Time-Reversal-Invariant $Z_4$ Fractional Josephson Effect
我们研究了量子自旋霍尔边态介导的约瑟夫森结，并证明了在时间反演对称性存在的情况下，电子-电子相互作用导致了无耗散的分数约瑟夫森效应.令人惊讶的是，周期是$8π$，对应于约瑟夫森频率$eV/2\hbar$。我们估计的相互作用引起的多体能级分裂负责这种效果的大小，并认为它可以使用隧道光谱测量。对于强相互作用，我们表明约瑟夫森效应与超导体之间的电荷$e/2$准粒子的弱隧穿有关。我们的理论描述了一个四重的基态简并，这是类似于耦合的“分数”马约拉纳模式，但保护的时间反演对称性。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Electric Control of Polarity in Spin-Orbit Josephson Diode
Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Center for Theoretical Physics of Complex Systems, Institute of Basic Science (IBS)（基础科学研究院复杂系统理论物理中心）；University of Tennessee（田纳西大学）；Quantum Technology Institute, Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS)（韩国标准科学研究所量子技术研究所）
通过调控局部电场观察到约瑟夫森二极管极性反转，揭示了旋轨耦合对非 reciprocal 约瑟夫森电流的影响，理论模型解释了极性反转与磁场的关系。
2025-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiple Andreev reflections in two-dimensional Josephson junctions with broken time-reversal symmetry
该研究针对含时间反演对称性破缺自旋活性层的二维约瑟夫森结建立通用模型，探究安德烈夫束缚态对电流-电压曲线的调控作用，证实角分辨电流-电压曲线可用于探测安德烈夫束缚态的手性与简并度。
2023-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions of 2D time-reversal invariant superconductors: signatures of the topological phase
我们确定了包含二维时间反转不变拓扑超导体（TRITOPS）的约瑟夫森结的二端组态的电流相位关系（CPR），包括TRITOPS-TRITOPS，以及拓扑和非拓扑超导体之间的结（TRITOPS-S）.我们专注于长结，其中几个通道通过结的隧道耦合干预。我们描述了不同TRITOPS模型的拓扑边模，包括$p$波配对和$s$波配对与自旋轨道耦合的组合。我们推导出描述约瑟夫森结的有效低能哈密顿量，并通过解析求解，解释了边缘态对约瑟夫森电流的贡献随相位偏置的变化。我们发现，边缘模式产生奇异修正的CPR两种交界处类型。主要的影响发生在半通量量子相位$ϕ\approx π$在TRITOPS-TRITOPS结和整数通量量子相位$ϕ\approx 0$ TRITOPS-S结的Majorana零模式的响应，分别。前一种效应在双组分超导体中特别强。后一种效应导致TRITOPS-S结中的时间反演对称性自发破缺，并导致体边界对应的击穿。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
i-Josephson Junction as Topological Superconductor
我们证明了由两个具有不同配对对称性的超导体形成的超导约瑟夫森结（称为i-约瑟夫森结）的时间反演对称性不可避免地发生破缺。在这种i-约瑟夫森结中，主要的常规约瑟夫森耦合消失了，而由隧穿产生的二阶耦合总是产生具有破缺时间反演对称性的手征超导序。i结中的约瑟夫森频率加倍，即$ω= 4eV /h$。这一结果为设计拓扑超导电性（如具有非零Chern数的d + id'波超导态）提供了一条途径。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transverse Josephson diode effect in tilted Dirac systems
该研究理论上提出在时间反演对称性破缺的倾斜狄拉克材料约瑟夫森结中，由超导相位差驱动产生具有非正弦电流相位关系的横向约瑟夫森二极管效应（TJDE），实现100%品质因数的完全极化及输入输出路径完全解耦。
2024-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time reversal symmetry breaking and zero magnetic field Josephson diode effect in Dirac semimetal Cd3As2-mediated asymmetric SQUIDs
