电性饱和的影响,为低临界温度材料中的反常物理研究提供新的探测方法。
2026-05-07 cond-mat.supr-con
Observation of mesoscopic conductance fluctuations in YBaCuO grain boundary Josephson Junctions
在高临界温度超导体(HTS)晶界结中,可重复地观测到低温下法向电阻R_N的磁涨落。我们把它们归因于在窄通道中的介观输运穿过晶界线。无量纲能量似乎是相关的能量标度。我们的研究结果对高温超导晶界的准粒子弛豫和相干输运具有重要意义。
2006-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Weyl nodes in Andreev spectra of multiterminal Josephson junctions: Chern numbers, conductances and supercurrents
我们考虑介观四端约瑟夫森结,研究Andreev子带的涌现拓扑性质。我们使用的Wigner-Dyson类散射矩阵的带色散的约束分析。当超导导线正常区的散射矩阵与能量无关时,Andreev谱的行列式公式可化为一个回文方程,该方程有一个完整的解析解。带拓扑表现为外尔节点的外观,作为单极有限贝里曲率。相应的通量量化的陈数转化为一个量化的非局部电导,我们明确计算的时间反演对称散射矩阵。拓扑制度也可以确定的超导约瑟夫森电流相位关系表现出明显的非解析行为和不连续性附近的外尔点,可以在实验中可控地访问。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Bound States and Josephson Coupling in YBCO/Pb tunnel junction
我们原位制备了[103]和[110]YBCO/Pb结,它们显示出具有明确的准粒子分支和约瑟夫森电流的滞后行为。在d波超导体表面的Andreev束缚态(ABS)的隧穿电导中观察到零能量电导峰。在低温下观察到的这个峰的分裂可以证实存在打破时间反演对称性的表面态。然而,到目前为止,我们还没有看到任何证据表明约瑟夫森电流和零能ABS之间的耦合,由Y。Tanaka和S.柏屋(PRB 56 p.892)。
1999-09-14 cond-mat.supr-con
Quasiparticle conductance in Spin Valve Josephson Structures
本文研究了$S_1/F_1/N/F_2/S_2$形式的干净铁磁约瑟夫森结构中的准粒子电流,其中$S$、$F$和$N$分别表示超导层、铁磁层和正常层.我们的重点是作为偏置$V$的函数的电导$G$的结构上,强调的subgap区域。我们使用一个完全自洽的数值方法,耦合到一个传输矩阵的过程中提取$G(V)$。我们选择适当的材料参数实验实现钴铜铌结构。我们发现一个共振峰结构作为中间层厚度和$F$层之间的错位角$ϕ$的函数。为了理解这种共振结构,我们开发了一种近似分析方法。对于实验相关的厚度,电导有多个subgap峰值之间的低和临界偏置位置的位置振荡。这些振荡发生在$ϕ$和层厚度中。我们比较了我们的结果与自旋阀结构$(F_1/N/F_2/S_2)$,并讨论了我们的结果的自旋约瑟夫森器件的制造的影响。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Limiting mechanism for critical current in topologically frustrated Josephson junctions
Eu 3 + Sr $_2$ RuO $_4$ -Ru样品与$μ$ m-尺寸的Ru金属夹杂物支持在所谓的3-开尔文相中的Sr $_2$ RuO $_4$的体转变以上的非均匀超导性。在Maeno等人实现的Pb/Ru/Sr $_2$ RuO $_4$约瑟夫森结中,Pb膜间接耦合到超导体Sr $_2$ RuO $_4$,这是由邻近诱导的超导Ru夹杂物介导的,通过Ru和Sr $_2$ RuO $_4$之间的界面产生扩展的约瑟夫森接触。出于这个实验设置,我们制定了一个正弦戈登模型的约瑟夫森相的接口,假设一个简单的圆柱形的Ru夹杂物托管的邻近诱导$s$波超导相。考虑到Sr $_2$ RuO $_4$是一种手征$p$波超导体,我们讨论了两种类型的约瑟夫森结,一种是由于Sr $_2$ RuO $_4$中序参量的性质而产生的阻挫结,另一种是拓扑平凡的3-Kelvin相的无阻结。虽然后一种情况显示标准的结的行为,前者产生一个不寻常的限制机制的临界电流,基于钉扎-脱钉过渡的自发诱导的磁通量驱动的外部施加的电流。我们分析了不同的耦合限制,并表明,不同的临界电流可以出现两种拓扑结构。这一概念很好地符合最近的实验数据获得的上述设置显示了异常的温度依赖性的临界电流在转变温度$T_c $的散装Sr $_2$ RuO $_4$。
