Theory of Macroscopic Quantum Tunneling and Dissipation in High-Tc Josephson Junctions
本文研究了面内高温超导约瑟夫森结中的宏观量子隧穿以及准粒子和零能束缚态对宏观量子隧穿的影响。我们已经表明,在绝缘体和超导体之间的界面处的ZES的存在导致强欧姆准粒子耗散。因此,与完全不存在ZES的c轴连接相比,MQT率明显受到抑制。
2007-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Prediction of the in-Gap States Above the Top of the Valence Band in the Undoped Insulating Cuprates due to Spin-Polaron Effect
在广义紧束缚方法的框架下,我们计算了$La_2 CuO_4$,$Sr_2CuO_2Cl_2$等未掺杂铜氧化物的准粒子能带结构和光谱函数。由于自旋涨落的影响,未掺杂反铁磁绝缘体中的带隙态出现在价带顶部之上,类似于空穴掺杂引起的带隙态。在ARPES实验中,能隙态可以作为弱低能卫星态被探测到。
2003-10-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum dynamics of pi-junctions with ferromagnetic insulators
本文从理论上研究了超导体(S)与多铁性材料或铁磁绝缘体(FI)π结的宏观量子动力学。通过从微观哈密顿量导出有效作用量,提出了一种π结量子比特(S-FI-S超导量子干涉器件环)。在这个量子比特中,一个量子二能级系统是自发产生的,准粒子耗散的影响被发现是非常微弱的。这些特征使得实现具有高相干性的安静量子位成为可能。我们还研究了电流偏置的S-FI-S π结中的宏观量子隧穿(MQT),表明准粒子耗散对MQT的影响很小。
2006-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Superfluid density and microwave conductivity of FeSe superconductor: ultra-long-lived quasiparticles and extended s-wave energy gap
FeSe是一种铁基超导体,由于其在加压或在绝缘衬底上生长为单层时发生Tc的大幅增强,因此具有巨大的电流兴趣。在这里,我们报告其超导电动力学的精确测量,在202和658 MHz的频率和温度低至0.1 K。准粒子导电性揭示了在进入超导状态时散射的快速崩溃,这强烈地让人想起非常规超导体,如铜酸盐,有机物和重费米子材料CeCoIn 5。在最低温度下,准粒子平均自由程超过50微米,这是复合超导体的记录。从超流响应,我们证实了多带超导的重要性,并揭示了一个有限的能隙最小的强有力的证据。
2016-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Macroscopic quantum tunneling in a d-wave high-Tc superconductor
人们普遍认为,层状铜氧化物高温超导体所固有的类约瑟夫森结结构为开发新量子技术的可能应用提供了一个有吸引力的舞台。另一方面,这些d波超导体中特有的低能准粒子激发可能很容易破坏所需的相干性。本文首次证明了高温超导体本征约瑟夫森结中宏观量子隧穿的可行性,并发现它具有高的经典-量子交叉温度和相对较弱的准粒子耗散.
