Topological Josephson junction in transverse magnetic field
本文研究了在横向磁场中拓扑绝缘体上的约瑟夫森结中的Majorana零模。马约拉纳零模式驻留在约瑟夫森涡旋的周期性节点。我们发现，这些模式的杂交被禁止的对称性的问题在消失的化学势，这确保了更好地保护零模式，并产生方法来控制隧道之间的耦合马约拉纳模式的量子信息处理应用。
2022-10-30 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
Theory of Josephson effect in unconventional superconducting junctions with diffusive barriers
本文利用准经典格林函数理论研究了具有扩散势垒的非常规超导体结中的约瑟夫森效应。通过计算电路输运理论中的矩阵电流，导出了适用于非常规超导体的结界面的广义边界条件。应用这些边界条件，我们计算了具有各种对对称性的结构中的约瑟夫森电流。作出了一些预测：（a）d波超导体/扩散正常金属/d波超导体（D/DN/D）结中的非单调温度依赖性，（b）$p $波超导体/扩散正常金属/ $p$ %波超导体（P/DN/P）结中的反常电流-相位关系，（c）D/DN/D和P/DN/P结中的二次谐波，（d）D/DF/D结中临界电流的双峰结构;（e）S/DF/P结中交换场对Josephson电流的增强。我们还研究了D/DF/D、P/DF/P和S/DF/P结中的约瑟夫森耦合特性。研究了超导电流和电流-相位关系中的二次谐波随扩散铁磁体长度变化的振荡行为。
2006-11-06 cond-mat.supr-con
Unconventional Josephson effects in {\it PT}-symmetric antiferromagnetic bilayers
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；IFW Dresden（德累斯顿IFW研究所）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所涌现物质科学中心）
PT对称反铁磁双层系统中，通过电场调控实现0-π振荡和约瑟夫森巨磁阻，为相控超导器件提供新途径。
2026-01-27 cond-mat.supr-con
Majorana bound states in hybrid 2D Josephson junctions with ferromagnetic insulators
我们考虑了一个由超导体/铁磁绝缘体（S/FI）双层膜组成的约瑟夫森结作为电极，它接近附近的二维电子气。从一个通用的约瑟夫森混合平面设置，我们提出了一个详尽的分析超导和磁邻近效应之间的相互作用和条件下，该结构经历过渡到一个非平凡的拓扑相位。我们解决二维束缚态问题，使用一般的转移矩阵的方法，减少了一个有效的一维哈密顿量的问题。这使得在不同的对称类的拓扑性质的直接研究。作为一个例子，我们考虑了一个窄沟道耦合多个铁磁超导手指，并讨论了如何马约拉纳束缚态可以通过调整超导相位空间控制。根据我们的方法，我们还显示了能谱，自由能，最后的多端约瑟夫森电流的设置。
2018-07-03 cond-mat.supr-con
Towards 4 formalisms description of properties of the unconventional Josephson junction and unconventional SQUIDs made by putting non-superconducting strip on the top of superconducting strip
本文提出了在超导带材上放置非超导带材的非常规约瑟夫森结（uJJ）的理论研究方法。我们工作的框架内的Ginzburg-Landau，Bogoliubov德Gennes和Usadel形式主义。对几种简单的情况，用数值方法求解了非线性偏微分方程。我们用GL和BdGe相结合的方法得到了uJJ的本征能。例我们预言了这种物理效应的发生，我们称之为拓扑迈斯纳效应。在此基础上，结合约瑟夫森结的研究现状，展望了uJJ的未来研究方向。
2010-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phenomenology and Dynamics of Majorana Josephson Junction
我们推导了一个通用的马约拉纳约瑟夫森结的唯象模型，该模型解释了避免Andreev态的交叉，并研究了在恒定偏置电压下的动力学，揭示了在慢退相干极限下任何-π约瑟夫森效应的意想不到的模式。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Detecting Majorana modes through Josephson junction ring-quantum dot hybrid architectures