本文在Cd3As2介导的非对称SQUID中观测到零磁场Josephson二极管效应，指出表面与体超导通道间的相位耦合打破时间反演对称性是其成因，对超导电子电路应用具重要意义。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson current, incipient time-reversal symmetry breaking, and Majorana bound states in interacting multi-level dots
研究了自旋轨道相互作用、磁场和库仑荷电对多能级量子点的约瑟夫森电流-相位关系I（φ）的综合影响.一个通用的模型，制定和分析的cotunneling制度（弱隧道耦合）和深subgap限制，充分考虑到相互作用的影响。本文确定了观测有限反常超电流I_a=I（φ=0）的条件。对于具有自旋轨道耦合和任意弱塞曼场B的二能级量子点，我们发现在存在相互作用的情况下I_a \propto { \rm sgn}（B）的起始行为，表明时间反演对称性的初始自发破缺。我们还提供了在该系统中实现空间分离（但拓扑不受保护）的Majorana束缚态的条件，这些束缚态在2π周期电流相位关系中具有明显的特征。
2013-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Eddy currents and current reversal in curved magnetic thin-film Josephson junctions
Norwegian University of Science and Technology NTNU（挪威科技大学）
研究弯曲磁性薄膜约瑟夫森结中电流相关问题，提出广义格林函数方法计算扩散输运，展示了曲率和距离对超导配对转换及电流密度分布的影响，包括电流密度操纵、涡电流和电流反转等。
2026-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Catalogue of Andreev spectra and Josephson effects in structures with time-reversal-invariant topological superconductor wires
我们研究了所有可能的不同的两个终端配置的约瑟夫森结包含线的时间反演不变的拓扑超导体（TRITOPS）和普通的超导体，包括与一个相互作用的量子点之间的结中的两个线的组合。我们引入简单有效的哈密顿算子，解释不同的定性行为。我们分析了广泛的现象，包括发生和淬火的所谓的$0-π$过渡，异常的周期性和跳跃的约瑟夫森电流作为相位差的函数，和有限的约瑟夫森电流在没有磁通量。
2019-02-12 cond-mat.mes-hall
Giant field-free transverse Josephson diode effect in altermagnets
University of Hyderabad（海德拉巴大学）
预测在具有Rashba自旋轨道耦合的交变磁体中存在无场横向约瑟夫森二极管效应，二极管效率超过3000%，并在四端结中实现单向横向超电流。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional spin and Josephson effect in time-reversal-invariant topological superconductors
时间反演不变拓扑超导（TRITOPS）导线是已知的主机分数自旋hbar/4在其端部。我们研究了这种分数自旋如何影响TRITOPS-量子点-TRITOPS约瑟夫森结中的约瑟夫森电流，描述了一个可以在拓扑和非拓扑相位之间调谐的模型中的导线。我们用连续时间蒙特卡罗模拟计算了完整模型的平衡约瑟夫森电流，并在有效的低能理论下解释了结果。我们表明，在拓扑相，0到π跃迁是淬火通过形成一个自旋单态从量子点自旋和分数自旋与两个相邻的拓扑超导体。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall
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
Time-Reversal Invariant Topological Superconductivity in Planar Josephson Bijunction
我们考虑了一个薄的$SIS$ $π$ -约瑟夫森结夹在具有强Rashba自旋轨道相互作用的二维半导体层之间的约瑟夫森双结。这些层中的每一个由于邻近诱导的超导性而形成$SNS$结。假设$SIS$结足够薄，使得两个Rashba层隧道耦合。我们表明，通过调整外部门，这个系统可以可控地带入一个时间反演不变的拓扑超导相与Kramers对马约拉纳束缚态被本地化的正常区域的结束大参数相空间。特别是，在强自旋-轨道相互作用的限制，拓扑相可以访问已经在小隧穿振幅的制度。