2005-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Parity effect and single-electron injection for Josephson-junction chains deep in the insulating state
本文系统地研究了一维约瑟夫森结链中的电荷输运,其中特征约瑟夫森能远小于单岛库珀对充电能$E_\mathrm{J}\ll E_{CP}$。这样的链是深在绝缘状态,其中超导相位相干链是不存在的,并在最低温度下观察到的电压阈值的传导。我们发现,库珀对隧道在这样的链是完全抑制。相反,电荷输运主要是由单个电子的隧穿,这是非常敏感的BCS准粒子上的超导岛链的存在。因此,我们观察到一个强大的宇称效应,其中阈值电压急剧消失的特征宇称温度$T^*$,这是显着低于临界温度,$T_c$。在$T^*$上方出现了可测量的热激活零偏导,其激活能等于超导能隙,证实了热激发准粒子的作用。低于$T^*$和高于电压阈值的传导通过将单个电子/空穴注入到铜对绝缘体中而发生,从而形成具有显著增强的有效温度的非平衡稳态。我们的结果明确地表明,单电子输运占主导地位的绝缘状态的约瑟夫森结阵列深。在以往对超导体-绝缘体量子相变以下的超导结阵列和颗粒超导膜的研究中,这一传导过程大多被忽略。
2015-07-13 cond-mat.supr-con
Fermi liquid behaviour in an underdoped high Tc superconductor
利用欠掺杂高温超导体YBa_2Cu_3O_(6+x)(x=0.56)在100 mK<T<18 K的宽温度范围内的磁量子振荡,提取了描述低激发态准粒子在高磁场中的分布函数形式。尽管YBa_2Cu_3O_(6+x)(x=0.56)接近于Mott绝缘态、各种对称性破缺的基态和/或具有不同准粒子统计的态,我们发现我们的实验结果可以像Landau Fermi液体理论中那样,用服从Fermi-Dirac统计的准粒子激发来理解。
2009-12-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Evidence for Superconducting Phase Coherence in the Metallic/Insulating Regime of the LaAlO3-SrTiO3 Interface Electron System
LaAlO 3-SrTiO 3界面处存在具有极低载流子密度(约为10^13 cm^-2)的超导相。如果借助于栅极场耗尽载流子,则该超导相经历到金属/绝缘状态的转变,该金属/绝缘状态的特征仍然在于状态谱密度中的间隙。测量和分析这个差距的临界场,我们提供的证据表明,宏观相位相干库珀对存在于金属/绝缘状态。这是由波动的涡旋-反涡旋对,而不是由单独的、不动的库珀对来表征的。此外,测量产生的二维系统的超导相干长度的载流子密度依赖。
2015-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lectures on insulating and conducting quantum spin liquids
Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系);Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(Flatiron研究所计算量子物理中心);The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics(阿卜杜斯·萨拉姆理论物理国际中心)
本文回顾了分数量子自旋液体掺杂形成的FL*态如何解决铜氧化物中赝能隙金属的Yamaji效应和d波超导体的各向异性准粒子速度这两个难题。
2026-07-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum electrodynamic fluctuations of the macroscopic Josephson phase
本文研究了考虑电磁真空量子涨落的超导约瑟夫森链路中相对相位的平衡动力学。光子在相对库珀对数上充当超欧姆热浴,从而间接地在宏观相位差上充当超欧姆热浴。由于纵向电磁场携带的库仑相互作用,这导致均方<λ ^2>的增强,从而增加了扩展。我们还包括由于准粒子隧穿的电子自由度的相互作用,这耦合到相位,只是间接的粒子数。同时列入的辐射场的波动和准粒子隧穿导致一种新型的粒子浴哈密顿量子粒子耦合通过其位置和动量到两个独立的玻色子热浴。我们研究了这两种机制之间的相互作用,在目前的背景下,发现干涉贡献的量子涨落的阶段。我们探讨的QED效应在这里讨论的可观测性。