2014-08-04 cond-mat.supr-con
Observation of Ising-like critical fluctuations in frustrated Josephson junction arrays with modulated coupling energies
我们报告的交流片电导测量的结果进行充分挫折的约瑟夫森结,其耦合能量是周期性调制的主要晶格方向之一的方形阵列。这样的系统被预测表现出两个不同的转变:一个低温伊辛样转变引发的畴壁的增殖和高温过渡驱动的涡旋解约束机制的Beresinskiii-Kosterlitz-无约束力(BKT)理论。超流和耗散组件的电导被发现表现出的功能,明确地表明存在一个双过渡的性质是一致的伊辛-BKT的情况。
2001-11-12 cond-mat.supr-con
Resonant transport through midgap states in voltage-biased Josephson junctions of d-wave superconductors
本文从理论上研究了d波超导体偏压平面结中的交流约瑟夫森效应。对于某些取向的超导体,电流-电压特性曲线在有限电压处出现电流峰值。我们挑选出相关的物理过程,并写出一个电流的解析公式,它清楚地表明了中能隙态是如何作为共振并产生峰值的。我们提出了一个可能的解释的零偏压电导峰,最近发现在实验中的晶界结的高温超导体,在共振传输通过midgap态的准粒子经历多次Andreev反射。我们注意到,在我们的框架内,零偏置电导峰出现在d波超导体的相当透明的约瑟夫森结中。
1998-11-20 cond-mat.supr-con
Extremely weak electron-phonon coupling in Josephson junctions built on InAs on Insulator
NEST, Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore(NEST,意大利国家纳米科学研究所和比萨高等师范学校)
在绝缘体上生长的InAs Josephson结实现了极弱的电子-声子耦合和全静电可调性,为相干热电子学和超灵敏热电计等应用提供了新平台。
2026-03-02 cond-mat.supr-con
Limits of Thermal Conductance Quantization in Chiral Topological Josephson Junctions
Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡大学);University of Augsburg(奥格斯堡大学)
研究揭示了在 chiral 超导约瑟夫森结中,通过调控动量空间结构和几何参数,可实现热导量子化与非局部电导的调控。
2026-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal budget of superconducting digital circuits at sub-kelvin temperatures
到目前为止,超导单通量量子(SFQ)电路已经被开发和优化,用于在氦温度或更高温度下运行。然而,SFQ方法还应该为约瑟夫森结量子位和其他具有低得多的毫开尔文工作温度的应用提供潜在可行和可扩展的控制和读出电路。本文分析了在这个新的温度范围内变得重要的过热问题。我们提出了SFQ电路在亚开尔文温度下的热模型,并给出了支持这个模型的电子和硅衬底过热的实验结果。该模型建立了定量的限制耗散功率的“本地”电子过热电阻器和“全球”过热,由于沿基板的弹道声子传播。SFQ电路的过热问题的热设计中可能发生的变化进行了讨论。
2005-09-13 cond-mat.supr-con
Electrically controllable thermal transport in Josephson junctions based on buckled two-dimensional materials
本文研究了基于屈曲二维材料(BTDM)的超导-反铁磁-超导和超导-铁磁-超导结中的热输运性质。由于BTDM独特的屈曲亚晶格结构,在这两个结的热导的相位依赖性可以有效地控制由垂直电场。利用磁性区域的能带结构阐明了热导电调谐的基本机制。我们还揭示了反铁磁交换场和铁磁交换场在热导中的不同表现。这些结果表明,垂直电场可以作为一个旋钮,外部操纵的相位相干热输运在BTDM为基础的约瑟夫森结。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Josephson effect in short-arm diffusive SNS interferometers