2019-10-15 cond-mat.mes-hall
Signatures of time-reversal-symmetry breaking in multiband 2H-TaS2 revealed by zero-field Josephson nonreciprocity
CIC nanoGUNE BRTA（纳米科学中心）；Centro de Física de Materiales – Materials Physics Center (CFM-MPC) CSIC-EHU（材料物理中心）；Istituto di Struttura della Materia, Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究理事会材料结构研究所）
研究通过零磁场约瑟夫森二极管效应揭示2H-TaS2多带超导相结构，证明非互易性与非线性霍尔输运共同支持内在时间反演对称破缺。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Four-terminal Josephson junctions: diode effects, anomalous currents and transverse currents
本文提出连接四个超导端的自旋轨道耦合 Josephson 结，通过打破相反动量模式对称性同时产生纵向与横向 AJE/JDE，并实现高达500%的横向二极管系数及单向输运。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson-Phase Reversal of Non-Bloch Andreev Propagation
College of Physics and Materials Science, Tianjin Normal University（天津师范大学物理与材料科学学院）；Interdisciplinary Center, Tianjin Normal University（天津师范大学交叉研究中心）；Center for Joint Quantum Studies & Tianjin Key Laboratory of Low Dimensional Materials Physics and Preparing Technology, Department of Physics, School of Science, Tianjin University（天津大学理学院物理系量子联合研究中心及天津市低维材料物理与制备技术重点实验室）
本研究在自旋轨道耦合平面约瑟夫森结中，仅通过改变约瑟夫森相位即可反转低能安德烈夫带的非布洛赫传播、切换其边界积累，为超导平台实现可重构非厄米输运提供了原位方案。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Hybrid light-matter excitations and spontaneous time-reversal symmetry breaking in two-dimensional Josephson Junctions
Università di Catania（卡塔尼亚大学）；INFN, Sez. Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；Centro Siciliano di Fisica Nucleare e Struttura della Materia（西西里核物理与物质结构中心）
研究通过分析二维约瑟夫森结中的光-物质相互作用，揭示了自发时间反演对称性破缺的现象及其低能谱特性。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Binding zero modes with fluxons in Josephson junctions of time-reversal invariant topological superconductors
本文研究时间反演不变拓扑超导体约瑟夫森结中相位孤子诱导的零能马约拉纳束缚态，揭示其在孤子-反孤子碰撞中产生有效吸引或排斥的机制。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Functional superconductor interfaces from broken time-reversal symmetry
三重态超导体约瑟夫森结中时间反演对称性的破缺导致了隧穿势垒的磁不稳定性。使用金-朗道分析的自由能，我们预测，这种新的功能行为反映了形成一个异国情调的约瑟夫森状态，区分的存在分数通量量子在障碍。轨道配对状态的关键作用是通过研究互补的微观模型的交界处。在结的临界电流中发现了磁不稳定性的特征。
2009-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent reversal in Josephson junctions based on bilayer graphene flakes
