Crossed Andreev reflection and elastic co-tunneling in a three-site Kitaev chain nanowire device
本研究构建了三格点Kitaev链结构的InSb混合纳米线器件,观测到相邻量子点间的交叉Andreev反射、弹性共隧穿及三量子点序贯隧穿,为实现长Kitaev链的拓扑超导奠定了基础。
2023-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local and non-local two-electron tunneling processes in a Cooper pair splitter
我们测量的隧道速率和耦合系数的本地Andreev,非本地Andreev和弹性cotunneling过程。产生库珀对分裂的非局域Andreev过程与弹性共隧穿过程具有相同的耦合系数,而局域Andreev过程比相应的非局域Andreev过程强两个数量级以上.理论估计描述的调查结果和解释的巨大差异,在非本地和本地的耦合所产生的竞争之间的电子扩散的超导体和隧道结的透明度。
2022-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection in Scanning Tunneling Spectroscopy of Unconventional Superconductors
本文提出一种解析散射理论,在任意电子透射率下考虑安德烈夫反射,从STM微分电导中提取超导能隙对称性及其与晶格的关系,并应用于扭转双层石墨烯实验分析。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spatially Dependent in-Gap States Induced by Andreev Tunneling through a Single Electronic State
本研究通过低温STM/STS在低载流子密度超导体NaAlSi中观察到由单个杂质态安德烈夫隧穿诱导的空间依赖带内态,并展示了其可调性与塞曼分裂,为理解此类超导现象提供了新视角。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Adiabatic self-vibrations of a movable Cooper-pair box generated by inelastic Andreev tunneling
Institute for Basic Science (IBS)(基础科学研究所);Charles University(查理大学);Chalmers University of Technology(查尔姆斯理工大学);University of Gothenburg(哥德堡大学)
本文提出了一种无需外部反馈的自振荡方案,通过可移动库珀对盒在非弹性安德鲁隧道效应下的绝热极限实现二维自振荡,克服了传统反馈方法的频率依赖性限制。
2026-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Excess Kondo resonance in a quantum dot device with normal and superconducting leads: the physics of Andreev-normal co-tunneling
我们报道了一种新型的近藤现象,即相互作用的量子点与正常和超导导线不对称耦合。点内库仑相互作用和Andreev隧穿效应引起Andreev束缚共振。因此,我们预测了一种新型的共隧穿过程,我们称之为Andreev-正常的共隧穿。在低温下,这些共隧穿过程的相干叠加诱导了近藤效应,其中库珀对直接参与自旋单态的形成,导致局域态密度中出现4个近藤共振峰,增强了隧穿电流。
2001-10-25 cond-mat.mes-hall
Probing the magnetoelectric effect in noncentrosymmetric superconductors by equal-spin Andreev tunneling
在非中心对称超导体(NCS)中,电荷电流到自旋磁化的转换-所谓的磁电效应-是非常规的混合宇称序参量的直接指示器。本文提出了一种利用NCS/铁磁体接触中的反常等自旋Andreev隧穿来检测磁电效应的方案。该提案依赖于通过使电流通过NCS产生自旋极化三重态配对的能力。这种诱导的三重态配对与具有复矢量序参量${\bf d}$的三重态超流体中的范式非么正配对具有相似性。质的区别是,诱导的非幺正态可以实现在NCS与一个纯粹的现实${\bf d}$通过打破时间反演对称性电流偏置设置。这为通过电输运测量获得NCS中的非常规超导性提供了可能性。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev tunneling in charge pumping with SINIS turnstiles
我们目前的测量混合单电子旋转门与超导导线接触正常岛(SINIS)。我们观察到Andreev隧穿的电子影响下的射频泵浦的旋转栅门的电流平台特性。数值模拟的数据很好地占。我们验证了Andreev隧道速率对旋转门的充电能量的依赖性。增加充电能量有效地抑制了Andreev电流。
2011-12-14 cond-mat.mes-hall
Theory of surface Andreev bound states and tunneling spectroscopy in three-dimensional chiral superconductors