研究了短臂三端扩散干涉仪中的非平衡约瑟夫森效应和相控电导。我们考虑了强邻近效应,并研究了耗散电流和约瑟夫森电流共存于同一邻近区域内的相互作用。在具有透明界面的结中,约瑟夫森电流的抑制出现在相当大的电压$eV\sim Δ$处,并且电流在$eV\geqΔ$处消失。约瑟夫森电流反转在具有电阻性界面的结中成为可能,其中反转发生在施加电压的有限间隔内。由于存在相当大的和相位相关的注入电流,在电流偏置结中测得的临界电流与最大约瑟夫森电流不一致,并且当真实约瑟夫森电流被抑制时仍然是有限的。电导的电压依赖性显示出两个明显的峰值,在体间隙能量,并在邻近间隙能量;电导的相位振荡表现出定性不同的形式在小电压$eV<Δ$,并在大电压$eV>Δ$。
2003-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave-induced conductance replicas in hybrid Josephson junctions without Floquet-Andreev states
通过栅控隧穿探针同时测量混合 Josephson 结的 Andreev 谱与电流-相位关系,证明微波诱导的电导复制峰源于光子辅助隧穿而非 Floquet-Andreev 态。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impact of spin-orbit coupling and Zeeman interaction on the multiple Andreev reflections subharmonic gap structure in nanoscopic Josephson junctions
AGH University of Krakow, Academic Centre for Materials and Nanotechnology(克拉科夫AGH大学,材料纳米技术学术中心)
研究自旋轨道耦合和塞曼场对电压偏置约瑟夫森结中多重安德烈夫反射次谐波能隙结构的影响,发现自旋轨道耦合引起的自旋混合在能带中打开避免交叉,导致电导中出现显著的多重安德烈夫反射特征,其可见性由能带自旋极化决定。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-dependent heat transport in Josephson junctions with p-wave superconductors and superfluids
本文研究了由非常规超导体或超流体制成的约瑟夫森结中的相位相干热输运。Bogoliubov-de Gennes形式主义内的一维和二维结的热导率进行评估。我们分析了三种不同的方案之间的两个三重态超导体与(i)螺旋配对,(ii)酉手征和(iii)非酉手征配对的结。我们发现,相位相关的热导使我们能够区分不同的配对,并提供洞察到拓扑非平凡的Andreev束缚态的形成在结。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance quantization in topological Josephson trijunctions
在两个超导体之间的结中流动的约瑟夫森电流是宏观量子相干性的显著表现,在计量学和量子信息中具有应用。这种平衡电流与结中Andreev态的形成有关,Andreev态的能量周期性地依赖于超导相位差。拓扑学成为预测Andreev态奇异性质的指南。特别是,拓扑超导体在其末端具有马约拉纳模式。然后,在与这样的引线的结中,两个马约拉纳模式的杂交导致Andreev状态与其能量相位依赖性的周期加倍。此外,拓扑保护的交叉点之间的Andreev状态的结有两个以上的引线可以通过一个量化的量子化的量子化。这一预测激发了最近制造多终端连接的努力。在这里,我们结合这两种拓扑效应来预测一个强大的非零量化的三角形拓扑线索。这种装置被设想通过它们的编织来揭示马约拉纳状态的任何性质。我们的预测可以用来评估一个给定的结确实适合执行其编织功能。
2021-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reduced leakage current in Josephson tunnel junctions with codeposited barriers