凝聚态系统中Majorana零能量模式的明确签名和相关电子宇称态的操纵是高度追捧的基本原因以及拓扑量子计算的前景。在这封信中，我们证明了一个环的约瑟夫森耦合拓扑超导岛线程的磁通量和附加到一个量子点作为一个很好的宇称控制探针的马约拉纳模式物理。作为穿过环的通量的函数，标准约瑟夫森耦合产生对应于$2π$相位差周期性的$Φ_0=h/(2 e)$周期性特征。相比之下，马约拉纳模式辅助隧穿提供了与单电子过程相关联的具有$2Φ_0$（$4π$相位差）周期性的附加特征。我们发现，增加环中的岛的数量，增强了所需的$4π$周期分量的基态能量的可见性。此外，作为独特的表征工具，调谐量子点的占据能量允许环中受控的基态宇称变化，使得能够在$Φ_0$和$2Φ_0$周期性之间切换。
2018-02-19 cond-mat.supr-con
Majorana-Josephson Interferometer
我们提出了一个干涉仪的手征马约拉纳模式的干扰效应引起和控制的约瑟夫森结的邻近诱导拓扑超导体，因此，马约拉纳-约瑟夫森干涉仪。这种干涉仪是基于一个双端量子反常霍尔酒吧，并因此其传输可观的表现出干涉图案依赖于约瑟夫森相位和结的长度。观察这些干涉图样将建立量子相干马约拉纳输运，并进一步为相关系统提供强大的表征工具。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall 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
Tuning Majorana zero modes with temperature in $π$-phase Josephson junctions
研究了超导态$π$相穿过量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）边缘的超导-正常态超导（SNS）约瑟夫森结。我们解决自洽的超导序参量，并找到两个真正的结，其中的序参量是完全真实的整个系统，和结的序参量有一个复杂的相位绕组。真正的结主机两个马约拉纳零模式（MZMs），而相位绕组结没有子能隙状态接近零的能量。在零温度下，我们发现相绕组的解决方案总是具有最低的自由能，我们建立是由于一个强大的邻近效应到N区域。随着温度的升高，这种邻近效应显着降低，我们发现一个相变到一个真正的结与两个MZM。
2018-02-02 cond-mat.supr-con
Tuning Topological Superconductivity in Phase-Controlled Josephson Junctions with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
最近，拓扑超导体的基础上约瑟夫森结在二维电子气体与强Rashba自旋轨道耦合已被提出作为有吸引力的替代线为基础的设置。在这里，我们阐明了基于具有[001]生长方向以及Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合任意组合的量子阱的相控约瑟夫森结如何也可以在广泛的参数范围内容纳马约拉纳束缚态，只要磁场取向适当。因此，基于约瑟夫森结的马约拉纳束缚态可以出现在广泛的二维电子气中。我们研究了自旋轨道耦合，塞曼能量和超导相位差的影响，以创建一个完整的拓扑相图，并找到最佳的稳定区域，以观察窄结中的马约拉纳束缚态。令人惊讶的是，对于相等的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合，以及本地化的马约拉纳束缚态可以出现只有相位差$ϕ\neqπ$的拓扑间隙保护马约拉纳束缚态消失在$ϕ=π$。我们的研究结果表明，Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合之间的比率或选择的超导相偏置施加沿面内晶轴提供额外的可调旋钮来测试这些系统中的马约拉纳束缚态。最后，我们讨论了签名的马约拉纳束缚态，可以通过实验探测隧道电导测量结的边缘。
2019-06-12 cond-mat.supr-con
Robustness of Majorana Fermion induced Fractional Josephson Effect
已有的工作表明，超导量子线中两个Majorana端态之间的耦合导致分数约瑟夫森效应。然而，在现实的实验条件下，多个频带的线被占用和马约拉纳端态伴随着其他费米端态。这就提出了分数约瑟夫森效应在这些情况下的鲁棒性的问题。在这项工作中，我们表明，没有避免的能量交叉引起的分数约瑟夫森效应是强大的，即使当马约拉纳费米子与任意强度耦合到其他费米子。此外，我们计算了分数约瑟夫森电流的温度依赖性，并表明它被抑制的热激发到其他费米子束缚态。
2011-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional Josephson Effect with and without Majorana Zero Modes