通过改变手征超导体的表面(界面)取向差角,研究了三维手征超导体的表面Andreev束缚态和准粒子隧穿谱.当一个4 $\times$ 4 BdG哈密顿量可约化为两个2 $\times$ 2块时,得到了一般对势下SABS能量色散的解析公式.对势由$k_z(k_x + ik_y)^ν$ $(ν = 1, 2)$给出的三维手征超导体的SABS具有复杂的能量色散,因为点和线节点共存。我们重点研究了在外加磁场作用下,这种对的隧穿谱,磁场会引起准粒子谱的多普勒频移。与以往已知的非常规超导体中的多普勒效应不同,外加磁场可以使零偏置电导谷转变为零偏置电导峰。我们还研究了SABS和隧道光谱可能的配对对称性的UPt $_3$。为此,我们推广了非常规超导结隧穿电导的标准公式,以处理自旋三重态非幺正配对。磁隧穿光谱,即,在存在磁场的情况下的隧道光谱可以用作确定该材料的配对对称性的指导。
2017-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Replicas of the Fano resonances induced by phonons in a subgap Andreev tunneling
本文研究了声子模对垂直耦合在金属和超导导线之间的双量子点的亚带隙谱和Andreev电导的影响。对于单色声子水库,我们得到的副本的干涉Fano型结构同时出现在粒子和空穴通道。我们进一步面对诱导的点上配对与电子关联,并研究如何声子模式影响的零偏压签名的近藤效应在Andreev电导。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Full Counting Statistics of Andreev Tunneling
我们采用单电荷计数技术来测量Andreev事件的全计数统计(FCS),其中库珀对要么是由电子在超导体/正常金属界面上反射为空穴产生的,要么是在相反的过程中湮灭的。FCS由没有Andreev过程的安静期组成,被单个电子的隧穿打断,该隧穿触发Andreev事件的雪崩,从而产生强烈的超泊松分布。
2014-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.data-an
Photon-assisted resonant Andreev reflections: Yu-Shiba-Rusinov and Majorana states
光子辅助隧穿经常提供有关潜在电荷转移过程的详细信息。特别地,Tien-Gordon方法及其扩展预测偏置电压中的边带间距是单个隧穿事件中转移的电子数量的直接指纹。在这里,我们分析了光子辅助隧穿到亚带隙状态的超导体在小的温度和偏置电压的限制,隧穿是由共振Andreev过程为主,不符合简单的Tien-Gordon理论的预测。我们的分析是基于一个系统的Keldysh计算的亚间隙电导,并提供了一个详细的分析理解光子辅助隧道进入亚间隙状态,在最近的实验非常一致。我们专注于从超导电极隧穿到与磁性杂质或吸附原子相关的Yu-Shiba-Rusinov状态,但我们也明确地将我们的结果扩展到包括超导体中的正常金属电极或其他类型的亚带隙状态。特别是,我们认为,光子辅助Andreev反射提供了一个高精度的方法来测量小,但非零能量的subgap状态,这可能是重要的区分常规subgap状态从马约拉纳束缚态。
2021-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev conductance of a domain wall
在低温下,通过超导体-铁磁隧道界面的传输是由于电子成对的隧穿。单畴铁磁体的交换场使电子自旋取向,抑制双电子隧穿。在SF界面处的畴壁的存在强烈地增强了子带隙电流。Andreev电导被证明是成比例的SF界面处的畴壁的总长度。
2003-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inelastic Kondo-Andreev tunnelings in a vibrating quantum dot
在近藤机制下研究了声子辅助的电子隧穿通过嵌入在正常引线和超导引线之间的振动量子点。在这样的混合器件中,与正常的铅施加的偏压,我们发现了一系列的近藤边带分离的半个声子能量的微分电导,这是不同于声子辅助边带先前观察到的常规Andreev隧道和系统中只有正常的铅。这些Kondo边带起源于声子介导的Kondo-Andreev合作共隧穿,由于近藤效应、Andreev隧穿和机械振动的相互作用,Kondo边带表现出一种新的Kondo输运行为.我们的结果可以在最近的实验设置中观察到[J. Gramich \emph{et al.},PRL \textbf{115},216801(2015)],前提是他们的碳纳米管器件在低温下达到Kondo状态。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photon assisted tunneling of high order multiple Andreev reflections in epitaxial nanowire Josephson junctions
半导体/超导体混合体表现出一系列现象,可用于新物理学的研究和新技术的开发。因此,了解这种混合物的能量谱的起源是一个至关重要的目标。在这里,我们研究的约瑟夫森结定义的阴影外延InAsSb/Al纳米线。该器件在低温下表现出栅极可调的超电流,在有限的偏压下表现出多重Andreev反射(MAR)。在微波辐射下,MAR的光子辅助隧穿(PAT)在量子化能量处产生特征振荡边带,它依赖于MAR阶数$n$,与最近提出的经典Tien-Gordon方程的修正一致.量子化的能量间距与微波频率的缩放提供了由$n^\mathrm{th}$顺序隧道过程转移的有效电荷$ne$的独立确认。测量结果表明,PAT作为一个强大的方法分配的低能量的混合约瑟夫森器件的光谱特征的起源。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance measurements cannot distinguish crossed Andreev reflection from elastic co-tunneling in normal--superconductor--normal junctions
Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院奥西皮扬固体物理研究所);Condensed-Matter Physics Laboratory, HSE University(国立高等经济学院凝聚态物理实验室);National Research University Higher School of Economics(国立高等经济大学)
该研究指出正常-超导体-正常结的电导测量无法区分交叉安德烈夫反射与弹性共隧穿,还纠正了相关实验解读的两处误导,明确电导矩阵信息不足以判定两种过程的概率相对值。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermion Induced Resonant Andreev Reflection
我们描述了实验签名的马约拉纳费米子边缘状态,形成在超导体和表面的拓扑绝缘体之间的界面。如果铅通过电子隧穿耦合到马约拉纳费米子,马约拉纳费米子会从铅到接地的超导体产生\textit{resonant} Andreev反射。如果超导体中存在偶数(奇数)个涡旋,则线性隧穿电导为$0 $($2 e^2/h$)。类似的共振发生隧道进入零模式的涡核。我们还研究了双引线器件的电流和噪声。
2009-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot Noise in Mesoscopic Systems with Resonance Andreev Tunneling
提出了一般散射矩阵形式,用于描述$eV<Δ$体系中存在拖尾Andreev能级的单通道量子NS接触中的散粒噪声.它示出了作为频率的函数的噪声谱密度示出了由于在系统中的Andreev共振的存在下的一些特征。事实证明,通过分析这些奇异性,可以确定与相邻共振相对应的Andreev反射振幅的相对相位。
2003-03-12 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection in 2D relativistic materials with realistic tunneling transparency in normal-metal-superconductor junctions
采用Blonder-Tinkham-Klapwijk方法,研究了二维正常金属(N)/超导体(SC)结的Andreev电导.结果表明,对于相对论材料,由于Klein隧穿效应而不是杂质势,结中的局域应变是决定结透明性的关键因素。局部应变产生有效的狄拉克$δ$ -规范场。随着规范场强度的增加,电导率有明显的抑制作用。电导的行为与一维N/SC结的结果一致。我们还研究了局部应变下拓扑材料中手征-螺旋相变附近的Andreev反射。N/SC结的N侧由掺杂Kane-Mele(KM)模型建模。SC区是掺杂的关联KM t-J(KMtJ)模型,其已被证明具有d+ id '波自旋单重态配对的特征。随着内禀自旋轨道耦合的增加,掺杂KMtJ系统经历了从手征d波超导到边缘有螺旋Majorana费米子的自旋Chern超导相的拓扑相变.我们分别研究了两个不等价Dirac点处的Andreev电导,并预测了Andreev电导在拓扑相变中的独特行为.我们的结果的相关性adatom掺杂的石墨烯进行了讨论。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Full counting statistics of phonon-assisted Andreev tunneling through a quantum dot coupled to normal and superconducting leads
利用非平衡格林函数方法,研究了强电子-声子在位相互作用下,Andreev隧穿量子点的全计数统计特性.为此,我们将最近发展起来的处理正常量子点系统中非弹性隧穿的Dressed隧穿近似(DTA)推广到Andreev输运问题,与其他简单的方法相比,它在计算电子隧穿自能时考虑了振动效应,同时使我们能够导出子带隙区累积量母函数的显式解析公式。然后,我们分析的Andreev反射光谱,电流-电压特性,和电流波动的混合系统上的极化和SC邻近效应的相互作用。我们的主要发现包括:(1)线性Andreev电导中没有声子边峰;(2)由Andreev反射谱抑制引起的负微分电导;(3)由声子辅助Andreev反射引起的微分电导中的新的非弹性共振峰;(4)对称或非对称隧道耦合系统的散粒噪声分别增强或抑制。
2016-12-27 cond-mat.mes-hall
Andreev Tunneling in Strongly Interacting Quantum Dots
我们回顾了最近的工作共振Andreev隧道通过强相互作用量子点连接到正常和超导铅。我们推导出一个一般表达式的结构中流动的电流和讨论的线性和非线性输运的非微扰制度。与近藤共振相结合的新效应与两粒子隧穿出现。$I-V$特性中的近藤异常依赖于能隙的相对大小和近藤温度。
1999-04-20 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Andreev tunneling through the Rashba chain
我们证明,选择性等自旋Andreev反射(SESAR)光谱可以用于STM实验中区分零能量Majorana准粒子从普通费米子状态的Rashba链。这种用于探测p波超导性的技术可以应用于沉积在超导Pb衬底上的磁性Fe原子链中等自旋电子的位间配对。我们对单个自旋分量的有效配对振幅的计算暗示了磁极化的Andreev电导,它可以用来从普通的带隙态中“过滤”Majorana准粒子,尽管纯自旋电流(即,完美的极化)是不可能的。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunneling conductance due to discrete spectrum of Andreev states