约瑟夫森结的制作使用两种不同的方法形成的障碍。所采用的三层是蓝宝石上的Nb/Al-AlOx/Nb,其中前两层是外延的。通过将Al表面暴露于O2或通过在O2背景中共沉积Al来形成氧化物阻挡层。共沉积过程中产生的结,表明理论预测的亚间隙电流和没有可测量的分流电导。与此相反,与热氧化形成的障碍的设备显示了一个小的分流电导除了预测的子间隙电流。
2010-12-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
ac Josephson effect in superconducting d-wave junctions
本文从理论上研究了超导平面d波结中的交流约瑟夫森效应。假设存在于两个超导体之间的绝缘势垒可以具有任意强度。这个系统的许多性质取决于d波超导体的取向:我们计算了约瑟夫森电流的交流分量。在一些布置中,由于中间带隙状态的存在,存在显著的负微分电导。我们研究如何强大的这些功能是有限的温度,并评论如何计算的电流-电压曲线与实验比较。对于其他一些配置(小势垒强度),我们发现零偏置电导峰由于多个Andreev反射通过midgap状态。此外,奇交流分量被强烈抑制,甚至在某些布置中不存在。这种缺失将导致约瑟夫森频率加倍。所有这些特征都是由于d波序参量在旋转$90^{\circ}$时改变了符号。最近,有几个理论报告平行电流在d波的情况下,无论是静止的约瑟夫森结和正常的金属超导结。在我们的例子中,也可能出现平行于结的电流密度,我们提出了几个例子,当这种情况发生时。最后,我们给出了一个相当完整的帐户所使用的方法,并讨论如何进行数值计算,以产生电流-电压曲线。
1998-07-06 cond-mat.supr-con
Photonic heat conduction in Josephson-coupled Bardeen-Cooper-Schrieffer superconductors
本文研究了两个约瑟夫森耦合的巴丁-库珀-施里弗(BCS)超导体之间的光子介导热流。我们证明,在标准的低温实验中,涉及温度偏置超导量子干涉器件(SQUID),这种辐射的贡献是可以忽略不计的,如果相比,直接电流的,但它大大超过了电子和晶格声子之间的热交换。对于实际的实验设置参数,发现相应的热导比热导的通用量子kappa_0(T)=pi k_B^2T/6 hbar小几个数量级。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the topological band structure of diffusive multiterminal Josephson junction devices with conductance measurements
与两个超导体接触的干净的正常金属中的Andreev束缚态的能量以超导体之间的超导相的差$Δϕ$分散,其方式与一维晶体中的电子的能量以电子的晶体动量$k$分散的方式大致相同。具有$n$超导体的正常金属映射到$n-1$维晶体上,每个维度对应于特定一对超导体之间的相位差$ϕ_i$。作为相位差$\{Δϕ_i\}$的函数的所得到的能带结构已经被提出具有拓扑性质,具有由准粒子谱中的间隙闭合的区域分离的不同陈数表征的间隙区域。对于与多个超导体接触的扩散正常金属,也预测了具有$\{Δϕ_i\}$的准粒子谱的类似复杂演化。在这里,我们表明,这种系统的费米能量的态密度的变化可以直接探测相对简单的电导测量,允许快速表征的能谱。
2022-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling Spectroscopy of Overdoped Bi2Sr2CaCu2O8+d Single Crystals
用点接触隧穿技术研究了过掺杂Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$(Bi-2212)单晶中的准粒子电流和约瑟夫森电流,其体T $_{c}$值接近62 K.高品质的超导体-绝缘体-正常金属(SIN)隧道结之间形成的Bi-2212晶体和金尖,显示良好的解决准粒子间隙功能,包括尖锐的电导峰。在两片Bi-2212晶体之间还获得了可再生的超导体-绝缘体-超导体(SIS)隧道结,从而产生了同时的准粒子电流和约瑟夫森电流。超导能隙值是使用具有d波对称性的模型从SIS数据获得的。SIS隧穿电导在高偏置电压下也表现出非常明显的对称凹陷和隆起。高偏置电导数据表明,凹陷和隆起特征是延伸到300-400 mV的较大频谱的一部分。SIN和SIS结的动态电导定性地类似于在最佳掺杂的Bi-2212上发现的动态电导,但是具有减小的间隙值($Δ$ =15-20 meV)。最大约瑟夫森电流取决于结电阻,其方式与Ambegaokar-Baratoff理论一致,但其$I_{c}R_{n}$乘积降低为$\sim$ 2.4 mV。