研究了超导电极沉积的单层石墨烯片与双层石墨烯片接触时的约瑟夫森效应。发现当电极附着在双层膜的不同层上时，当双层膜区域未掺杂且没有垂直偏压时，约瑟夫森电流处于$π$状态。向结施加掺杂或偏压揭示了$π-0$转变，其可以通过改变温度和结长度来控制。这里的超导反转与铁磁约瑟夫森结非常不同，在铁磁约瑟夫森结中，自旋自由度起着关键作用。我们认为，散射过程伴随着层和亚晶格折射率的变化引起的散射相，其效果随掺杂和偏压。这种散射相负责$π-0$跃迁。另一方面，如果两个电极耦合到薄片的同一层或薄片具有AA堆叠而不是公共AB堆叠，则由于层或子晶格指数没有改变，所以结将总是处于$0$状态。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall
Planar Josephson Hall effect in topological Josephson junctions
基于三维拓扑绝缘体的约瑟夫森结为实现非传统的$p$波配对和Majorana模提供了有趣的可能性。在这里，我们提供了一个均匀的磁化在正常区域的效果的详细研究：我们展示了如何之间的相互作用的自旋动量锁定的拓扑绝缘体和平行于相位偏置方向的面内磁化导致的Andreev谱相对于横向动量的不对称性。如果足够大，这种不对称性诱导从无间隙，反向传播马约拉纳模式的制度过渡到一个制度与未受保护的模式是单向的小横动量。有趣的是，磁化引起的Andreev谱的不对称性也引起约瑟夫森霍尔效应，即横向约瑟夫森电流的出现。详细研究了约瑟夫森霍尔电流的幅值和电流相位关系。特别是，我们展示了如何磁控制和门控的正常区域可以使相当大的约瑟夫森霍尔电流相比，纵向约瑟夫森电流。最后，我们还提出了平面磁场作为正常区域磁化的替代，并讨论了如何在实验中观察到平面约瑟夫森霍尔效应。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent Diode Effect in Josephson Interferometers with Multiband Superconductors
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学研究所）；Institute for Theoretical Solid State Physics, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung IFW-Dresden（德累斯顿勒布尼兹固体与材料研究所凝聚态物理理论研究所）；Istituto Lombardo “Accademia di Scienze e Lettere”（伦巴第科学院）；NEST Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（意大利国家研究委员会纳米科学研究所与比萨高等师范学院）；Universitá di Salerno（萨莱诺大学）
研究揭示了多带超导体在约瑟夫森干涉仪中通过磁场调控实现非 reciprocity 超流体整流的机制，展示了时间反演对称性破缺对整流特性的影响。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect derived from short-range coherent coupling
本文实验研究了一个约瑟夫森结与相邻结相干耦合的新体系，发现其超导二极管效应可由相邻结相位差非局域调控，揭示了相干耦合可破缺时间反演与空间反演对称性，为超导二极管器件设计提供新途径。
2023-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reconstruction-Induced $φ_0$ Josephson Effect in Quantum Spin Hall Constrictions
该研究理论分析了二维拓扑绝缘体边缘耦合重构拓扑通道构成的约瑟夫森结，发现无需外磁场的稳定$φ_0$约瑟夫森效应，揭示反常电流随温度升高的特性并基于费米黄金定理解释其温度依赖。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson current through a spin-orbit coupled quantum dot
对于一般的介观多能级量子点模型，我们确定了时间反转对称性自发破缺的反常约瑟夫森电流存在的必要条件。它们对应于一个有限的自旋轨道耦合，一个适当取向的塞曼场，和点是一个手性导体。我们提供了一个广泛的参数制度的反常超电流的解析表达式。
2009-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
$0$-$π$ transitions in a Josephson junction of irradiated Weyl semimetal