本文研究了超导系统中分立亚能隙Andreev态的隧穿谱。如果隧穿耦合是弱的,单独的水平是解决和电导$G(V)$在小的温度是由一组共振洛伦兹峰,不能描述在微扰理论的隧穿强度。我们建立了一个通用的公式,其宽度和高度,并表明,任何峰的宽度尺度为正常状态的隧道电导,而其高度是$\lesssim 2e^2/h$,只取决于接触的几何形状和空间轮廓的共振Andreev水平。我们还建立了一个精确的公式,考虑到整个Andreev频谱的单通道电导。我们用它来研究Andreev反射过程通过不同层次的干扰。该效应在低电压下最明显,其中$E_j$处的Andreev能级及其$-E_j$处的共轭物相消干扰。这种干涉导致零偏压电导的量子化:如果谱中存在(不存在)马约拉纳费米子,则G(0)等于$2e^2/h$(或0),这与$S$矩阵理论的先前结果一致。我们还研究了一个系统的$G(eV>0)$与分裂$E_0$几乎解耦的马约拉纳费米子对,并表明,在最低的$E_0$有一个零偏压洛伦兹峰的宽度$W$预期的一个单一的马约拉纳费米子(拓扑NS结)与一个狭窄的倾角宽度$E_0^2/W$在零偏压,这确保了$G(0)=0$(NS结仍然微不足道的一个非常小的能量尺度)。随着耦合$W$变得更强,倾角变得更窄,这可以理解为远程马约拉纳费米子的增强去耦。然后,零偏压骤降需要观察极低的温度$T\lesssim E_0^2/W$。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced Andreev Tunneling via the Kondo Resonance in a Quantum Dot at Finite Bias
本文研究了量子点与正常和超导导线耦合时的非平衡输运。我们用改进的二阶微扰理论计算了量子点的微分电导和局域态密度。在强而有限的库仑相互作用下,微分电导在有限偏压下而非零偏压下出现反常峰。我们还观察到一个额外的Kondo共振除了正常的局域态密度,其中前者是由非平衡Andreev隧道通过正常的Kondo共振。我们解释说,这种特定的Andreev隧穿引起的微分电导的异常峰。由于Andreev隧穿通过近藤共振随温度的升高而被抑制,微分电导中的异常峰在高温下消失。
2010-03-25 cond-mat.mes-hall
Interplay Between Yu-Shiba-Rusinov States and Multiple Andreev Reflections
受最近对超导表面单个磁性杂质的扫描隧道显微镜实验的启发,我们在这里对Yu-Shiba-Rusinov束缚态和(多重)Andreev反射之间的相互作用进行了全面的理论研究。我们的理论是基于一个安德森模型与打破自旋简并和非平衡格林函数技术,使我们能够描述通过耦合到超导导线的磁性杂质的电子输运任意结的透明度的组合。使用这种组合,我们能够阐明不同的隧穿过程,给一个显着的贡献subgap运输。特别是,我们预测的发生大量的各种各样的Andreev反射介导的Yu-Shiba-Rusinov束缚态,明显不同于标准的Andreev过程中的非磁性系统。此外,我们提供了具体的指导方针,就如何实验确定的subgap功能源自这些隧道事件。总的来说,我们的工作提供了新的见解的作用的自旋自由度在Andreev输运物理。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Creation of nonlocal spin-entangled electrons via Andreev tunneling, Coulomb blockade and resonant transport
我们讨论了几种情况下创建的非局域自旋纠缠电子提供了电子Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)对的来源。其中心思想是利用超导体中自然存在的库珀对形式的自旋相关性。我们表明,非局域自旋纠缠的形式,一个有效的海森堡自旋相互作用之间的电子自旋驻留在两个量子点,它们之间没有直接耦合,但它们中的每一个被隧道耦合到同一个超导体。然后,我们讨论了一个非平衡的设置,移动和非本地自旋纠缠可以通过相干注入两个电子在Andreev隧穿过程中到两个空间分离的量子点,随后到两个费米液体铅。将两个自旋纠缠电子注入不同引线的电流显示出共振,而经由相同点进入相同引线的隧穿被量子点的库仑阻塞效应抑制。电流中的Aharonov-Bohm振荡包含h/e和h/2 e周期。最后,我们讨论了一个结构组成的超导体弱耦合到两个单独的Luttinger液体铅。我们表明,强相关性再次抑制相干随后隧穿的两个电子进入同一铅,从而再次产生非本地自旋纠缠电子。
2002-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev-Tunneling, Coulomb Blockade, and Resonant Transport of Non-Local Spin-Entangled Electrons
我们提出并分析了一种基于s波超导体耦合到两个量子点的电子自旋纠缠器,每个量子点都隧道耦合到正常的费米引线。我们表明,在存在的电压偏置和库仑阻塞制度的Andreev过程提供的两个相关的电子可以相干隧道从超导体通过不同的点到不同的引线。来自库珀对的自旋单线态在这个过程中保持不变,并且该设置提供了移动和非局域自旋纠缠电子的来源。计算的传输电流,并示出占主导地位的两粒子Breit-Wigner共振,它允许两个自旋纠缠电子注入到不同的铅在完全相同的轨道能量,这是一个至关重要的要求通过噪声测量检测自旋纠缠。两个电子的相干隧穿进入同一个引线被抑制的现场库仑排斥和/或超导能隙,而隧穿进入不同的引线被抑制通过初始分离的隧穿电子。在该制度的利益的粒子-空穴激发的铅被证明是可以忽略不计的。电流中的Aharonov-Bohm振荡被证明包含单电子和双电子周期,其振幅随着库仑排斥的增加而消失,尽管速度不同。