2003-08-27 cond-mat.supr-con
Critical current for an insulating regime of an underdamped current-biased topological Josephson junction
我们分析研究了欠阻尼电流偏置拓扑约瑟夫森结。首先,我们考虑了一个简化的模型在零温度下,其中的奇偶性的非本地费米态形成的马约拉纳束缚态(MBSs)本地化的结是固定的,并表明,在这种情况下,从绝缘到导电状态的转变是由单准粒子隧穿,而不是由库珀对隧穿在非拓扑约瑟夫森结。这导致从绝缘状态到导电状态的转变的临界电流显著降低。我们建议,如果系统的长度是有限的,从绝缘到导电状态的过渡发生在指数更高的偏置电流,由于杂交的状态与不同的奇偶校验作为结果的重叠的MBS本地化的结和拓扑纳米线形成的结的边缘。最后,我们讨论了如何通过测量不同外加磁场值下绝缘状态的临界电流来实验确定MBS的出现。
2020-08-31 cond-mat.supr-con
Influence of Optically Quenched Superconductivity on Quasiparticle Relaxation Rates in Bi2Sr2CaCu2O8+delta
我们使用时间和角度分辨的光电子能谱测量激光诱导的超导相变在Bi2Sr2CaCu2O8+ δ的准粒子弛豫动力学。而低通量测量揭示皮秒动力学,尖锐的飞秒动力学出现在更高的通量。作为能量,动量和掺杂的函数的数据分析表明,近节间隙的关闭和宏观相干性的破坏是驱动这种发病的主要机制。结果表明,瞬态电子结构的弛豫动力学,这是相关的发展非平衡相变的理解的重要影响。
2015-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Optomagnonic Josephson effect in antiferromagnets
结合先进的光学技术和反铁磁自旋电子学技术,我们提出了一种实现超快自旋输运的方法。在绝缘反铁磁体中,光学Barnett效应引起磁振子的准平衡玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)。这种光磁巴尼特效应使我们能够利用相干的高频磁振子超过传统的(亚)太赫兹与内尔磁序。我们发现,这些光学磁振子BEC的宏观相干诱导自旋电流通过弱耦合的两个绝缘AF的结界面,这种光磁约瑟夫森效应实现超快自旋输运。光磁约瑟夫森振荡的周期比皮秒量级的常规振荡周期短得多。因此,我们提出了一种利用光学磁振子玻色-爱因斯坦凝聚体的宏观相干性来实现原子荧光中超快自旋输运的方法。
2021-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Effect of zero energy bound states on macroscopic quantum tunneling in high-Tc superconductor junctions
从理论上研究了电流偏置高温超导体约瑟夫森结中的宏观量子隧穿以及零能束缚态对宏观量子隧穿的影响。我们得到了MQT速率的解析公式,并表明在正常/超导体界面处的ZES的存在导致强欧姆准粒子耗散。因此,与完全不存在ZES的c轴连接相比,MQT速率明显受到抑制。
2005-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle Dissipation in d-wave Superconductor Phase Qubit
最近的高Tc超导体相敏实验,例如,YBa_2Cu_3O_7单晶的d波性质确立了铜酸盐材料的d波性质。本文讨论了如何利用d波约瑟夫森结来构造相位量子比特。我们特别关注准粒子耗散对宏观量子隧穿的影响,这对应于d波相位量子比特的测量过程。
2004-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Observation of Andreev bound states in YBaCuO/Au/Nb ramp-type Josephson junctions