我们提出了一个设置的实验实现意外和各向异性的$0$ - $π$跃迁的约瑟夫森电流，在一个结的链接是由辐照外尔半金属（WSM），由于手性节点的存在。我们使用格林函数技术，约瑟夫森电流通过时间反演对称WSM具有各向异性的周期振荡作为$k_0L$的函数，其中$k_0$是（相关的）分离的手性节点和$L$是样品的长度。这对于时间反演对称系统来说是出乎意料的，尽管它已经在时间反演对称破缺的WSM中被证明。然后，我们表明，$k_0$的有效值可以通过用光子照射样品来精确地调谐，从而导致临界电流的$0$ - $π$跃迁。最后，我们讨论了我们的设置的鲁棒性。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall
Josephson-current induced conformational switching of a molecular quantum dot
我们讨论了一个两能级系统耦合到一个量子点接触超导源/漏电极的行为，代表一个简单的模型的分子点或断裂结的构象自由度。约瑟夫森电流被示出诱导构象变化，包括完全反转。对于小的偏压，周期性的构象运动诱导的Landau-Zener跃迁之间的Andreev状态的预测。
2008-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Andreev bands in three-terminal Josephson junctions
研究了三端约瑟夫森结中亚带隙Andreev束缚态的能带拓扑。我们仔细检查的对称性约束的散射矩阵在正常区域连接超导导线，使拓扑节点的Andreev状态的频谱。当散射矩阵具有时间反演对称性时，间隙闭合发生在特殊的稳定点，这些稳定点在拓扑上是平凡的，因为它们携带消失的Berry通量。与此相反，对于时间反演的情况下，我们发现拓扑单极的Berry曲率和相应的相变之间的状态与不同的陈数。后者由散射矩阵的结构控制，该散射矩阵可以通过在三端子几何形状中穿透结区域的磁通量来调谐。该系统的拓扑制度可以确定由非局部电导量子化，我们计算明确的散射矩阵的一个特定的参数化的情况下，每个水库是由一个单一的通道连接。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting triode effect in a quantum-dot Josephson junction with a biased top gate
Nankai University（南开大学）；Fudan University（复旦大学）；Peking University（北京大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出在非对称量子点约瑟夫森结中通过顶栅打破宇称对称性，实现可调谐的超导三极管效应，并展示了高度不对称的Shapiro台阶以实现全量子化超流整流。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Kerr reversal in Josephson meta-material and traveling wave parametric amplification
约瑟夫森超材料是近年来出现的一种非常有前途的超导量子科学和技术平台。它们的独特潜力在于能够在亚波长尺度上对其进行工程设计，从而可以完全控制波的色散和非线性相互作用。本文报道了一种具有强三阶非线性的多用途约瑟夫森传输线，它的三阶非线性可以从正到负进行调谐，并能抑制二阶非线性。作为这种多用途超材料的初步实现，我们操作它来演示行波参量放大中的反向克尔相位匹配机制。与现有技术的相位匹配方法相比，这种反向克尔相位匹配避免了传输中间隙的存在，可以减少增益纹波，并且允许放大频带在前所未有的宽范围内的原位可调谐性。除了这些显着的进步，直接应用于超导量子计算和产生宽带压缩的放大性能，原位可调谐性与符号反转的非线性行波结构，没有对应的光学，以我们所知的最好的，打开了令人兴奋的实验可能性，在微波量子光学，单光子探测和量子限制放大的一般框架。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Abelian Majorana Doublets in Time-Reversal Invariant Topological Superconductor
非阿贝尔Majorana零模的研究推进了我们对量子物质基本物理的理解，并推动了这种奇异态在拓扑量子计算中的潜在应用。在二维和一维手征超导体中，孤立的Majorana费米子服从非阿贝尔统计。然而，由于Kramers定理，$Z_2$时间反转不变（TRI）拓扑超导体中的Majorana模是成对的。因此，在TRI超导体中的编织操作总是交换两对马约拉纳。在这项工作中，我们有趣地表明，由于时间反演对称性的保护，非阿贝尔统计可以在一维TRI拓扑超导体中获得，并可能具有应用于拓扑量子计算的优势。此外，我们揭示了约瑟夫森效应中的一个有趣的现象，即约瑟夫森电流的周期性依赖于超导态的费米子宇称。这种效应提供了对这种1D TRI超导体中的拓扑量子比特状态的直接测量。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dc SQUID based on a three-band superconductor with broken time-reversal symmetry