1998-07-30 cond-mat.supr-con
Josephson current in nanofabricated V/Cu/V mesoscopic junctions
报道了不同尺寸的平面V/Cu/V介观约瑟夫森弱链的成功制备及其低温行为分析。较短的结在350 mK时具有几十微安的临界电流,而约瑟夫森耦合持续到~2.7 K。良好的协议是通过比较测量的开关电流的扩散制度中持有的模型。我们的研究结果表明,V是一个很好的候选人的超导纳米器件的实施工作在几个开尔文。
2009-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Transport in single and parallel double InAs Quantum Dot Josephson Junctions with Nb-based Superconducting Electrodes
本文报道了与Nb或NbTiN超导电极接触的InAs单量子点和平行双量子点约瑟夫森结的电导和超电流测量结果。观察到大的超导能隙能、高的临界场和大的开关电流,这些都反映了Nb基电极的特点。对于平行双点,当两个点都处于共振状态时,我们观察到增强的超电流,这可能反映了分裂的库珀对隧穿。
2015-12-08 cond-mat.supr-con
Tunability of Andreev levels in a spin-active Ising Superconductor/Half Metal Josephson junction
利用Bogoliubov-de Gennes方程研究了具有自旋激活界面的洁净Ising超导体(ISC)/半金属(HM)/Ising超导体(ISC)约瑟夫森结中的Andreev能级、超导电流和隧穿电导。从理论上研究了ISC的自旋混合、自旋翻转和自旋轨道耦合对透明和不透明势垒极限下的Andreev束缚态谱、电流相位关系和隧穿电导的影响。由于ISC的SOC和不同势垒磁矩的$0 - π$跃迁,我们观察到Andreev能级的额外分裂。此外,不同的$ϕ$结可以通过调节势垒磁矩的强度和自旋失配角来实现。此外,对于比ISC的化学势强的SOC,也可以使用合适的控制参数来实现可能的$0 - π$转变。自旋混合和自旋翻转过程与SOC的相互作用也可以主机马约拉纳模式在拟议的系统。隧道电导被发现是依赖于自旋失配角。此外,一个有限的子间隙电导观察到,这表明不同的概率Andreev反射的电子和空穴在SOC的存在下。此外,观察到异常Andreev水平为不同的HM长度尺度,标志着其作用的$ϕ$ -相位约瑟夫森结的可调谐性。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase Diffusion in Single-Walled Carbon Nanotube Josephson Transistors
研究了单壁碳纳米管与超导电极耦合形成的约瑟夫森结中的电子输运。我们观察到增强的零偏压电导(高达10e^2/h)和显着的次谐波间隙结构的微分电导,这是由超导体/纳米管界面处的多次Andreev反射引起的。这些结的电压-电流特性显示从超导分支到电阻分支的突然切换,具有范围从50 pA到2.3 nA的栅极可调切换电流。在超导支路上观察到的有限电阻和开关电流的大小与基于经典相扩散模型的计算结果吻合得很好。
2007-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent in Nb/InAs-Nanowire/Nb Josephson junctions
我们报道了平面介观约瑟夫森结的制备和测量,该结由InAs纳米线耦合到超导Nb终端形成。使用具有不同体载流子浓度的Si掺杂的InAs纳米线允许调整结的性质。我们研究了结特性作为温度,栅电压和磁场的函数。在高掺杂浓度的纳米线结中,约瑟夫森超电流值可达100 nA,由于采用Nb作为超导体,约瑟夫森耦合在4K温度下仍能保持。在所有的结中,临界电流随磁场单调下降,这可以用最近发展的超小约瑟夫森结邻近效应的理论模型来解释。对于低掺杂的约瑟夫森结,通过改变栅电压来控制临界电流已被证明。我们研究了纳米线耦合到超导和正常的金属终端的电导波动。超导接触纳米线的电导波动幅度约为接触纳米线的6倍。电导涨落的增强归因于相位相干Andreev反射以及由于Nb电极的大超导能隙而产生的大量相位相干通道。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local and Nonlocal Transport Spectroscopy in Planar Josephson Junctions