众所周知，当Aharonov-Bohm通量变化时，在Majorana零模存在下约瑟夫森效应的低能物理表现出$4π$周期性，这与通常超导结中的$2π$约瑟夫森周期性相反。我们研究了Majorana纳米线系统中一维拓扑超导体中的分数约瑟夫森效应，重点研究了具有自旋轨道耦合的超导半导体纳米线中的相能关系的特征，包括实验系统中的不同因素，如短的线长，超导能隙的抑制，以及Andreev束缚态的存在。我们发现，即使在没有马约拉纳零模，一些非拓扑物理效应可以表现出$4π$周期性的相位能量关系的约瑟夫森结，从而提供了一个假阳性信号分数约瑟夫森效应没有潜在的马约拉纳零模。此外，我们考虑了超导纳米线中化学势分布不均匀导致四个Majorana束缚态的几种情况，并构建了有效的四Majorana模型来正确描述Josephson效应的低能理论。在这种设置中，多个马约拉纳零模也可以具有$4π$分数约瑟夫森效应，尽管基础物理学源于Andreev束缚态，因为两个靠近的马约拉纳束缚态有效地形成Andreev束缚态。我们的工作表明，仅仅观察到模拟$4π$周期性的分数约瑟夫森效应，本身不能作为拓扑超导性的决定性证据。这一发现对正在进行的寻找非阿贝尔马约拉纳零模式和开发拓扑量子比特的努力具有重要意义。
2018-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect and odd-frequency pairing in superconducting junctions with unconventional magnets
本文研究含 d 波 altermagnet 或 p 波磁体的 Josephson 结，揭示其 Andreev 束缚态、零能峰、临界电流及奇频三重态配对行为。
2025-02-05 cond-mat.supr-con
Unconventional Josephson Effect in Hybrid Superconductor-Topological Insulator Devices
我们报道了超导-拓扑绝缘体混合器件中约瑟夫森结的输运性质，它与普通的约瑟夫森结行为有两个显著的不同：一个是特征能量与结宽成反比，另一个是低特征磁场抑制超导电流.为了解释这些效应，我们提出了一个唯象模型，扩展了现有的拓扑绝缘体约瑟夫森结的理论。
2012-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of the Josephson effect in superconductor / ferromagnet / superconductor junctions
为了揭示交换相互作用对约瑟夫森效应的影响，研究了非常规超导体/铁磁体/非常规超导体结中的直流约瑟夫森电流。当两个超导体具有d波对称性时，随着交换相互作用的增加，约瑟夫森电流被大大抑制。另一方面，当两个超导体具有不同的宇称时，如s波和p波时，由于自旋空间SU（2）对称性的破坏，交换相互作用增加，约瑟夫森电流增加。
1999-03-09 cond-mat.supr-con
Josephson diode effect with Andreev and Majorana bound states
本研究探讨超导体-半导体混合短Josephson结中Andreev与Majorana束缚态对Josephson二极管效应的作用，发现零能束缚态促进非互易超电流，且效率演化可映射拓扑相变，为仅Majorana约瑟夫森二极管提供理论依据。
2025-10-17 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
Array of Josephson junctions with a non-sinusoidal current-phase relation as a model of the resistive transition of unconventional superconductors
本文考虑了一组具有非正弦电流-相位关系的阻容分流约瑟夫森结来模拟高温$_c$超导体的相变。除了简单的正弦曲线$I_{c}\sinϕ$外，预计还会出现高次谐波，这是因为库珀对的主要\emph{d}波对称性、电位降的随机分布、脏颗粒或非平稳条件。我们表明，额外的余弦和正弦项分别通过调制的整体电阻和通过改变混合超导正常态的约瑟夫森耦合的作用。首先，该方法被应用于模拟具有非正弦电流-相位关系的弱连接的无序颗粒超导体的相变。在粒状超导体中，高次谐波的出现会影响转变的斜率。然后，阵列的本征约瑟夫森结，自然形成的CuO $_2$平面的铜酸盐，被认为是。研究了在接近$p=1/8$的空穴掺杂值处观察到的临界温度抑制。这样的抑制，涉及跨阵列的约瑟夫森耦合的符号变化和调制，被量化的电流-相位关系的第一和第二正弦波的强度方面。应用设想为基于本征约瑟夫森结堆叠的量子器件的设计和控制。
2010-06-30 cond-mat.supr-con
Josephson radiation patterns in underdamped topological Josephson junctions
约瑟夫森辐射是探测拓扑超导体中马约拉纳零模的一种有效方法。本文在量子电容并联结模型下研究欠阻尼拓扑约瑟夫森结的约瑟夫森辐射。我们发现，量子动力学的马约拉纳两能级系统诱导振荡模式的约瑟夫森发射光谱。与Floquet方法，我们得到这些振荡模式的分析结果，并发现它们是很好地描述贝塞尔函数。我们进行了数值模拟，以验证分析结果，并证明这些贝塞尔辐射模式存在的结参数范围很广。
2022-05-12 cond-mat.supr-con