本文报道了几种几何形状的YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)/Au/Nb斜坡结中的约瑟夫森隧穿和准粒子隧穿。宏观上,在YBCO的ab面中,隧穿发生在(100)和(010)方向上,或在(110)方向上。这些接合处具有稳定且宏观上良好限定的几何形状。这使得在很宽的温度和磁场范围内的准粒子和约瑟夫森隧穿的系统调查。在Nb超导态下,它的能隙在准粒子电导谱中表现为Nb的相干峰和在宽化的零偏压电导峰(ZBCP)中心处的一个凹陷。当我们增加温度或外加磁场时,Nb相干峰和下降都得到抑制,ZBCP完全发展,同时状态保持不变。当Nb处于正常态时,在77 K时观察到ZBCP,并且几乎不受高达7 T的增加场的影响。测量结果与在YBCO/Au/Nb结界面处形成的具有加宽Andreev束缚态的态密度的卷积一致。由于具有不同几何形状的结在相同条件下在相同衬底上制造,因此期望提取对晶体学方向敏感的可靠隧穿信息。然而,与约瑟夫森隧穿形成鲜明对比的是,准粒子电导谱对晶体学取向不敏感:无论隧穿发生在(100)还是(110)方向,总是观察到明显的ZBCP,与结界面的微观粗糙度一致。无论YBCO薄膜是孪生的还是非孪生的,准粒子谱的所有这些特性都是成立的。
2005-10-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasiparticle energy spectrum in ferromagnetic Josephson weak links
本文计算了常规超导体之间纯铁磁弱链中的准粒子能谱。DOS中的大峰,由于在铁磁势垒处的Andreev反射的特殊情况,对应于自旋分裂束缚态。它们的能量作为势垒厚度,交换场强度,并在链接的宏观相位差$ϕ$的函数,相关的约瑟夫森电流。在基态,$ϕ$可以是0或$π$,这取决于铁磁势垒的影响。解析地得到了零能束缚态(ZES)和自旋极化基态(SPGS)出现的条件。结果表明,ZES只出现在弱连接基态之外。
1999-11-22 cond-mat.supr-con
Nanosized patterns as reference structures for macroscopic transport properties and vortex phases in YBCO films
本文研究了YBCO薄膜中纳米尺度结构图形与宏观输运电流之间的显著相关性。由绝缘位错交织的平行约瑟夫森结的纳米级网络几乎模仿了晶界结构网络。它有助于宏观性能,并占强的晶间钉扎在中间温度范围内的整个膜。这两个网络之间的相关性,能够找到一个突出的标度律在(Jc,B)平面,并确定有意义的参数之间的匹配的涡旋晶格和晶间缺陷晶格。钉扎力的两个渐近行为下的磁通流制度进行检查:相应的涡相明显个性化。
2000-05-22 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
Hund-projected Kanamori model: an effective description of Hund's metals near the Mott insulating regime
KTH--Royal Institute of Technology(皇家理工学院)
本文提出Hund投影Kanamori模型,用于描述Hund金属近莫特绝缘体区的电子关联与磁性行为,揭示强Hund耦合下载流子运动与磁相关性的相互作用。
2025-11-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Reentrance effect in macroscopic quantum tunneling and non-adiabatic Josephson dynamics in d-wave junctions
本文对含有低能准粒子的超导结中的非绝热约瑟夫森动力学进行了理论描述。在这种方法中,我们研究了非常规d波超导体结中的中间带隙态的影响。我们确定了热激活和宏观量子隧穿之间的过渡中的再入效应,并将这种现象连接到物理评论Lett的实验观察。94,087003(2005)中所述。研究还表明,非线性约瑟夫森动力学可以定义为共振相互作用的中间带隙态联想到非线性光学现象中的二能级原子的介质。
2010-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
D-wave superconductivity in doped Mott insulators
确定了接近莫特绝缘相对超导体电荷输运性质的影响。描述的低能量物理的行动制定和不同的情况下,莫特相的方法区分不同的变化与掺杂的参数在行动中。一个至关重要的问题被发现是掺杂的准粒子的电荷,这是在这里定义和控制的温度和场依赖的电磁响应函数的依赖性。分析了高温$_{c}$超导体的现有数据。这些数据虽然既不完整也不完全一致,但表明当接近莫特相时,准粒子速度和准粒子电荷都不会消失,这与几种广泛研究的轻掺杂莫特绝缘体理论的预测相矛盾。高T $_{c}$超导体的涡旋结构的结果的影响进行了确定。给出了正方形和三角形涡格的比热随场变化的数值系数。