本研究在外延 InAs/Al 平面约瑟夫森结中同步测量局域与非局域隧穿电导矩阵,揭示随磁场变化的能隙闭合重开及零偏压电导峰特征,并用无无序模型支持拓扑相变解释。
2022-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-tunable colossal magneto-heat resistance in ferromagnetic Josephson thermal valves
我们提出了一个热阀的基础上的热输运和邻近诱导的交换分裂约瑟夫森隧道结之间的相互作用。我们表明,结热导强烈依赖于在超导体中诱导的交换场的相对对齐。在适当的温度和相位条件下,以及合适的铁磁体-超导体组合下,预计会出现高达10^7%的巨大磁热电阻比。此外,量子相位剪裁,固有的约瑟夫森耦合,提供了一个额外的自由度的热导控制。我们的预测的相位相干和自旋相关的调谐的热通量可以提供一个有用的工具,在纳米级的热管理。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single Junction and Intrinsic Josephson Junction Tunneling Spectroscopies of Bi2Sr2CaCu2O8+d
报道了最佳掺杂和过掺杂的Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$单晶的Tunneling光谱测量结果。采用一种新的点接触方法从纳米晶体中获得了超导体-绝缘体-正常金属(SIN)和SIS断裂结以及本征约瑟夫森结(IJJ)。在同一晶体上获得三种结类型,以比较准粒子峰和更高的偏置凹陷/驼峰结构,这些结构也已在其他表面探针,如扫描隧道光谱和角度分辨光电子能谱中发现。然而,我们的IJJ准粒子谱一致地揭示了非常尖锐的电导峰,没有更高的偏置倾角结构。与单结值相比,IJJ电导峰值电压除以堆叠中的结数始终导致$Δ$的显著低估。这三种方法的比较表明,IJJ的显着不同的特性是非平衡效应的后果,而不是内在的准粒子功能。
2004-10-07 cond-mat.supr-con
Directional conductance of Andreev crystals in hybrid Josephson junction arrays
Center for Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所量子器件中心);Center for Quantum Information Physics, Department of Physics, New York University(纽约大学物理系量子信息物理中心);Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University(诺迪塔(斯德哥尔摩皇家理工学院与斯德哥尔摩大学联合机构));Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院物理系)
本文提出安德烈夫晶体中相邻超导体间的恒定相位差使能带具有方向性,从而实现仅允许单向信号传输的磁通和偏压可调滤波器。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling spectroscopy and Josephson current of superconductor-ferromagnet hybrids on the surface of a 3D TI
研究了三维拓扑绝缘体表面上超导体(S)/正常金属(N)/铁磁绝缘体(FI)/(正常金属)N'和S/N/FI/N'/S约瑟夫森结的电荷输运性质。我们发现在S/N/FI/N'结中存在非对称的局域态密度(LDOS),并指出N夹层的有限长度引起微分电导和LDOS的亚带隙共振尖峰。在S/N/FI/N ′/S结中,约瑟夫森电流呈现非正弦电流-相位关系,N(或N ′)夹层使临界电流单调减小。
2015-06-04 cond-mat.supr-con
Phase-sensitive transport at a normal metal-superconductor interface close to a Josephson junction