Proposal for Coherent Coupling of Majorana Zero Modes and Superconducting Qubits Using the 4 pi-Josephson Effect
我们建议使用辅助通量量子比特与拓扑一维线托管的Majorana量子比特相互作用。耦合是使用马约拉纳量子比特控制的4 π约瑟夫森效应来通量偏置磁通鎓量子比特而获得的。我们演示了如何使用这种耦合来灵敏地识别拓扑超导性，测量Majorana量子比特的状态，构建2-量子比特操作，并实现具有拓扑保护的量子存储器。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional Majorana fermions on the surface of topological superconductors protected by rotational symmetry
拓扑超导体是在其边界上具有马约拉纳中间带隙态的物质的奇异带隙相。在传统的拓扑超导体中，Majorana能隙态以局域零维模或传播自旋1/2费米子的形式出现，具有准相对论色散关系。在这里，我们表明，非常规的传播马约拉纳状态可以出现在表面的三维拓扑超导体的旋转对称性保护。非常规的马约拉纳表面态分为三种不同的类型：具有$(2S+1)$ -折叠简并度$(S\geq3/2)$的自旋- $S$马约拉纳费米子，携带两个不同拓扑荷的马约拉纳费米子线，以及四重旋转对称相关的自旋-1/2马约拉纳费米子四重态.前两类的光谱性质超越了传统的自旋1/2费米子，是拓扑超导体所特有的，而在拓扑绝缘体中没有对应的。我们证明了在掺杂$Z_2$拓扑绝缘体或具有旋转对称性的Dirac半金属的超导相中可以获得非常规的Majorana表面态。
2021-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Angular dependence of Josephson currents in unconventional superconducting junctions
在描述界面粗糙度影响的模型下，对非常规超导体结中的约瑟夫森效应进行了理论研究。讨论了d波超导体/绝缘体/d波超导体结中常用的Sigrist-Rice约瑟夫森电流公式的适用性问题。我们表明，虽然SR公式是不适用的弹道的情况下，它的工作以及粗糙的界面时，扩散正常的金属区域之间存在的d波超导体和绝缘体。结果表明，SR的方法只考虑的d-波对潜在的分量对称相对于周围的垂直于界面的平面反演。对于具有任意角动量l的一般非常规超导体，也可以导出类似的公式。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A topological Josephson junction platform for creating, manipulating, and braiding Majorana bound states
作为对确定平台，其中马约拉纳束缚态可以实现和操纵，以执行量子位操作的激烈努力的一部分，我们提出了一个拓扑约瑟夫森结架构，实现这些功能，可以实验实现。该平台使用沉积在拓扑绝缘体膜上的常规超导电极来形成邻近耦合横向约瑟夫森结的网络。穿过结势垒网络的磁场产生约瑟夫森涡旋，其具有局部在结中的马约拉纳束缚态，其中局部相位差是$π$的奇数倍，即，附接到约瑟夫森涡旋的核。这使我们能够通过移动约瑟夫森涡旋来操纵马约拉纳态，实现这些系统独有的功能，而不是其他系统，例如由拓扑超导体纳米线组成的系统。我们描述的协议：1）通过交换编织定域马约拉纳态，2）控制相邻定域马约拉纳态的分离并因此耦合以通过马约拉纳模的杂化实现非阿贝尔旋转，以及3）读出由这种操作引起的非定域宇称相关的变化。这些方案利用电流脉冲和局部磁场脉冲的应用来控制涡旋的位置，并测量约瑟夫森电流-相位关系来揭示马约拉纳束缚态的存在。我们描述的架构和方案的背景下，目前正在进行的实验。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magneto-Josephson effects and Majorana bound states in quantum wires
马约拉纳束缚态的一个显著特征是它们产生的奇异约瑟夫森效应，经典的例子是跨结相位差具有4π周期性的分数约瑟夫森电流。最近的研究表明，拓扑绝缘体边缘支持一种新的“磁约瑟夫森效应”，即无耗散电流表现出4π周期依赖性，也对结的两个银行的塞曼场的相对取向。本文研究了自旋轨道耦合量子线结中的磁约瑟夫森效应。与拓扑绝缘体的情况相反，磁约瑟夫森效应的周期性不再遵循严格的超导-磁对偶的哈密顿量。我们采用数值计算以及分析参数，以确定显示异国情调的约瑟夫森物理量子线结的域配置，并阐明与相应的设置拓扑绝缘体边缘的特性差异。为了给实验提供指导，我们还估计了实际参数范围内磁约瑟夫森效应的大小，并比较了马约拉纳相关的贡献与非马约拉纳态共存的2π周期效应。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How to measure the Majorana polarization of a topological planar Josephson junction