本文研究了基于单带和三带超导体之间时间反转对称性破缺的脏点接触的直流SQUID的行为。使用较早获得的结果约瑟夫森效应在这样的系统中的新功能的直流SQUID的特性。结果表明，在BTRS（破缺时间反转对称性）三带超导体中，当外加磁通量可被半整数磁通量整除时，dc SQUID的基态发生强简并.这可能导致可能的多磁滞回线的外观上的依赖性的总通量在直流SQUID从外部施加的通量。这些环的数目取决于三带超导体的基态的位置。此外，它被发现的临界电流上施加的磁通量的依赖关系可以有复杂的多周期的形式，这是不同于严格的周期性特征，为传统的直流SQUID和夫琅和费模式约瑟夫森接触在外部磁场。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall 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
Vortex-state-mediated Josephson effect
约瑟夫森效应是一种宏观量子现象，即在没有外加电压的情况下，超电流流过约瑟夫森结。我们预测了一种新的涡旋态介导的SNS约瑟夫森结中的约瑟夫森效应。涡旋状态介导的超电流的增强或显着减少的幅度取决于结的长度，并表现出几个步骤的有效传播通道的数量在零温度下的电流相演变。在有限的温度下，这些超导步骤持续在短结限制，并发展成超导振荡，如果结长度变得可比的相干长度$ξ=\hbar v_F/Δ$的超导体，并在以后的情况下，可以观察到超导电流反转。这些发现可能会提供一个吸烟枪签名的涡旋束缚态在超导体和承诺可能的应用在未来的约瑟夫森器件。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interedge backscattering in time-reversal symmetric quantum spin Hall Josephson junctions
Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学）
研究时间反演对称量子自旋霍尔约瑟夫森结中新型背散射机制及其对超导量子干涉图案的影响。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall
Fractional Josephson effect in nonuniformly strained graphene
石墨烯晶格中的非均匀应变分布可以产生均匀的伪磁场和相关的伪朗道能级，而不会破坏时间反演对称性。我们证明，通过诱导超导性的非均匀应变的石墨烯片，最低的伪朗道水平分裂的配对间隙可以通过改变配对电位的符号反转。作为这种反转的结果，我们预测，约瑟夫森$π$结沉积在应变石墨烯片的顶部表现出一维无带隙模式沿结传播。这些无带隙模式介导单电子隧穿穿过结，产生$4π$ -周期性分数约瑟夫森效应。
2017-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum anomaly and anomalous Josephson effect in inversion asymmetric Weyl semimetals
本文研究了在时间反演对称（TRS）或时间反演对称破缺倾斜下的反转非对称外尔半金属约瑟夫森结的外尔谱。我们发现，这两种类型的倾斜在Weyl节点导致约瑟夫森$0$ - $π$转变和零偏压谷/手征超电流。引人注目的是，TRS倾斜引起了一个纯谷约瑟夫森电流（VJC）和TRS打破倾斜诱导纯手征约瑟夫森电流（CJC）在这个系统中。VJC和CJC是谷对称破缺和$\mathbb{Z}_2$对称破缺的表现。我们得到的反转的纯VJC和纯CJC，即使在零偏置条件下，可控的结长。我们的谷和手性依赖的输运在一个反转不对称Weyl半金属结的可控性分析可以允许在谷电子学和手性电子学，分别应用。倾斜诱导约瑟夫森效应为超导$0$ - $π$跃迁提供了一条不同于传统铁磁性约瑟夫森结的途径，传统铁磁性的约瑟夫森结需要自旋极化.在长结和零温度极限，VJC和CJC与量子异常，这是通过在TRS和TRS打破倾斜的情况下，分别表现在电流的不连续跳跃。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetry Constraints on Direct-Current Josephson Diodes
为了实现非互易临界直流（DC）的约瑟夫森或超导二极管，必须打破时间反转和宇称对称。事实上，这些条件仍然不够。自由能对跨结的相位差和磁场的依赖关系进行了分类，分别表现出电流反转（JR），场反转，场电流反转条件。为了表现出直流约瑟夫森二极管效应，所有满足JR条件的对称性都需要被打破。将临界电流与磁场的关系分为五类，其中三类表现出二极管效应。这些对称性的考虑适用于具体的例子。我们的工作揭示了直流约瑟夫森二极管效应是JR对称性破缺的自然结果，从而为理解或设计直流约瑟夫森二极管提供了指导原则。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in bipolar magnetic semiconductors