考虑了双$NIS_1IS_2$界面上的相位和偏压敏感准粒子输运。势垒$I$的范围从隧道到透明,并且中间区域$S_1$具有与超导相干长度相当的宽度。相位差$φ$被施加到约瑟夫森结$S_1IS_2$。在$NIS_1$界面处的正常和Andreev反射变得对$φ$敏感,并且在正常和异常通道中,传输由窄的$S_1$区域内的干扰控制。子隙电导分别是(能量$E$)和(相位$φ$)对称的。在超导能隙以上,即使在$(-E,-φ)$中改变$(E,φ)$,电导一般也不对称,但通过平均费米振荡恢复了对称性。Tomasch振荡被相位差放大。的子隙电导表现出共振结构的$S_1IS_2$结的Andreev束缚态(ABS)的能量,提供了这样的状态的侧光谱。根据结的相对电导率,共振可以增加或减少电导,并且对于$φ=π$,共振甚至可以消失,其特征在于在$S_1S_2$处的ABS对在$NS_1$处的准粒子的全反射。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced transport in hybrid mesoscopic normal-superconducting metal structures
使用基于准经典格林函数的方法,我们提出了一个理论研究中的介观S/N结构中的扩散极限的输运。本文讨论了具有势垒(零偏压和有限偏压反常)的S/N结构中的亚带电导。我们还分析了Andreev干涉仪的电导变化$δS(T)$的温度依赖性。我们发现,除了众所周知的低温最大值附近$T_c$第二个最大可能出现。本文给出了四端S/N/S接触中约瑟夫森效应和约瑟夫森临界电流可能符号反转的研究结果。
1998-11-26 cond-mat.supr-con
Using Josephson junctions to determine the pairing state of superconductors without crystal inversion symmetry
对具有反对称自旋轨道耦合的两超导体平面隧道结进行了理论研究。确定了这种超导体的半空间格林函数。然后,这是用来推导表达式的耗散电流和约瑟夫森电流的结。数值计算结果的情况下,Rashba自旋轨道耦合,相关的研究化合物CePt $_3$ Si。电流-电压图,微分电导和临界约瑟夫森电流的不同的晶体取向和不同重量的单重态和三重态的配对状态。主要结论是,具有不同晶体学取向的约瑟夫森结可能提供了这类超导体中的非常规配对与晶体中不存在反转对称性之间的直接联系。
2007-11-15 cond-mat.supr-con
Superconducting microstrip amplifiers with sub-Kelvin noise temperature near 4 GHz
我们提出了测量的放大器工作在3.8 GHz的150 MHz的带宽的基础上的微带输入线圈谐振的直流超导量子干涉器件(SQUID)与亚微米约瑟夫森结。噪声温度的测量使用两种方法:比较系统的信噪比的SQUID和没有在放大器链,并使用一个修改的Y因子技术,校准的窄带噪声被混合到SQUID放大器的工作频率。随着SQUID冷却到0.35 K,我们观察到的最小系统噪声温度为0.55 $\pm~0.13$ K,占主导地位的贡献从SQUID放大器。
2012-08-17 cond-mat.supr-con physics.ins-det
Andreev reflection observation in Nb/FeSi/Nb and Nb/FeSi/Si/Nb Josephson junctions
本文研究了具有超导/铁磁体(S/F)界面的约瑟夫森结Nb/FeSi/Nb的电学性质。由于Andreev反射,隧道结微分电导与正常态相比几乎精确地增加了四倍。在我们的交界处的S/F接口的透明度估计接近统一。由于使用非常光滑的非晶磁性FeSi合金用于阻挡层制备,获得了该几乎理想的值。Nb/FeSi/Nb隧道结的实际结构被描述为S/F/I/F/S结。还研究了Nb/FeSi/Si/Nb约瑟夫森结,在这些结上发现的结果证实了在Nb/FeSi/Nb中观察到的效应。
2004-06-10 cond-mat.supr-con
Superconducting Memristors
约瑟夫森在他最初的工作中预测,超导隧道结中应该存在相位相关的电导,这是一种难以检测的效应,主要是因为很难将其从通常的非耗散约瑟夫森电流中分离出来。我们提出了一个解决这个问题的方案,包括使用不同的超导材料来实现超导干涉仪的两个结。根据Ambegaokar-Baratoff关系,当临界电流相等时,两个结的电导不同,因此可以通过将回路中的磁通量固定在磁通量子的一半来抑制约瑟夫森电流,而不需要抵消相位相关的电导。我们的建议可以用来研究相依赖电导,在原则上存在于所有超导弱链接的效果。从非线性电路理论的观点来看,这种器件实际上是一种理想的忆阻器,可能应用于超快和低能耗超导数字电路框架中的存储器和神经形态计算。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fabry-Pérot interference in Josephson junctions