我们分析了拓扑超导电性，并研究了约瑟夫森型结中金属带诱导的零能模的光谱性质。针对这类准粒子的Majorana极化，我们提出了利用自旋选择Andreev反射方法进行经验探测的可行方法。我们的研究揭示了一个逐渐发展的横向梯度的马约拉纳极化的金属带时，增加其宽度。我们还检查的空间轮廓和极化的Majorana准粒子在存在一个强的静电杂质。我们表明，根据其位置，这样的缺陷可以导致大量本地化的马约拉纳模式。
2020-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal signature of Majorana fermions in Josephson junction
建立了一维拓扑约瑟夫森结（T-JJ）的热导与约瑟夫森电流之间的显著相关性，并在短结极限下导出了两者之间的关系式.结果表明，三个终端T-JJ为我们提供了一个理想的设置，利用独特的相关性，这有助于识别标志的马约拉纳束缚态定位在交界处。我们的方法结合了能隙下库珀对输运和能隙上热激发准粒子输运的信息，是对现有研究的补充。
2019-12-30 cond-mat.mes-hall 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
Josephson current signatures of the Majorana flat bands on the surface of time-reversal-invariant Weyl and Dirac semimetals
线性约瑟夫森结介导的表面状态的时间反演不变的外尔或狄拉克半金属本地化马约拉纳平坦带的时间反演对称性的保护。结果表明，约瑟夫森电流在$π$相位差处表现出不连续的跳跃，这可以作为Majorana带的实验特征。跳跃的幅度与结宽度和外尔节点之间的动量空间距离成正比。它还表现出一个特性依赖于结的方向。我们证明了跳跃对非零温度和弱非磁无序的影响是鲁棒的。
2017-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamic current susceptibility as a probe of Majorana bound states in nanowire-based Josephson junctions
我们从理论上研究了基于半导体纳米线的约瑟夫森结在随时间变化的磁通偏置下的特性。我们建立了一个通用的密度矩阵方法的Majorana结的动态响应，并计算所得的磁通依赖的磁化率使用微观和有效的低能量描述的纳米线。我们发现，对角分量的磁化率，与动态的马约拉纳州人口，占主导地位的标准久保贡献范围广泛的实验相关参数。对角项，迄今为止未探索的马约拉纳物理学的背景下，允许准确地探测存在的马约拉纳结合态的结。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical Current Anomaly at the Topological Quantum Phase Transition in a Majorana Josephson Junction
拓扑约瑟夫森结中的马约拉纳束缚态诱导了4？周期电流相位关系直接检测4？准粒子中毒使周期性复杂化。我们发现，马约拉纳束缚态的信号也异常增强的临界电流的结。我们展示了纳米线约瑟夫森结在变化的塞曼场作用下的临界电流的形貌，并揭示了拓扑量子相变点处的一个尖锐的台阶特征，该特征来自于临界电流在拓扑区域的异常增强.在多带线中，对于偶数个带，反常增强消失，其中Majorana束缚态融合成Andreev束缚态。这种反常的临界电流增强直接表明了Majorana束缚态的存在，也为拓扑量子相变提供了有效的信号。
2017-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
$p$-wave superconductivity and Josephson current in $p$-wave unconventional magnet/$s$-wave superconductor hybrid systems
Okayama University（冈山大学）；Nagoya University（名古屋大学）
研究p波非常规磁体/s波超导体混合系统中表面态密度，发现零能扁带及奇频率三重态偶 parity 配对，揭示约瑟夫森电流的产生机制及温度依赖性。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancing the Josephson diode effect with Majorana bound states
本研究探讨马约拉纳束缚态对约瑟夫森二极管效应的增强作用，发现拓扑相中的马约拉纳束缚态会引发不对称安德列夫能谱，使正、负超流临界电流产生差异，从而增强约瑟夫森二极管效应，为利用拓扑超导提升约瑟夫森二极管功能提供了依据。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Degeneracy of Majorana bound states and fractional Josephson effect in a dirty SNS junction