2001-12-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Macroscopic phase segregation in superconducting K0.73Fe1.67Se2 as seen by muon spin rotation and infrared spectroscopy
利用μ子自旋旋转(\muSR)和红外光谱研究了最近发现的超导体K_(0.73)Fe_(1.67)Se_2(Tc = 32 K)。我们表明,合并后的数据可以一致地描述在一个宏观上的相分离状态与矩阵的~88%的体积分数,是绝缘和强磁性和夹杂物的~12%的体积分数,这是金属,超导和非磁性。后者的电子性质,在正常状态等离子体频率和超导冷凝密度方面,似乎与其他铁硒化物或砷化物超导体相似。
2012-03-02 cond-mat.supr-con
Resonating valence bonds and Fermi surface reconstruction: The resistivity in the underdoped cuprates
欠掺杂铜氧化物的赝能隙相是各种新颖电子现象的宿主。一个例子是直流电阻率,它显示了ab平面中的金属行为,而c轴响应是绝缘的。我们应用一个模型,最初制定的杨,赖斯和张,研究的电阻率在伪间隙阶段。该模型能够再现电阻率的定性特征,包括面内电导率的线性行为的系统偏差,以及沿c轴的绝缘行为。我们将其与弧模型的预测进行比较,并发现类似的定性行为。我们发现,在理解电阻率的最重要的元素是重建的费米面,这使得强限制准粒子的数量允许参与直流传输。
2012-11-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Entanglement between quasiparticles in superconducting islands mediated by a single spin
本文提出并证明通过将量子点自旋对称耦合到两个超小超导岛,可实现自旋的过度屏蔽,使两个相距微米的准粒子形成铁磁关联,为固态中可控的大规模量子纠缠开辟新途径。
2023-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phenomenological model of protected behavior in the cuprate superconductors
通过扩展以前的工作的2-1-4铜酸盐的低频磁性能的缩放1-2-3材料,我们到达一个一致的唯象描述的保护行为的赝隙态的磁欠掺杂铜酸盐。在零空穴掺杂和$\sim 0.22$的掺杂水平之间,它反映了产生测量的磁标度行为的绝缘自旋液体和对于掺杂水平$x>0.06$变为超导的费米液体的混合物的存在。我们的分析表明,存在两个量子临界点,在掺杂水平,$x \sim 0.05$和$x \sim 0.22$,d波的赝能隙区的超导性来自准粒子自旋液体相互作用,即在费米液体中的准粒子之间的磁相互作用引起的自旋液体激发耦合。
2006-03-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-polarized Josephson and quasiparticle currents in superconducting spin-filter tunnel junctions
本文从理论上研究了自旋滤波对超导隧道结中约瑟夫森电流和耗散准粒子电流的影响。结合准经典格林函数和隧穿哈密顿方法,我们描述了由两个超导引线组成的一般结的输运性质,有效交换场h由自旋过滤绝缘势垒隔开。我们发现除了总自旋投影Sz = 0的库珀对隧穿外,等自旋库珀对对约瑟夫森电流也有贡献.后者是有限的,不受自旋过滤器效应的影响,提供的字段h和磁化的障碍是非共线的。我们还确定了对称结的准粒子电流,并表明微分电导可能会在不同的电压值,这取决于自旋过滤器的极化,以及交换场和势垒的磁化强度之间的相对角度表现出峰值。我们的研究结果提供了一个合理的解释现有的实验约瑟夫森结与磁势垒,预测新的影响,并显示如何在混合结构中的自旋极化超电流可以创建。
2012-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Qubits and the Physics of Josephson Junctions