University of Hyderabad（海德拉巴大学）
该研究从理论上探讨含双极磁性半导体（BMS）的约瑟夫森结，实现了无需外磁场的0-π跃迁电控制，发现了反常约瑟夫森效应但未观测到约瑟夫森二极管效应，明确了反常输运与超导非互易性的区别。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nonreciprocal Josephson current through a conical magnet
本文提出一种基于锥形自旋结构磁性材料的约瑟夫森二极管，利用螺旋自旋旋转产生的类Rashba能带劈裂与非共面自旋纹理的Zeeman劈裂，在$0-π$转变附近实现大二极管效率。
2024-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of topological spin Josephson junctions
我们研究了自旋输运通过一维量子Ising-XY-Ising自旋链，通过Jordan-Wigner（JW）变换模拟拓扑超导-正常-超导结构。我们计算，解析和数值，自旋Andreev束缚态的频谱和由此产生的$\mathbb{Z}_2$分数自旋约瑟夫森效应（JE）有关的新兴马约拉纳JW费米子。在拓扑制度的深处，我们确定了一个有效的时间反演对称性，导致$\mathbb{Z}_4$分数自旋JE在$\textit{presence}$的相互作用的交界处。此外，我们发现了一个隐藏的反转时间反演对称性，保护链中的$\mathbb{Z}_4$周期与奇数的自旋，即使在$\textit{absence}$的相互作用。我们还分析了自旋对之间的纠缠，通过评估在自旋流的存在下的并发和突出的JW马约拉纳状态的影响。我们建议使用一个微波腔设置用于检测上述JES的色散读出方法，并显示，令人惊讶的是，$\mathbb{Z}_2$周期性免疫$\textit{any}$局部磁扰动。我们的研究结果是相关的自旋系统，如捕获离子，光子晶格，电子自旋量子点，或表面上的磁性杂质过多。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Josephson diode effect induced by higher-harmonic spin Josephson currents in a diffusive Josephson junction
National Institute of Technology (KOSEN), Fukui College（福井国立技术大学短期大学部）
该研究在带有Rashba金属层的扩散型约瑟夫森结中，通过推导高次谐波自旋约瑟夫森电流的解析表达式，揭示了无需外部磁场即可产生自旋约瑟夫森二极管效应的机制。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-Tunable Josephson Diode Effect in a Hybrid Four-Terminal Josephson Junction
本文研究了InAs/Al异质结构中磁通可调四端约瑟夫森结的约瑟夫森二极管效应，实现了效率高达约34%且幅度和符号均可大范围调节的超导二极管，为开发无需特殊材料或外磁场的可调约瑟夫森二极管提供了新途径。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Splitting of Andreev levels in a Josephson junction by spin-orbit coupling
研究了自旋轨道耦合对超导能隙以下单沟道约瑟夫森结能级的影响。我们定量地研究了自旋轨道耦合和超导体之间的相位差引起的时间反演对称性破缺的联合作用所引起的能级分裂。利用散射矩阵方法，我们建立了一个简单的量子力学的时间延迟矩阵和能级分裂的有效哈密顿量之间的联系。作为应用，我们计算了混沌约瑟夫森结系综的能级分裂分布。该分布在大分裂时遵循幂律，而不像维格纳表面给出的指数衰减分裂分布--后者适用于具有自旋轨道耦合的正常混沌量子点，而时间反演对称性破缺是由于磁场引起的。
2007-09-19 cond-mat.mes-hall
Tunable $φ$-Josephson junction with a quantum anomalous Hall insulator
本文用晶格格林函数方法研究了超导体/量子反常霍尔绝缘体/超导体结中的约瑟夫森电流。当向量子反常霍尔绝缘体施加面内外部塞曼场时，约瑟夫森电流$J$在没有相位差的情况下流过结$θ$。在电流-相位关系中吸引人的相移$φ$（$J\propto \sin(θ-φ$）与塞曼场的振幅成正比，并取决于塞曼场的方向。Andreev反射过程的现象学分析解释了$φ$的物理起源。量子反常霍尔绝缘体同时打破了时间反演对称性和镜面反射对称性。然而，它保持磁镜反射对称性。这种特征的对称性使我们能够得到一个带有量子霍尔绝缘体的可调谐$φ$结。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent through a single transverse mode in nanowire Josephson junctions