本文利用哈密顿量的手征对称性，研究了二维$p$ -波超导体/脏正常金属/ $p$ -波超导体结中多个Majorana费米子的稳定性.当结$φ$的相位差为$π$时，我们将证明正常金属中所有的Majorana束缚态都属于相同的手征。由于这种纯手征特征，即使在随机势的存在下，马约拉纳束缚态在零能量处也保持了高度的简并性。因此，通过简并MBS的库珀对的谐振传输在$φ=π-0^+$处携带约瑟夫森电流，这解释了在许多先前的论文中讨论的分数电流-相位关系。
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave signatures of Majorana states in a topological Josephson junction
我们发现的拓扑约瑟夫森结$Y(ω,φ_0, T)$的导纳作为一个函数的频率$ω$，静态相位偏置$φ_0$施加到超导引线，和温度$T$。$Y$的耗散部分允许结中的子带隙态的光谱。涉及Majorana（$\mathcal{M}$）双峰的跃迁的共振频率$ω_{\mathcal{M}, n} (φ_0)$在$φ_0=π$处表现出$φ_0$依赖性的特征扭结。与去耦的马约拉纳态相关的扭结在任何温度下都保持尖锐，相应的光谱线都是明亮的，只要引线是超导的。所发展的理论可能有助于从微波光谱中提取有关Majorana态的定量信息。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermitian Josephson junctions with four Majorana zero modes
Uppsala University（乌普萨拉大学）；Kyoto University（京都大学）
研究非赫米特性对约瑟夫森结中四个马约拉纳零模的影响，揭示非赫米拓扑相设计和安德里亚诺夫束缚态操作的可能。
2025-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary-induced Majorana coupling in a planar topological Josephson junction
本研究针对三维拓扑绝缘体表面的平面拓扑约瑟夫森结，发现结内外模式隧穿可诱导内部马约拉纳模有效耦合与能裂，解析并数值分析了能裂特性及磁场对夫琅禾费图样的影响，为马约拉纳模特征识别提供依据。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Identifying Majorana edge and end modes in a Josephson junction of a $p$-wave superconductor with a magnetic barrier
本研究提出二维$p$-波超导体约瑟夫森结模型，发现磁势垒参数调控马约拉纳零模数量，并通过约瑟夫森电流特征区分边缘模与端模。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana corner modes in unconventional monolayers of the 1T-PtSe2 family
提出在二维非常规绝缘体1T-PtSe2单层中通过超导近邻效应和磁场实现马约拉纳角态，并构建双BHZ模型描述其物理。
2024-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Hysteresis from nonlinear dynamics of Majorana modes in topological Josephson junctions
我们发现，拓扑约瑟夫森结提供了一个自然的平台之间的相互作用的约瑟夫森效应和Landau-Zener效应通过一个两能级系统形成的耦合马约拉纳模式。我们通过修改标准教科书中的RSJ模型，考虑到结处的Majorana模的二能级系统，建立了一个量子相干分流结（RSJ）模型。我们表明，两个能级系统的动力学是由一个非线性薛定谔方程和求解方程解析通过映射到一个经典的动力学问题。这种非线性动力学导致了I-V特性的滞后，这可以对最近的实验给出定量的解释。我们还预言了在拓扑超导量子干涉器件中，周期为$h/e$和$h/2e$的两种干涉图样的共存。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous Currents in Josephson Devices
本文从理论上研究了d波超导体间铁磁弱连接中的非常规约瑟夫森耦合。对于强铁磁势垒的影响，非常规的耦合，与基态相位差跨越链接$0<ϕ_{\rm gs}\leq π$，获得在小的晶体取向差的超导电极，在正常的金属势垒的情况下，它出现在大的取向差。在这两种情况下，随着温度的降低，取向差的范围增加，其中$ϕ_{\rm gs}$在0和$π$之间连续变化。当弱连接是超导环的一部分时，这伴随着自发超电流的流动，其强度取决于（对于给定的取向差）约化电感$l=2πLI_c(T)/Φ_0$，并且仅对于大于临界值的$l$为非零。对于$l\gg 1$，非常规耦合的另一个结果是磁通量的反常量子化。