在本文中,我们描述了如何非线性约瑟夫森电感是所有约瑟夫森量子比特的关键电路元件。我们讨论了三种类型的量子位电路,并展示了这些电路如何以独特的方式使用这种非线性。我们给出了一个简短的推导BCS理论,突出的外观的宏观相参数。约瑟夫森方程推导出使用标准的一阶和二阶微扰理论,描述准粒子和库珀对隧穿。然后使用准粒子束缚态理论对约瑟夫森效应进行精确计算,然后扩展该理论以将准粒子激发描述为从偏压的非绝热变化从基态到激发束缚态的跃迁。虽然准粒子电流通常只计算一个恒定的直流电压,这种方法的优点是看到,我们定性地描述准粒子隧穿与交流电压激发,适当的量子比特状态。本节描述了约瑟夫森量子比特如何典型地对准粒子阻尼不敏感,甚至到了可以从微桥结构造相位量子比特的程度。
2004-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase separation in the vicinity of the surface of $κ$-(BEDT-TTF)$_2$Cu[N(CN)$_2$]Br by fast cooling
在有机超导体$κ$ -(BEDT-TTF)$_2$ Cu[N(CN)$_2$ ]Br中,通过两种方法观察到了部分的超导性被快速冷却抑制:样品尺寸对磁化率的显著影响和绝缘区的直接扫描微区红外反射光谱成像。在快速冷却后的晶体表面附近发现宏观绝缘区,其直径为50- 100 $μ$ m,深度为几个$μ$ m。迄今为止报道的非常大的面内穿透深度($\sim$ 24- 100 $μ$ m)可以用绝缘区的存在来解释。
2005-11-24 cond-mat.supr-con
Quasiparticle Quality Factors in Superconducting Resonators: Effects of Bath Temperature and Readout Power
School of Integrated Circuits, Tsinghua University(清华大学集成电路学院);Cavendish Laboratory(卡文迪许实验室);Clarendon Laboratory(克拉伦登实验室);James Watt School of Engineering, University of Glasgow(格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院)
研究超导谐振腔在低温下品质因数偏离标准预测的原因,提出基于修改后的Rothwarf-Taylor方程的宏观模型,明确品质因数、浴温与读出功率之间的关系。
2026-05-09 astro-ph.IM cond-mat.supr-con
Coherence-Incoherence and Dimensional Crossover in Layered Strongly Correlated Metals
电子和有效维数之间的相关性是形成相互作用电子系统性质的关键因素。例如,现场库仑排斥U可以抑制或完全阻挡位间电子跳跃t,并且取决于比率U/t,材料可以是金属或绝缘体。相关效应随着允许维数的减少而增加。在3D系统中,低能电子态表现为准粒子(QP),而在1D系统中,即使是弱相互作用也会将准粒子分解为集体激发。对于一类新的外来低维材料,其中1D或2D构建块松散地连接成3D整体,非线性特别重要。块之间的小的相互作用可能会引起各种各样的不寻常的转变。在这里,我们研究分层系统,在垂直于层的方向上显示从绝缘类,在高温下,在低温下的金属类字符的交叉,而在层内的整个温度范围内的金属。我们表明,这种有效维数的变化与层内相干准粒子的存在或不存在相关。
2002-04-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Role of two-dimensional Ising superconductivity in the non-equilibrium quasiparticle spin-to-charge conversion efficiency
二维Ising自旋轨道耦合超导体的非平衡态研究是其成功应用于平衡态自旋三重态库珀对和潜在的Majorana费米子的前提。通过利用最近发现的2D SC及其与任何其他材料的兼容性,我们在这里制造非局域磁振子设备,以研究这种2D伊辛超导性如何影响2 H-NbSe 2超导薄片转移到亚铁磁绝缘Y3 Fe 5 O 12上的磁振子自旋到准粒子电荷的转换效率。与基于常规成对超导体的参考器件的比较表明,Y3 Fe 5 O 12诱导的NbSe 2薄片中的面内(IP)交换自旋分裂受到其固有的面外(OOP)自旋轨道场的阻碍,这反过来又限制了自旋电荷转换效率的过渡态增强。我们的非平衡研究强调了潜在的库珀对和交换诱导的自旋分裂之间的对称匹配的巨大过渡态自旋-电荷转换的意义,并可能对通过调整铁磁绝缘体/2D Ising SC双层中IP交换和OOP自旋-轨道场的相对强度而实现的邻近工程自旋极化三重态配对产生影响。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disordered 2d quasiparticles in class D: Dirac fermions with random mass, and dirty superconductors