2000-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection and Klein Tunneling in High-Temperature Superconductor/Graphene Junctions
本研究在石墨烯/高温超导体异质结中揭示由 Andreev 反射与 Klein 隧穿共同产生的输运共振,并经实验与量子输运计算验证。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kondo-Enhanced Andreev Tunneling in InAs Nanowire Quantum Dots
我们测量了InAs纳米线量子点耦合到超导导线的非线性电导。我们观察到一个明确的交替之间的奇数和偶数占领的点,与子间隙峰在$|V_{sd}|=Δ/e$明显强(弱)比准粒子隧穿峰在$|V_{sd}|=2Δ/e$奇(偶)占领。我们属性的增强$Δ$峰之间的相互作用近藤相关性和Andreev隧道点与奇数的自旋,并证实了这种解释的穷人的缩放分析。
2007-03-10 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized Andreev transport influenced by Coulomb repulsion through two quantum dot system
从理论上研究了双量子点系统中自旋极化输运的性质。分析的主要目的是描述电极的铁磁性对Andreev隧穿的影响。一般来说,直接和交叉Andreev隧穿过程被认为是。另一个目标是详细分析库仑相互作用的作用及其对Andreev隧穿过程的影响。
2014-09-14 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection resonant tunneling through a precessing spin
本文研究了旋进自旋与普通金属导线和超导导线耦合时的Andreev反射共振隧穿。利用非平衡格林函数方法,得到了零温下AR电导随化学势和自旋旋进方位角的变化关系式。研究发现,当局域自旋在弱外磁场中以Larmor频率$ω_l$进动时,AR隧穿电导仅在频率$2ω_l$处出现振荡. AR电导振荡的幅度随着自旋翻转隧穿耦合的增加而增大。研究还表明,隧穿势垒中的自旋-轨道相互作用是AR电导振荡的关键。研究了自旋轨道相互作用引起的自旋翻转隧穿耦合和局域自旋旋进对AR电导共振行为的影响。
2004-09-11 cond-mat.mes-hall
Fingerprinting superconductors by disentangling Andreev and quasiparticle currents across tunable tunnel junctions
Clemson University(克莱姆森大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);University of Tennessee, Knoxville(田纳西大学诺克斯维尔分校);Aalto University(阿尔托大学)
通过可调隧道结区分超导体的指纹,利用TAR光谱学揭示超导配对对称性的原子级识别方法。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nano-mechanics driven by Andreev tunneling
我们预测和分析的机械不稳定性和相应的自持机械振荡发生在纳米机电系统组成的金属碳纳米管(CNT)悬浮在两个超导导线和耦合到扫描隧道显微镜(STM)的提示。我们发现,这样的现象是实现在存在的CNT和超导导线之间的相干Andreev隧穿,和电压偏置的STM针尖和CNT之间的非相干单电子隧穿。将碳纳米管视为单能级量子点,我们证明了力学不稳定性受约瑟夫森相位差、电子能级相对位置和电荷流方向的控制.数值计算发现,自持振荡的出现导致直流电流的大幅抑制。
2020-09-06 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection enhanced single hole tunneling in Ge/Si core/shell nanowire quantum dot
实验研究了具有两个超导引线的Ge/Si核/壳纳米线器件在库仑阻塞区的电输运性质。首次在库仑阻塞振荡峰出现的栅压处观察到了异常的零场磁导峰。许多证据表明这是由于Andreev反射增强的相位相干单空穴隧穿通过量子点,它可以被外部磁场抑制而不破坏电极中的超导态。
2010-05-27 cond-mat.mes-hall
Comparing tunneling spectroscopy and charge sensing of Andreev bound states in a semiconductor-superconductor hybrid nanowire structure
Andreev束缚态(ABS)的输运研究由于充电效应和超导性的相互作用而变得复杂。在这里,我们比较运输方法ABS光谱在超导体岛的电荷传感方法的基础上集成的射频单电子晶体管。方法的一致性表明,快速,非侵入性的电荷传感允许准确的定量测量ABS,同时避免了一些复杂的运输。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Andreev reflection tunneling through a quantum dot with intradot spin-flip scattering