1999-08-06 cond-mat.supr-con
Skyrmion Control of Majorana States in Planar Josephson Junctions
平面约瑟夫森结提供了一个多功能的平台，替代基于几何形状的马约拉纳束缚态的产生，由于拓扑超导性的附加相位可调谐性。在二维电子气中，手征磁性和超导性的邻近感应显示出操纵拓扑超导性的显著前景。在这里，我们考虑一个约瑟夫森结涉及的skyrmion晶体，并表明手性磁性的skyrmion可以创建和控制的马约拉纳束缚态，而不需要一个内在的Rashba自旋轨道耦合。有趣的是，在我们的几何中的Majorana束缚态在结处的零相位差处被鲁棒地实现。skyrmion半径，外部可调的磁场或磁各向异性，带来了独特的控制功能的马约拉纳束缚态。
2021-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics and Majorana fermions in ferromagnetic Josephson junctions along the quantum spin Hall edge
我们研究了量子自旋霍尔绝缘体边缘铁磁序和超导序之间的相互作用。利用互补的解析和自洽的数值方法，我们研究了铁磁约瑟夫森结，并展示了磁性和超导U（1）相之间的直接耦合是如何引起几个不寻常的现象的，这些现象将本系统与它的非拓扑等价系统区分开来。特别是，我们演示了如何异常的电流相位关系触发超导感应磁化动力学，也研究了出现在结中的马约拉纳费米子的空间定位。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical currents in Josephson junctions, with unconventional pairing symmetry: $d_{x^2-y^2}+is$ versus $d_{x^2-y^2}+id_{xy}$
本文用唯象的Ginzburg-Landau理论计算了$d_{x^2-y^2}+ix$波（其中$x=s$或$x=d_{xy}$）和s波超导体拐角处可能存在的自发涡旋态。我们研究了磁通量和临界电流调制与结取向角$θ$，序参量的大小，和磁场$H$。可以看出，临界电流$I_c$与磁通量$Φ$的关系对于$x=d_{xy}/s$是对称/不对称的，当取向正好使得主导$d_{x^2-y^2}$波序参数的瓣指向两个结时，这两个结对于角结是直角的。结论是$I_c(Φ)$关系的测量可以区分序参数具有哪种对称性（$d_{x^2-y^2}+is$或$d_{x^2-y^2}+id_{xy}$）。
2001-06-26 cond-mat.supr-con
Fractional-flux oscillations of Josephson critical currents in multi-gap superconductors: a test for unconventional superconductivity
该研究用类金兹堡–朗道理论证明多能隙超导可导致约瑟夫森临界电流的分数磁通振荡，为识别 $s_\pm$ 波等非常规配对态及检验镍氧化物提供新的相位敏感实验思路。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fractional Shapiro steps without fractional Josephson effect
人们普遍认为，包含拓扑绝缘体和托管马约拉纳类束缚态的超导结可能会表现出不寻常的“分数”（$4π$ -周期性）交流约瑟夫森效应。因此，“分数”夏皮罗步骤的电流-电压特性的这种结预计会发生外部微波辐射。在这里，我们微观评估Shapiro步骤拓扑平凡的高度透明的超导弱连接。在我们的分析中恢复的关键特征-包括，例如，所谓的“缺失的”夏皮罗台阶--结果与在拓扑约瑟夫森结中观察到的相似。我们的研究结果表明，谨慎是必要的，而解释超导弱连接的Majorana物理方面的实验结果。
2021-07-12 cond-mat.supr-con
Non-Equilibrium Charge Dynamics in Majorana-Josephson Devices
我们研究了引入Majorana束缚态的影响，由一个接近的半导体纳米线的拓扑制度，到电流偏置的电容约瑟夫森结，从而增加离域状态下的超导能隙。我们发现，这定性地改变了系统的电荷动力学，减少布洛赫振荡的作用，并导致单粒子隧道效应占主导地位。我们充分表征由此产生的电荷动态和相关的电压和电流信号。我们的工作揭示了静态和时变驾驶模式下丰富的行为景观。这可以直接归因于马约拉纳束缚态的存在，其用作电荷传输的途径并使马约拉纳-约瑟夫森器件能够非平衡激发。
2018-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Properties of the Majorana-state tunneling Josephson junction mediated by an interacting quantum dot