本文研究纳米线约瑟夫森结中平行磁场下近邻感应超流的演化，发现超流可延续至1T，并通过紧束缚模型分析子能带极化对超流的抑制效应。
2025-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic Superconducting Diode Effect in Planar Josephson Junctions
Wayne State University（韦恩州立大学）；University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校）
研究平面约瑟夫森结中同时存在拉比和德雷斯elhaus自旋轨道耦合的超导二极管效应的磁性和晶格各向异性，探讨自旋轨道耦合与泽曼相互作用的相互作用。
2026-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of quantum spin Hall effect and spontaneous time-reversal symmetry breaking in electron-hole bilayers II: Zero-field topological superconductivity
已经提出，带反转的电子-空穴双层支持从具有自发破缺的时间反转对称性的绝缘相到量子自旋霍尔绝缘体相的相变，作为增加的电子和空穴密度的函数。在这里，我们表明，在邻近感生超导的存在下，它是可能的实现马约拉纳零模式的时间反演对称性破缺相在没有磁场。我们发展了一个有效的低能理论的存在下的时间反演对称性破缺序参量的系统，以获得解析的Majorana零模，我们发现一个很好的协议之间的数值和解析结果的限制弱破缺的时间反演对称性。通过测量$4π$约瑟夫森电流，我们证明了在超导体/时间反演对称破缺绝缘体/超导体约瑟夫森结中可以检测到Majorana零模.最后，我们证明了马约拉纳融合规则检测是可行的，利用自发时间反演对称破缺序参量的门电压依赖性。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall
Identification of odd-frequency superconducting pairing in Josephson junctions
本文提出通过测量约瑟夫森结中非局域微分电导的频率反转宇称，直接识别奇频超导配对，并利用二维数值模拟验证了其可行性。
2024-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave-Tunable Diode Effect in Asymmetric SQUIDs with Topological Josephson Junctions
本文研究由拓扑约瑟夫森结与平庸约瑟夫森结构成的非对称SQUID中的约瑟夫森二极管效应，揭示分数约瑟夫森效应在磁场下的表现、极性翻转机制及微波功率对二极管极性的可调性。
2024-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous Josephson $π$ Junctions with Topological Superconductors
我们研究了两个时间反演不变的拓扑超导体之间的结，并表明该系统经历了一系列的多个过渡之间的$0$结相，其中的自由能有其最小的超导相位差为零，和$π$结相，其中的自由能有其最小的超导相位差为$π$。这些转变发生在没有库仑阻塞或磁性杂质的情况下。相反，它们是由结中的自旋轨道耦合驱动的，并且可以例如通过测量作为结的长度或其费米速度的函数的隧穿态密度或临界电流来探测。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Missing Shapiro steps and the $8π$-periodic Josephson effect in interacting helical electron systems
在时间反演不变的相互作用螺旋电子系统中，两粒子的背散射可以导致带电荷$e/2$的准粒子的形成。我们提出了一种方法来检测这种状态的约瑟夫森效应的存在下的邻近诱导超导。在这种情况下，$e/2$电荷的存在导致约瑟夫森电流的$8 π$周期分量，其可以通过测量约瑟夫森结中的夏皮罗台阶来识别。特别是，我们表明，即使有弱显式时间反演对称性破缺，这使得两个粒子的背散射是一个子领先的效果在低能量，它的存在仍然可以检测到驱动，电流偏置夏皮罗步骤测量。其中一些步骤作为驱动频率的函数的消失与非阿贝尔零能态的存在直接相关。我们认为，这种效果可以在目前最先进的Rashba线测量。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall
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