本研究针对超导体-正常金属-超导体结的直流约瑟夫森效应,通过数值计算安德列夫束缚态并求和得到约瑟夫森电流,发现电流随正常金属区化学势振荡可由法布里-珀罗干涉解释,且单束缚态电流可高于多束缚态电流。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Competition between local and nonlocal dissipation effects in two-dimensional quantum Josephson junction arrays
讨论了局域和非局域耗散效应对二维约瑟夫森耦合结中全局相位相干跃迁存在性的影响。量子相变也检查各种晶格几何形状:正方形,三角形和蜂窝。T=0超导体-绝缘体相变作为几个控制参数,其中包括自电容和结电容和本地和非本地耗散效应的函数进行了分析。我们发现非局部耗散参数α 1的临界值依赖于晶格的几何形状。如果考虑到实际物理系统中存在的不同阻尼机制,正常态电导的临界值似乎很难通过实验获得。
2007-04-16 cond-mat.supr-con
Heat Transport Through Josephson Point Contacts
我们提出了一个全面的研究,通过小超导点接触的热输运。温度偏置弱连接的热流计算作为一个函数的温度和势垒透明度的结。热能的传输是由耦合超导导线的点接触的准粒子传输几率控制的。我们推导出这种传输概率和结果的热流从非平衡输运方程和界面边界条件的Keldysh传播准经典近似。我们讨论了清洁和肮脏的超导导线的热导,以及非线性电流响应方面。我们表明,连续准粒子态的传输概率是能量和相位相关的,并控制以下的连续界面Andreev束缚态。对于高透明度势垒,当相位被调谐到$ϕ=π$时,低能量束缚态的形成导致相对于$ϕ=0$的热流减小。对于低透明度的障碍,一个浅Andreev束缚态下的连续边缘连接与准粒子的共振传输的能量上的间隙边缘,并导致增强的热传导的温度低于超导转变。
2003-08-03 cond-mat.supr-con
Signatures of time-reversal-invariant topological superconductivity in the Josephson effect
对于基于s波超导体的约瑟夫森结,已知时间反演对称性允许正常状态结性质、激发光谱和约瑟夫森电流之间的强有力关系。在这里,我们提供了类似的关系约瑟夫森结涉及一维时间反演不变的拓扑超导体支持马约拉纳-克拉默斯对,考虑拓扑拓扑和s波拓扑结。工作在政权的结是远远短于超导相干长度,我们得到了一些分析和数值结果,持有任意正常态电导和最一般形式的自旋轨道耦合。我们发现的拓扑超导的签名包括分数交流约瑟夫森效应,它出现在拓扑拓扑结提供的能量弛豫是足够慢。我们还表明,对于这两种结类型,强大的签名拓扑超导性出现在直流约瑟夫森效应中的约瑟夫森电流开关的形式,由于零能量交叉的Andreev水平。结自旋轨道耦合进入约瑟夫森电流仅在拓扑拓扑的情况下,并在开关位置确定的方式,从而允许定量预测的实验与正常态电导,诱导间隙,和开关位置作为输入。
2018-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson coupling in junctions made of monolayer graphene on SiC
碳化硅(SiC)上的石墨烯已被证明是非常成功的霍尔电导量化其均匀性在厘米级。在共面扩散Al/单层石墨烯/Al结中测量了鲁棒的约瑟夫森耦合。SiC衬底上的石墨烯是提供混合约瑟夫森石墨烯/超导体器件的可扩展性的具体候选者,也给出了弹道传播的希望。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex detection and quantum transport in mesoscopic graphene Josephson junction arrays
我们研究了介观约瑟夫森结阵列通过图案化单层石墨烯上的超导磁盘,集中在这些设备的高$T/T_c$制度和现象,有助于超导玻璃态扩散阵列。我们观察到的功能在磁导合理分数的磁通量子每个阵列单元格,我们归因于磁通量子化的涡旋的形成。应用领域的功能发生很好地描述了金斯堡-朗道模拟,考虑到在阵列中的单元格的数量。我们发现,在超导体的临界温度和磁场以下,平均电导和普适电导涨落都增强,远离石墨烯狄拉克点的增强更大.
2015-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con