由马约拉纳型哈密顿量控制的无序非相互作用准粒子--突出的例子是具有破缺时间反演和自旋旋转对称性的脏超导体,或者具有波动键强度的2d伊辛模型的费米子表示--被称为D类。在二维空间中,这种弱无序系统可能具有金属相,超出了强无序所期望的绝缘相。我们表明,2D金属相来自自由马约拉纳费米子点,在RG轨迹的扰动WZW模型的方向。为了建立这一结果,我们开发了一个超对称的非阿贝尔玻色子化方法的扩展。在金属-绝缘体转变的金属一侧,态密度在零能量时变得不为零,这是通过类似于动力学质量产生的机制实现的。在N种无序狄拉克费米子模型中,通过映射到一个非线性西格玛模型(其中包含一个Z_2自旋自由度)来研究这一特性.我们计算了有限系统的态密度,并在遍历极限下与D类随机矩阵预测一致。涡旋无序是自由费米子点处的一种相关扰动,它改变了低能态密度,抑制了局域Z_2自由度,从而导致不同的对称性类BD。
2000-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Macroscopic Coulomb blockade in large Josephson junction arrays
从理论上研究了绝缘状态下一维和二维规则约瑟夫森结阵列的输运性质。我们推导出低温下由系统中的库珀对转移介导的电流的电流-电压特性。在屏蔽长度与岛的电容到地面的情况下,我们发现,运输是由宏观库仑阻塞效应的间隙远远超过一个单一的岛充电能量。在屏蔽长度远大于阵列的线性尺寸的极限下,间隙建立了对阵列尺寸的依赖性,即,库仑间隙在一维中随系统尺寸线性增长,在二维阵列中随系统尺寸的对数增长。我们发现两种传输机制:在中等温度下,高于BKT类电荷结合-解结合转变,低偏压输运被热激活,激活能等于库仑阻塞能。在低温下,低于结合-非结合转变,JJA落入超绝缘状态,电阻呈现双指数温度依赖性。
2008-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of Macroscopic Quantum Tunneling in High-T_c c-Axis Josephson Junctions
研究了高温超导体c轴扭曲约瑟夫森结中的宏观量子隧穿,以阐明各向异性序参量对称性对宏观量子隧穿的影响.利用泛函积分和反弹方法计算了MQT速率对绕c轴扭转角$γ$的依赖关系。由于d波OPS,$γ$的开关电流分布的标准偏差和交叉温度从热激活到MQT的依赖性被发现,分别由$\cos2γ$和$\sqrt{\cos2γ}$。我们还表明,从节点准粒子激发MQT的耗散效应是可以忽略不计的小,这是符合最近的MQT实验使用Bi ${}_2$ Sr ${}_2$钙铜${}_2$ O ${}_{8 + δ}$本征结。这些结果表明,c轴扭转结中的MQT是一种有效的测试高温超导材料低温光功率谱的实验工具,并表明这种结在量子比特应用中具有很大的潜力。
2007-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Models for supercritical motion in a superfluid Fermi liquid
研究了费米超流体中以朗道速度$v_L$量级运动的物体所受的拖曳力。人们期望$v_L$是临界速度,超过该速度,阻力开始向其正常状态值增加。最近的一项实验对这种预期提出了挑战,该实验测量了浸没在超流体$^3$ He中的均匀运动的金属丝产生的热量。我们介绍了使用费米液体理论的超流性的基础上计算的宏观物体上的阻力。作为一种技术工具,在计算中,我们提出了一个边界条件,描述漫反射的准粒子从表面上的规模大于超流相干长度。我们计算了不同大小的稳定运动物体所受的阻力。对于一个对象,是小的相干长度相比,我们发现一个阻力,是根据预期。对于宏观物体,我们需要考虑物体周围空间变化的流场。在低速时,这是由超流体的理想流动引起的。在较高的速度下,流场被当流速局部超过$v_L$时产生的激励所改变。流场引起准粒子的Andreev反射,从而导致阻力的变化。我们计算多个极限情况下的圆柱形物体。在没有准粒子-准粒子碰撞的情况下,我们发现临界速度大于$v_L$,并且与小物体的情况相比,在$2v_L$处的拖曳力(单位横截面积)减少了一个数量级。在碰撞主导的极限中,流动在低于$v_L$的速度下显示出不稳定的迹象。
2018-06-29 cond-mat.other cond-mat.supr-con