研究了包含点内自旋翻转相互作用的铁磁体和超导体连接的量子点的Andreev反射隧穿。利用非平衡格林函数法,导出了零温下线性AR电导的计算公式。结果表明,点内自旋翻转散射和与引线的隧穿耦合之间的竞争主导了AR电导随栅电压的共振行为,弱自旋翻转散射导致单峰共振,但随着自旋翻转散射强度的增加,AR电导将发展为双峰共振,这意味着AR电导的隧穿谱出现了新的结构.此外,还详细讨论了自旋相关隧穿耦合、费米速度匹配和铁磁体的自旋极化对AR电导的影响。
2004-09-08 cond-mat.mes-hall
Andreev Bound states in One Dimensional Topological Superconductor
研究了一维拓扑超导体中空间反转对称破缺时Andreev束缚态的电荷性质。尽管没有SIS,我们显示了一个隐藏的对称性Bogoliubov德Gennes方程周围的费米点除了粒子-空穴对称性。这种隐藏的对称性保护了ABS的电荷仅仅依赖于相应的费米速度。另一方面,如果SIS存在,ABS是电荷中性的,类似于马约拉纳费米子。我们证明了ABSs的电荷可以通过共振微分隧穿电导在隧穿输运谱中进行实验测量。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection and Klein tunneling in graphene
这是一个学术讨论会式的介绍两个电子过程中的碳单层(石墨烯),每一个都有一个类似的相对论量子力学。这两个过程都通过超导对势或静电势的作用耦合类电子和类空穴状态。第一个过程,Andreev反射,是在与超导体的界面处的电子到空穴的转换。第二个过程,Klein隧穿,是穿过pn结的隧穿。从统一的角度讨论了石墨烯中的约瑟夫森结和双极结的现有和拟议的实验。内容:一、导言石墨烯基本物理(狄拉克方程;时间反演对称性;边界条件;伪扩散动力学)III. ANDREEV REFLECTION(电子-空穴转换;回复反射与镜面反射; Dirac-Bogoliubov-de Gennes方程;约瑟夫森结;进一步阅读)IV. KLEIN隧道效应(无背散射;双极结;磁场效应;进一步阅读)V.类比(NS和pn结之间的映射;逆反射与负折射;依赖于谷同位旋的量子霍尔效应;赝超导)
2008-01-29 cond-mat.mes-hall
Andreev tunneling through a double quantum-dot system coupled to a ferromagnet and a superconductor: effects of mean field electronic correlations
我们研究了由一个铁磁体、两个量子点和一个超导体串联而成的混合纳米结构的输运性质。本文用非平衡格林函数方法计算了超导带隙内的电流、微分电导和能量透射率。在这种情况下,电荷传输的机制是Andreev反射,这允许控制通过铁磁体极化的电流。我们还包括interdot和intradot的相互作用,并通过平均场近似分析了它们的影响。在存在相互作用的情况下,库仑阻塞往往会将电子定位在双点系统处,导致点处态密度的不对称模式,从而降低通过器件的传输概率。特别地,对于非零极化,点内相互作用分裂自旋简并,由于不同的自旋向上和自旋向下的状态密度而降低电流的最大值。负微分电导(NDC)出现的电压偏置的某些区域,作为Andreev散射与电子相关的相互作用的结果。通过在点处施加栅极电压,可以调整效果,改变出现这种新现象的电压区域。这种控制电流的机制在技术应用中可能是重要的。
2009-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Macroscopic Resonant Tunneling through Andreev Interferometers
研究了两个s波超导体上的弹道混沌量子点的电导和光谱随两个序参量之间的相位差$ϕ$的变化.结合分析技术-随机矩阵理论,纳扎罗夫的电路理论和基于量子力学的半经典理论-使我们能够详细探索量子到经典的交叉。当超导体没有相位偏置时,$ϕ=0$,我们恢复已知的结果,即量子点的光谱表现出激发间隙,而通过两个正常的引线携带$N_{\rm N}$通道和连接到点通过隧道接触的透明度$Γ_{\rm N}$的电导是$\propto Γ_{\rm N}^2 N_{\rm N}$。相反,当$ϕ=π$时,激发能隙关闭,电导变为通用状态下的$G \propto Γ_{\rm N} N_{\rm N}$。对于$Γ_{\rm N} \ll 1$,我们观察到一个数量级的电导增强对$G \propto N_{\rm N}$在短波长的限制。我们将这种增强与通过接近费米能量的宏观数量的能级的共振隧穿联系起来。我们的预测得到了数值模拟的证实。
2007-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Distinguishing topological Majorana bound states from trivial Andreev bound states: Proposed tests through differential tunneling conductance spectroscopy
由化学势变化引起的微不足道的Andreev束缚态可能导致$D$类纳米线在有限磁场下的零偏压隧穿电导峰,精确地模拟了由拓扑Majorana束缚态引起的预测的零偏压电导峰。这一发现提出了一个严重的问题,使用零偏置隧穿电导峰的功效,本身,作为证据支持拓扑马约拉纳束缚态存在于纳米线。在目前的工作中,我们提供了具体的实验协议隧道光谱测量,以区分Andreev和Majorana束缚态,而不调用更多的要求,ING非本地测量尚未成功地在纳米线系统中进行。特别是,我们讨论了三个不同的实验方案,涉及响应的零偏置峰值的隧道势垒的局部扰动,从线端的束缚态的重叠,最引人注目的是,引入一个尖锐的本地化的潜在的线本身扰动的零偏置tun-densitivepeaks。我们提供了广泛的数值模拟来澄清和支持我们的理论预测。
2018-06-07 cond-mat.mes-hall