我们考虑了一个由两个拓扑超导导线组成的约瑟夫森结模型，该结由一个相互作用的量子点介导。从顶部耦合到点的附加正常电极允许探测其态密度。与点相邻的马约拉纳态穿过结并从点中的结合态杂交。点受到由驱动每条线进入拓扑状态的场的叠加产生的有效磁场的作用，这取决于场之间的角度，引入了点有源能级的可变塞曼分裂。我们发现，电子在点的相互作用减少的特性Majoranas零偏置峰所产生的横向电导通过点，并引入一个整体的不对称的电导。他们还将终态Majoranas之间的杂交重正化为更短的导线。马约拉纳自旋极化由点中的有效磁场决定。相位偏置的约瑟夫森电流在热平衡时呈现自旋极化，具有特征的$4π$周期性，当结中存在未成对的Majorana态时，其符号可以改变.我们还观察到自旋相关的马约拉纳态“泄漏”，这可以通过点能级在能级尺度中的位置来控制。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport theory for topological Josephson junctions with a Majorana qubit
我们构建了一个半经典理论的拓扑结的运输从微观哈密顿量，全面包括马约拉纳量子比特之间的相互作用，约瑟夫森阶段，和耗散过程。利用路径积分方法，我们导出了一组半经典运动方程，可以用来计算约瑟夫森相位和马约拉纳量子比特的时间演化。在方程中，我们揭示了丰富的动力学现象，如量子比特诱导的电荷泵，有效的自旋轨道力矩，吉尔伯特阻尼。我们证明了这些动力学现象的影响上的运输签名的交界处。我们应用该理论研究了结的Shapiro阶跃，发现了由于Majorana量子比特的动力学反馈对第一个Shapiro阶跃的抑制。
2022-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Floquet Majorana bound states in voltage-biased Planar Josephson Junctions
本文研究了在面内磁场作用下的平面约瑟夫森结在外加直流偏压下的特性。在调谐结两端的偏置电压$V_{\rm J}$时，结的两端被示出为同时具有$0$ -和$π$ -马约拉纳模式。这些模式可以使用扫描隧道显微镜测量或通过从耦合到结的引线的共振Andreev隧道来探测。虽然这些模式大多与结的末端结合，但它们可以通过吸收或发射光子与体相杂交。我们分析了这个过程的数值和分析，证明它可以成为在典型的实验条件下可以忽略不计。运输签名的$0$ -和$π$ -马约拉纳国家被证明是强大的中度障碍。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-Channel Kondo Physics in a Majorana Island Coupled to a Josephson Junction
我们研究了通过约瑟夫森结耦合到大块超导体和多个外部正常引线的马约拉纳岛。在没有Josephson耦合的情况下，该系统显示出拓扑Kondo态，这是最近被大量研究的。然而，我们发现，这种状态是不稳定的，甚至小约瑟夫森耦合，而不是导致在低温下$T$到一个新的固定点。最有趣的是三个外部引线的情况，形成了长期寻求的双通道近藤效应的最小电子实现。虽然$T=0$电导对应于简单的共振Andreev反射，但主要的$T$依赖性形成了非费米液体性质的实验指纹。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Josephson current in graphene: the role of unconventional pairing symmetries
我们研究了石墨烯超导体/正常/超导体结中的约瑟夫森电流，其中超导性是通过外部接触的邻近效应引起的。我们考虑到各向异性配对的可能性，也包括单重最近邻相互作用，并研究如何传输特性的超导序参量的对称性的影响。这对应于通常的现场相互作用的假设，这产生了一个各向同性的s波序参量附近的狄拉克点的扩展。在这里，我们采用了完整的数值解和分析处理，并展示了邻近效应如何在狄拉克点附近诱导出奇异类型的超导态，例如$p_x$ -和$p_y$ -波配对或s波和$p+ıp$波配对的组合。我们发现，约瑟夫森电流表现出弱阻尼，振荡依赖于结的长度时，石墨烯片是强掺杂。在计算临界电流和电流相位关系时，发现解析和数值处理在s波情况下彼此吻合得很好。对于具有各向异性超导配对的情形，两种处理方法之间存在偏差，特别是对于狄拉克锥附近的有效$p_x$ -波序参量，其特征在于界面处的零能态。这表明，一个数值的，自洽的方法变得必要时，处理各向异性超导配对在石墨烯。
2009-08-03 cond-mat.supr-con
Strongly interacting Majorana modes in an array of Josephson junctions
一系列超导岛与半导体纳米线在正确的制度提供了一个宏观实现Kitaev的玩具模型马约拉纳线。我们发现，相邻岛屿之间的电容耦合导致马约拉纳模式之间的有效相互作用。我们证明了即使强排斥相互作用最终使系统进入Mott绝缘态，对于任意的强相互作用，（平凡的）带绝缘体和（平凡的）莫特绝缘体之间的竞争也会导致相互排斥的拓扑绝缘态.
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