Dirac point formation revealed by Andreev tunneling in superlattice-graphene/superconductor junctions
石墨烯超晶格由一维周期势形成,其特征在于电子结构中出现新的狄拉克点。石墨烯的无质量狄拉克费米子在新点的群速度急剧降低,导致电导光谱中的可测量效应。我们在这里表明,隧道光谱使用超导混合结是更敏感的狄拉克点的形成在石墨烯超晶格的光谱由于额外的贡献Andreev过程。我们研究了基于石墨烯的超晶格-超导体混合结的输运性质,并证明了超晶格势可以与邻近诱导的超导关联共存。这两种效应都有助于改变石墨烯的子带隙能量谱,因此,归一化的隧穿电导具有与原始和新生成的狄拉克点之间的能量分离成比例的电压的急剧变化。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Resonant and inelastic Andreev tunneling observed on a carbon nanotube quantum dot
本文报道了通过超导接触的量子点的两个基本的亚能隙输运过程。该器件由Nb超导体和普通金属接触接触的碳纳米管组成。首先,我们发现一个单一的共振的位置,形状和振幅与理论预测的共振Andreev隧穿(AT)通过一个单一的QD水平。其次,我们观察到一系列离散的副本共振AT在分离的$\sim145\,μ$ eV,与栅极,偏置和温度依赖特性的玻色子辅助,非弹性AT,其中能量之间交换玻色子浴和电子。复制品的振幅和能量与磁场的依赖关系表明,隧道过程中有两种不同的玻色子耦合。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall
Spin-resolved Andreev transport through double-quantum-dot Cooper pair splitters
研究了双量子点库珀对分裂器中的Andreev输运。的分析是在顺序隧穿制度的实时图解技术的帮助下进行的。我们研究的Andreev电流,微分电导,隧道磁阻的线性和非线性响应制度的模型上的各种参数的依赖关系。特别是,我们分析了交叉Andreev反射制度中的自旋分辨运输,其中由于三重态的增强占据而发生电流的阻断。我们发现,在三重态封锁,有限的点内相关性可以导致相当大的漏电流由于直接Andreev反射过程。此外,我们发现额外的制度的电流抑制所造成的单重态的占用增强,这降低了交叉Andreev reflects.We还研究了如何分裂的Andreev束缚态,无论是点的水平失谐,点之间的有限跳跃,或有限的磁场,影响Andreev电流触发。虽然在前两种情况下的Andreev束缚态的数量增加了一倍,而输运性质是定性相似的,在有限的磁场的情况下,进一步的能级分裂发生,导致一个非平凡的行为的自旋分辨输运特性,特别是隧道磁阻。最后,我们讨论了分裂库珀对电子之间的纠缠保真度,并指出通过调节器件参数,保真度可以达到1。
2015-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Correspondence between Andreev reflection and Klein tunneling in bipolar graphene
超导体上的Andreev反射和石墨烯中n-p结的Klein隧穿是两个将电子与空穴耦合的过程-前者通过超导对势Delta,后者通过静电势U。我们推导出在低能量E<<Delta和反对称势分布U(-x,y)=-U(x,y)时,两个系统的能谱是相同的。这种对应关系意味着石墨烯中的双极结可以在费米能级处具有零态密度并且承载平衡电流,类似于超导约瑟夫森结。这也意味着具有与石墨烯相同能带结构的非电子系统,如蜂窝晶格光子晶体,可以表现出伪超导行为。
2007-11-09 cond-mat.mes-hall
Influence of Quantum Fluctuations on Phase Coherent Andreev Tunneling
研究了耦合到外部电磁环境中的小电容正常金属-超导体隧道结的亚带输运性质。正常金属中电子之间的介观干涉强烈地增强了亚带隙电导,随着偏置电压的降低。另一方面,环境的量子涨落破坏了电子的相位相干性,抑制了低偏压下的亚带电导(库仑阻塞),电荷效应和介观干涉的竞争导致了亚带电导对外加偏压的非单调依赖性.即使与环境的耦合很弱并且充电能量很小,该特征也是显著的。
1997-09-30 cond-mat.mes-hall
Crossed Andreev reflection at ferromagnetic domain walls
我们研究了几个因素控制的混合结构的物理,包括铁磁畴壁(DW)和超导(S)金属。我们讨论了自旋$\otimes$ Nambu $\otimes$ Keldysh公式中S/DW结中非共线磁化的作用。我们讨论了在S/DW/N和S/DW/S结中畴壁存在非弹性散射时的输运。在这种情况下,S/DW/S和S/DW/N结的输运性质是相似的,并且由空间上分离的库珀对穿过畴壁的顺序隧穿控制。在非弹性散射的情况下,我们发现,约瑟夫森电流循环,只有当铁磁区域的大小小于弹性平均自由程,这意味着约瑟夫森效应相关的交叉Andreev反射不能在通常的实验条件下观察到。然而,由于与顺序隧穿相关联的交叉Andreev反射,有限的直流电流可以在S/DW/S结上循环。
2003-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helical Andreev bound states and superconducting Klein tunneling in topological insulator Josephson junctions
目前,人们正致力于探测基于拓扑绝缘体(TI)的约瑟夫森结中的非常规p波超导性。为此,我们建议使用超导克莱因隧道,即库珀对通过门控弹道结中的势垒的无反射通道。这种现象的发生是由于超导体是由螺旋Andreev束缚态(ABS)携带的,其特征是类似于正常态载流子的自旋动量锁定。我们推导出了在三维TI表面上形成的结的螺旋形ABS的谱和相应的约瑟夫森电流。超导Klein隧穿将产生非正弦电流-相位关系和不随势垒强度增加而消失的反常临界电流$I_c$。我们还分析了I_cR_n乘积(其中R_n是正常态结电阻)对超导体/TI界面微观参数的依赖性,这导致I_cR_n值低于以前的邻近效应约瑟夫森结模型的预期值。
2013-08-03 cond-mat.mes-hall
Environmental Coulomb blockade of topological superconductor-normal metal junctions
我们使用仅包括超导体中马约拉纳束缚态的低能描述研究了与不同电磁环境相连的拓扑超导体的电荷输运。扩展早期的发现谁发现了一个完美的Andreev反射与电导$2e^2/h$之间的交叉与阻断运输的制度时,环境的电阻大于$2e^2/h$,我们认为马约拉纳束缚态耦合到金属点。特别地,我们研究了由金属量子点连接的两个拓扑超导导线在弱隧穿和强隧穿两种情况下的情况。对于弱隧穿,我们投影到最相关的电荷状态。对于强隧穿,我们从Andreev不动点开始,并整合出电荷波动,这给出了一个有效的低能量模型的非微扰栅电压调制的共隧穿电流。在这两个制度,并与正常的引线cotunneling相反,电导是温度无关的,因为共振Andreev反射,这是包括所有订单。
2015-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection Enhancement in Semiconductor-Superconductor Structures
我们发展了一种新的理论方法,用于模拟各种各样的超导体-超导体结构,具有任意的势垒和空间依赖的超导序参量。我们证明,由于肖特基势垒形状,电导谱不对称。我们进一步表明,Andreev反射过程可以显着增强,通过共振隧穿与适当的势垒配置,它可以将肖特基势垒作为一个有贡献的组件的设备。此外,我们还发现在超晶格结构中也可以实现共振隧穿。这些理论上证明的效果,以及我们的建模方法,使更有效的库珀对注入到超导体-超导体结构,包括超导光电子器件。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Tunneling Magnetoresistance in Junctions Composed of Ferromagnets and Time-Reversal Invariant Topological Superconductors
两个铁磁体之间的磁阻效应是自旋电子学中的一个重要问题。在这项工作中,我们表明,隧道磁电阻也可以出现在结组成的铁磁体和时间反转不变的拓扑超导体没有自旋旋转对称性。这里的物理起源是,当来自铁磁体的注入电子的自旋极化方向位于Majorana零模的自旋极化方向的同一平面内时,电子将经历完全自旋相等的Andreev反射,而具有其他自旋极化方向的注入电子将部分Andreev反射和部分垂直反射,因此具有较低的电导,因此,出现磁阻效应。与传统的磁性隧道结相比,本文所研究的磁性隧道结的一个前所未有的优点是,即使铁磁体的磁化强度很弱,绝缘隧穿势垒没有特征,也可以获得任意高的隧穿磁电阻。我们的研究结果提供了一个新的迷人的机制,以获得高隧道磁电阻。
2016-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal transport signatures of Andreev bound states
在这篇博士论文中,研究了基于分子束外延生长的InAs半导体与原位生长的外延Al膜的量子器件。实现了新的设备的几何形状,允许在低温下出现在半导体纳米线由于自旋轨道耦合,塞曼效应和超导邻近效应的存在下的束缚态的研究。实验利用栅极定义的纳米线在二维异质结构或气-液-固生长的纳米线与铝的全壳。开发了允许在纳米线的多个位置处进行隧道光谱的装置和实验方法。Andreev束缚态的非局域电导输运测量的结果进行了讨论。由于它们的扩展波函数,与量子点局部杂化的束缚态在相邻测量位置处的隧穿光谱中显示出特征签名。如果相邻隧穿测量位置之间的距离大于0.8 $\mathrm{μm}$,则没有观察到扩展束缚态的特征。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Resonant tunneling through superconducting double barrier structures in graphene
我们研究了共振隧穿通过超导双势垒结构的石墨烯作为系统参数的函数。在每个势垒处,由于邻近效应,入射电子可以反射为电子或空穴(石墨烯中的镜面反射以及逆Andreev反射)。类似地,穿过势垒的传输可以通过电子以及通过交叉(镜面和/或逆)Andreev通道发生,其中空穴被非局部地传输到另一个引线。在这种几何形状中,在subgap制度,我们发现在某些能量的Andreev反射的共振抑制,由于形成的Andreev约束水平之间的两个超导屏障,其中的传输概率T的双势垒结构上入射的电子成为统一的。通过超导双势垒几何形状的运输的演变作为入射能量的函数,为各种角度的入射显示的阻尼的共振作为正常的反射之间的障碍增加。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall
Andreev-like Reflection in the Pfaffian Fractional Quantum Hall Effect
本文通过强-弱隧穿对偶性论证,研究了 Pfaffian 分数量子霍尔态与整数量子霍尔态边缘间的隧穿输运,发现强隧穿区域出现类 Andreev 反射,并给出了低电压极限下两种区域的电荷电导表达式,指出该现象可在 ν=5/2 与 ν=3 点接触中实验实现。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall