Characterizing a high spin magnetic impurity via Andreev reflection spectroscopy
利用Andreev反射研究了高自旋磁性杂质的基态性质及其与电子自旋的相互作用。我们看到,通过电荷和自旋电导可以有效地估计任何高自旋磁性杂质的相互作用强度、基态自旋和磁矩。我们展示了如何在正常金属和超导体之间的交界处的高自旋磁性杂质可以有助于超导自旋电子学的应用。特别是,虽然自旋电导是不存在的铁磁-绝缘体-超导体结的间隙以下,我们表明,在正常金属-高自旋磁性杂质-正常金属-绝缘体-超导体(NMNIS)结的情况下,它是存在的。此外,可以看出,纯自旋传导可以存在于NMNIS结中,而没有任何伴随的电荷传导。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall
Photon-assisted tunneling at the atomic scale: Probing resonant Andreev reflections from Yu-Shiba-Rusinov states
超导结中的超导过程有很多种,包括单个电子、库珀对,甚至更多的电子通过多次Andreev反射而转移。光子辅助隧穿与古老的Tien-Gordon模型相结合,长期以来一直是识别超导体之间隧穿过程的有力工具。在这里,我们探测超导隧道结,包括杂质诱导的Yu-Shiba-Rusinov(YSR)状态,通过暴露在微波辐射的超导尖端的扫描隧道显微镜。我们发现,一个简单的Tien-Gordon描述描述的隧穿单电子和库珀对到裸衬底,但打破了隧穿通过YSR状态的共振Andreev反射。我们开发了一个改进的理论描述,这是非常符合数据。我们的研究结果建立了光子辅助隧穿作为一个强大的工具来分析隧穿过程在原子尺度上,这应该是特别翔实的非常规和拓扑超导体。
2020-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap transport in ferromagnet-superconductor junctions due to magnon-assisted Andreev reflection
我们提出了一个新的磁振子辅助Andreev反射过程在铁磁金属-超导体界面,它包括同时注入的库珀对从超导体和磁振子内的铁磁体的发射。在低温下,这个过程代表了一个额外的通道,用于穿过FS界面的子带隙传输,这解除了对电流的限制,所述电流是由于必须将铁磁体中的自旋极化电流与超导体中的无自旋电流相匹配而产生的。对于任意极化度的超导体和铁磁体之间的结,非弹性磁振子辅助的Andreev反射过程将表现为对$I(V)$特性的非线性附加,该非线性附加相对于偏置电压的符号是不对称的,并且与铁磁体中磁振子的态密度有关。子间隙$I(V)$特性的表达式给出了任意的界面质量,而均匀透明和无序界面的限制情况下进行了详细讨论。
2001-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
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
Photon-Assisted Quasiparticle Transport and Andreev Transport through an Interacting Quantum Dot
研究了外加电压随时间变化时,耦合于超导贮库的量子点的共振隧穿。基于非平衡格林函数技术,导出了电流的一般公式。利用这个公式研究了超导体上量子点的光子辅助准粒子输运。此外,还研究了强关联量子点与正常金属导线和超导导线之间的共振Andreev输运。
1999-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Andreev Scattering and the Kondo Effect
我们研究了无限大的$U$ Anderson杂质与正常金属和超导金属耦合的性质。这两种情况下的量子点和含有杂质的量子点接触被认为是,对于后者,我们研究一个和两个通道的杂质。使用概括的非交叉近似,其中包括多个Andreev反射,我们计算这些设备的杂质谱函数和线性响应电导。我们一般地发现,近藤共振在对应于超导能隙的能量处产生结构,而费米能处的共振幅度发生改变。与没有超导性的情况相比,这导致了零偏压电导的可观察到的变化。
1999-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Photo-assisted Andreev reflection as a probe of quantum noise
Andreev反射对应于两个电子从金属引线隧穿到超导体引线作为库珀对(或反之亦然),可以用来测量高频噪声。本文提出了一种检测器,它由一个正常的铅-超导电路,这是电容耦合到介观电路的噪声是要测量。我们讨论了两种探测器电路:一个单一的正常金属-超导体隧道结和一个正常的金属从超导体分离的量子点工作在库仑阻塞制度。当适当的光子被介观电路提供或吸收时,相当大的DC电流在检测器电路中流动,介观电路起到其耦合到的结的环境的作用。在所有情况下,电流的结果都可以以由特定于传输过程的内核加权的环境的过量噪声的频率积分的形式进行转换(准粒子隧穿,Andreev反射,.)这是考虑。我们将这些想法应用到量子点接触的过量噪声的测量中,并提供了探测器电流的数值估计。
2007-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev bound states at nonmagnetic impurities in superconductor/antiferromagnet heterostructures
本研究发现超导体/反铁磁体异质结构中的非磁性杂质可产生自旋分裂的Andreev束缚态,其自旋由杂质子晶格决定,局域态密度衰减叠加两种振荡模式,丰富了非常规Andreev束缚态的研究体系。
2025-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effect of Photon-Assisted Andreev Reflection in the Accuracy of a SINIS Turnstile
我们考虑一个混合单电子晶体管(SET),它由一个栅控的正常金属岛(N)通过两个隧道结(S-I-N-I-S)连接到两个电压偏置的超导引线(S)构成,作为一个旋转门。我们表明,该系统和它嵌入的高温电磁环境之间的光子交换增强了Andreev反射,从而限制了单电子隧穿精度。
2015-07-14 cond-mat.mes-hall
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
Current fluctuations in unconventional superconductor junctions with impurity scattering
二维大块超导体的序参量在动量空间的某个方向上为零时,被归类为节序参量;在动量空间的某个方向上为零时,被归类为节序参量。如果Andreev束缚态形成在超导体的边缘,那么每一类都可以是拓扑非平凡的。超导体中的非磁性杂质会影响Andreev束缚态的形成,并且可以在小电压下彻底改变隧道谱。在这里,我们调查的平均电流和波动的二维隧道结之间的正常金属和非常规超导体通过求解准经典的Eilenberger方程自洽,包括在超导体中的非磁性杂质的存在。随着杂质强度的增加,我们发现超导性几乎所有的序参量被抑制,因为(i)在零偏压下,从噪声电流比计算的有效转移电荷倾向于电子电荷$e$和(ii)有限偏压下,电流-电压特性遵循正常状态结。这一趋势也有明显的例外。首先,带隙非平凡(手征)超导体是非常强大的杂质散射由于其表面Andreev束缚态的线性色散关系。其次,对于节点非平凡超导体,只有p_x波配对几乎不受杂质的影响,这是由于在界面附近出现了奇频s波库珀对。由于它们对波矢的各向异性依赖,杂质散射是其余节结超导体的有效对破缺机制。所有这些行为都被噪声电流比巧妙地捕捉到,为寻找非常规超导性的实验特征提供了有用的指导。
2017-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Excess photon-assisted noise of Majorana and Andreev bound states
Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum Physics, Department of Physics, Tsinghua University(清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室);Frontier Science Center for Quantum Information(量子信息前沿科学中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
研究Majorana和Andreev束缚态中光子辅助噪声的特性,揭示其在不同偏压下的行为差异。
2026-02-07 cond-mat.mes-hall
Superconducting Gap Renormalization around two Magnetic Impurities: From Shiba to Andreev Bound States
研究了两种磁性杂质存在下s波超导体带隙的重整化。对于弱束缚的Shiba态,我们解析地计算了能隙重整化中对两个杂质自旋的相对取向敏感的部分。对于与传导电子有较强交换耦合的杂质,通过数值自洽求解能隙方程,发现当杂质下的局域能隙参数改变符号时,亚能隙Shiba态转变为超能隙Andreev态.
2015-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phonon-Assisted Andreev Reflection at Majorana Zero Mode
拓扑超导体端部的Majorana零模(MZM)的典型特征之一是正常铅-超导体结隧穿谱中的零偏置峰。本文研究了一个单声子模耦合到超导体引线的正常铅-超导体结模型,它可以看作是一个电子-引线/声子耦合-MZM/空穴-引线结构。声子耦合的MZM作为一系列的通道,电子可以通过吸收和发射声子变成空穴。这些通道在局域态密度(LDOS)中呈现为一系列条带,在隧穿光谱中产生相应的峰。在LDOS中,电子-声子相互作用使条纹之间的权重变窄并重新分配。在隧道光谱中,峰高呈现多声子过程的特征。通过这些研究,我们的工作阐明了声子辅助的Andreev反射机制在马约拉纳零模式。
2019-02-18 cond-mat.mes-hall
Modeling long imperfect SNS junctions and Andreev bound states using two impurities and the T -matrix formalism
我们提供了一种新的分析工具来计算长的不完美SNS结中Andreev束缚态(ABS)的能量,目前这些能量只能通过数值工具来描述。我们将NS结建模为δ函数“Andreev”杂质,即,一种局部电势,它将电子散射到自旋相反的空穴中。我们使用的散射矩阵形式主义,相当令人惊讶的是,一个“Andreev”杂质相当于NS结的特点是Andreev反射和有限数量的正常散射。ABS的能量,然后使用T-矩阵形式主义应用到一个系统与两个Andreev杂质计算。我们的结果之间的Andreev近似(ABS能量线性依赖于相位和化学势的独立性)和粒子在盒中的限制(束缚态能量是独立的相位和化学势的线性依赖性)描述的一个完美的长SNS结的限制。此外,我们恢复ABS能量的封闭形式的表达式,通过扩大周围的粒子在盒子里的限制。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection assisted lasing in an electromagnetic resonator coupled to a hybrid-quantum-dot
从理论上研究了当外加直流偏置电压使两能级混合量子点(hQD)脱离平衡时,耦合到hQD上的单模电磁谐振腔的激光器(脉塞)。利用hQD的非平衡格林函数形式和半经典激光方程,我们确定了系统的相关物理量。我们发现,由于Andreev反射和Floquet-Andreev侧共振的形成,在适当的栅压和一定的阈值偏置电压及谐振器阻尼因子以上,二能级量子点具有非零增益谱,在超导能隙的频率范围内,系统可以产生激光。此外,我们的结果表明,根据谐振器的阻尼因子和特定阈值偏置电压以上,激光发射可能是由于Andreev共振和Floquet-Andreev侧共振之间的单电子跃迁或级联电子跃迁造成的。
2017-08-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Perturbation theory of a superconducting $0-π$ impurity quantum phase transition
利用相互作用强度的微扰展开,研究了具有库仑排斥的单能级量子点与两个超导导线的相互作用。我们使用Nambu形式主义和标准的多体图解表示的杂质格林函数制定松原自洽微扰展开。我们表明,在零温度下的二阶膨胀在其$\it{spin-symmetric}$版本产生一个几乎完美的协议与数值精确计算的位置的$0-π$相边界处的Andreev束缚态达到费米能量,以及在0相的单粒子数量的值。我们目前的结果相图,水平占领,诱导局部超导能隙,约瑟夫森电流和Andreev束缚态的能量与精度超过任何(半)分析方法迄今为止。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Loss of Pi-Junction Behaviour in an Interacting Impurity Josephson Junction
利用推广的不交叉近似,其中包括Andreev反射,我们研究了耦合到两个超导引线的无限U Anderson杂质的性质。在$Δ$和$T_K$具有可比性的制度中,我们发现杂质谱函数中的子带隙共振的位置产生了强烈的反常相位依赖性--当超导体之间的相位差等于$π$时,其能量最小。计算通过杂质的约瑟夫森电流,我们发现,$π$结的行为是失去的束缚态的位置以上的费米能量移动。
2000-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
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
Non-local Andreev reflection under ac bias
本文从理论上分析了外加交流偏压下多端正常金属超导正常金属(NSN)器件中的非局域电子输运。我们的分析揭示了一些有趣的影响,例如,交叉Andreev反射(CAR)和弹性共隧穿(EC)之间的平衡的光子辅助破坏。我们证明,在足够小的(通常是subgap)频率的外部交流信号和在低温下的NSN设备的非本地电导变成负意味着在这个制度CAR的贡献,非本地电流占主导地位的EC。我们的预测可以在未来的实验中直接测试。
2009-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Assisted hopping in the Anderson impurity model: A flow equation study
我们研究了安德森杂质模型中的辅助跳跃效应。我们使用的流方程方法,其中,通过酉变换,产生一个序列的哈密顿,以消除辅助跳跃项。该方法产生重正化的现场能量$ε_d^*$、重正化的相关能量$U^*$和包括对跳跃的其他项。对于某些参数值,初始哈密顿量流向一个有吸引力的安德森模型。我们认为,这一结果意味着当地的配对波动的趋势。
2004-02-03 cond-mat.mes-hall
Impurity-assisted tunneling magnetoresistance under weak magnetic field
将自旋注入到半导体中对于将自旋功能集成到传统电子学中是必不可少的。绝缘层通常插入铁磁金属和半导体之间,以获得有效的自旋注入,因此区分隧道势垒中的电自旋注入和杂质驱动效应的特征至关重要。在这里,我们展示了一个杂质辅助隧道磁电阻效应在非磁性绝缘体的隧道势垒和铁磁绝缘体的隧道势垒。在这两种情况下,该效果反映了通过外部磁场的杂质沟道的隧穿电流的开/关切换。报道的效果,这是普遍的任何杂质辅助隧穿过程,最终澄清了广泛使用的技术,采用相同的铁磁电极注入和检测自旋积累的争议。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall
Phase-tunable electron transport assisted by odd-frequency Cooper pairs in topological Josephson junctions
我们考虑一个有限尺寸的拓扑约瑟夫森结的边缘形成的二维拓扑绝缘体接近传统的超导体和研究的影响库珀对对称性的电子输运。我们发现,由于有限的结的尺寸,电子输运是高度可调的超导相位差$ϕ$跨结。在零频率和$ϕ=π$,该设置表现出消失的局部Andreev反射和完美的正常传输由于有限的结尺寸和拓扑Andreev束缚态的形成在结的中间的相互作用。我们发现,这种惊人的行为,使奇频库珀对成为唯一类型的配对内的拓扑结,有助于运输。因此,我们的论文提供了一个高度可调的检测方案,奇频库珀对。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in silicene-based SNS Josephson junction: Andreev reflection and free energy
研究了在垂直电场和非共振圆偏振光作用下,掺杂无偏硅烯超导体-正常超导体结(SNS)中的约瑟夫森效应.研究了亚能隙输运过程中的Andreev反射(包括回射和镜面反射)、自由能、Josephson效应的反转以及$ϕ_{0}$结的出现.与铁磁-超导体界面相反,即使在干净界面和没有费米波矢失配的情况下,NS界面中的Andreev反射也是完全的。本文指出了自由度的动态极化对$0-π$跃迁和$ϕ_{0}$结的产生所起的重要作用。衬底中带电杂质的散射影响体中的输运性质以及谷弛豫,这可以通过宏观波函数来考虑。在短结极限下,讨论了Andreev能级和自由能的近似结果。除了紧束缚模型的低能限制外,只要间距模型远大于超导能隙,就需要考虑有限尺寸效应。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum plateau of Andreev reflection induced by spin-orbit coupling
在这项工作中,我们发现了一个有趣的量子平台行为的Andreev反射之间的一维量子线和超导体。通过适当地调整量子线内的自旋-轨道耦合及其与超导体的隧道耦合的相互作用来实现量子平台。通过排除与多通道量子线、具有势垒的Blonder-Tinkham-Klapwijk连续模型和在界面处具有现场杂质的晶格系统相关的情况下的可能存在,这种平台行为被证明是唯一的。
2014-10-17 cond-mat.mes-hall
Spin-precession-assisted supercurrent in a superconducting quantum point contact coupled to a single-molecule magnet
量子点接触耦合到纳米磁体的超电流强烈依赖于纳米磁体的自旋动力学。我们采用一个完全微观模型来计算耦合到自旋的结的输运性质,其动力学被建模为由外部磁场所带来的拉莫尔进动,并发现动力学通过诱导超导能隙边缘以下的连续态和Andreev能级之间的跃迁来影响电荷和自旋电流。准粒子的这种重新分布导致Andreev能级的非平衡态分布和超导电流的增强,这可以作为修改的电流-相位关系以及作为温度的函数的非单调临界电流而看到。这种非单调的行为伴随着作用在旋进自旋上的自旋转移力矩的相应变化,并导致了使用温度作为调节自旋反作用的手段的可能性。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave strengths to induce magnetoresistance oscillations in high-mobility 2DES in a photon-assisted impurity scattering model
结果表明,虽然二维电子系统中微波感生磁电阻振荡的主要特征对光子辅助杂质散射模型中的弹性散射行为不敏感[X.L. Lei和S.Y. Liu,Phys. Rev. Lett. 91,226805(2003)],诱导有效振荡所需的微波强度强烈地取决于杂质势的形式。如果弹性散射是由背景带电杂质引起的,则振幅为每厘米几伏的微波电场足以引起显著的振荡,这比如果散射是由位于距离2D电子气60 nm处的远程带电杂质引起的所需的振荡小一个数量级。
2004-09-03 cond-mat.mes-hall
Impurity-assisted tunneling in graphene
在无序势的存在下,未掺杂的石墨烯条带的电导增加,这在原子尺度上是平滑的。这一现象归因于无质量狄拉克费米子的杂质辅助共振隧穿。采用传输矩阵的方法,我们证明了共振特性的电导率增强的存在下,一个单一的杂质。通过映射到一个安德森局域化问题上,计算了一维无序势涨落模型的双端电导率。
2007-05-07 cond-mat.dis-nn 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
Magnetism- and impurity-assisted chain creation in Ir and Pt break junctions
应用断裂结中链形成模型的推广[JPCM 24,135501(2012)],我们研究了轻杂质对Pt和Ir链的能量学和伸长性质的影响。我们的模型使我们能够与一个理想的工具,详细分析杂质辅助链的形成,其中曲折键起着重要的作用。特别是,我们专注于H(类s)和O(类p)杂质,并假设,为简单起见,在实验中的杂质原子的存在下的结果。M-X-M-X-(M:金属,X:杂质)链结构。通过系统的全势第一性原理计算,我们的模型与材料特定的参数,我们发现,这种杂质的存在强烈影响链的结合性能。我们发现,虽然这两种类型的杂质提高链被拉长的概率,s-类杂质降低链的稳定性。我们还分析了磁性和自旋轨道相互作用对链生长性质的影响。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall
Impurity assisted nanoscale localization of plasmonic excitations in graphene
使用确定随机相位近似内的非局部介电响应的实空间理论,计算原始和杂质掺杂的石墨烯的等离子体激元模式。一个完整的对角化的极化运营商进行,允许提取其所有极点。它演示了如何杂质诱导形成的本地化模式是不存在的原始石墨烯。讨论了局域等离子体激元的空间调制和频率对电子填充和杂质强度的依赖关系。此外,它示出的化学势和杂质强度可以调谐到控制的局域模式的目标功能。这些预测可以通过扫描隧道显微镜实验进行测试。
2010-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Impurity-assisted electric control of spin-valley qubits in monolayer MoS$_2$
以MoS $_2$为例,对过渡金属二硫属化物单分子膜中静电限定量子点中的单电子自旋谷量子比特进行了理论研究.用于相干控制的量子比特基态的耦合是具有挑战性的,因为它需要同时翻转自旋和谷。在这里,我们表明,一个倾斜的磁场连同短程杂质,如空位,替代缺陷,或吸附原子,可以引起量子比特基态之间的耦合。该机制使得面内$g$因子非零,并且允许用面内ac电场控制量子位,类似于电驱动的自旋共振。我们评估的平面内的$g$ -因子和电诱导量子比特拉比频率上的杂质的类型和位置的依赖性。我们揭示了高度非常规的功能的耦合机制,所产生的禁止谷间散射的情况下,当杂质位于S网站。我们的研究结果提供了二维半导体中电可控量子位的设计准则。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall
Sequential tunneling in doped superlattices: Fingerprints of impurity bands and photon-assisted tunneling
本文对弱耦合掺杂超晶格中的电输运进行了理论和实验研究。我们的计算显示出负微分电导率在足够高的电场的所有掺杂。在低掺杂的样品中,杂质带的存在大大改变了电流-电压特性,我们发现了两个不同的电流峰,其相对高度随电子温度而变化。这些发现可以解释在低掺杂样品中观察到的不同峰的电流-电压特性与外部太赫兹辐射。从我们的微观输运模型,我们得到定量协议的实验电流-电压特性,而不使用任何拟合参数。我们的实验数据和理论都表明,绝对负电导在自由电子激光源的宽频率范围内持续存在。
1997-09-17 cond-mat.mes-hall
Effective low-energy models for superconducting impurity systems
提出两种互补方法计算单能级量子点的Andreev bound state能量:基于低能模型映射从量子Monte Carlo数据提取能量,及映射至超导原子极限并加能带校正,后者预测与数值重整化群结果高度吻合。
2023-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Particle-Hole Ghost Interference in Superconductors
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
本文提出超导体中由单个杂质靠近线缺陷、台阶边缘或相边界产生的粒子-空穴干涉,形成结合传统$2k_F$弗里德尔振荡与双曲条纹的鬼影干涉图样,可作为超导电子序的局域探针。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intervalley electron-hole exchange interaction and impurity-assisted recombination of indirect excitons in WS$_2$ and WSe$_2$ monolayers
钨基二硫属化物单分子膜中激子态的多样性源于自旋自由度和谷自由度之间的独特相互作用。激子种类之一是间接激子(动量或谷暗),当单层是电荷中性时,其负责一系列共振。我们研究了间接激子的短程电子-空穴交换相互作用,以及杂质介导的复合机制。分析提供了在发射光谱中的零声子间接激子共振的能量和偏振的透彻理解。
2022-04-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the coupling of an individual magnetic impurity to a superconductor: quantum phase transition and transport
超导体上磁性吸附物的交换散射产生Yu-Shiba-Rusinov(YSR)束缚态。根据交换耦合的强度,磁矩对库珀对凝聚体的扰动很弱,导致自由自旋基态,或者在其附近结合准粒子,导致(部分)屏蔽自旋态。在这里,我们利用吸附在Pb(111)表面上的Fe-卟啉分子的灵活性,可逆地和连续地在这些不同的基态之间进行调谐。我们发现,FeP时刻屏蔽在原始吸附状态。接近扫描隧道显微镜的尖端,我们施加足够强的吸引力来调节分子通过量子相变进入自由自旋状态。我们确定和表征的过渡,通过调查的传输过程作为功能的尖端分子距离,激发单电子隧穿以及(多)Andreev反射的YSR状态。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Modelling impurity-assisted chain creation in noble-metal break junctions
在这项工作中,我们提出了推广的模型链形成的断裂连接,介绍了Thiess { \it等人}。[ \onlinecite{Alex08} ],转化为含有$s$和$p$杂质的锯齿形过渡金属链。我们应用这个扩展的模型来研究贵金属链的杂质,经常出现在断裂结实验,即铜,银和金链与H,C,O和N吸附原子的生产趋势。从系统的全势能线性化增广平面波第一性原理计算中为我们的模型提供特定于材料的参数,我们发现这种杂质的存在对贵金属链的结合性质有着至关重要的影响。我们发现,这两个,杂质引起的键强化和锯齿形债券的形成,可以导致一个显着增强的概率链形成断裂路口。
2011-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle cooling using a Topological insulator-Superconductor hybrid junction
在这项工作中,我们调查的混合结实现耦合的三维拓扑绝缘体与传统的$s$波超导体的表面态的热电性能。我们专注于弹道装置和研究准粒子流,携带电流和热流,采用散射矩阵的方法,基于传统的Blonder-Tinkham-Klapwijk形式主义。我们计算结的冷却效率作为正常区域的微观参数(即化学势等)的函数。当从Andreev镜面反射的状态移动到Andreev逆反射占主导地位的状态时,冷却功率增加。与传统的N/S界面的情况不同,我们可以实现正常区域的有效冷却,而不包括界面处的任何显式杂质散射,以增加正常反射。
2018-06-04 cond-mat.mes-hall 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
Microwave-induced pi-junction transition in a superconductor / quantum-dot / superconductor structure
利用非平衡格林函数,我们证明了微波辐射可以使超导体/量子点/超导体结构中的超导电流反向。与普通金属/量子点/普通金属结中的边带效应不同,在$E_{0}=\frac{n}{2}\hbar ω(n=\pm 1,\pm 2...)$附近出现了光子辅助结构,其中$E_{0}$是量子点的共振能级,$ω$是微波场的频率。每个光子辅助结构由负峰和正峰组成,在$E_{0}=\frac{n}{2}\hbar ω$附近具有从负峰到正峰的突变。微波诱导的$π$ -结转变被解释为光子辅助Andreev束缚态的图像,这是由于两个超导体之间的多光子辅助Andreev反射形成的。此外,位于$E_{0}=0$的主谐振也可以通过适当的微波强度和频率来反转。
2002-04-01 cond-mat.mes-hall
Ground-State Cooling of a Mechanical Oscillator by Interference in Andreev Reflection
本文研究了一个机械振子的基态冷却,该振子与插入在正常金属和超导接触之间的量子点的电荷线性耦合。这样的系统可以实现,例如,通过与栅极接触电容耦合的悬浮碳纳米管量子点。聚焦于亚能隙输运机制,我们分析了驱动谐振器到非平衡态的非弹性Andreev反射。对于小耦合,我们得到振动辅助反射可以通过两个不同的干涉路径发生。干涉决定了振动能量子的吸收率和发射率之间的比率。我们表明,基态冷却的机械振荡器可以实现许多振荡器的模式同时或选择性地为单一模式,这取决于实验上的可调谐耦合到超导体。
2016-11-03 cond-mat.mes-hall
Electron transport through strongly interacting quantum dot coupled to normal metal and superconductor
研究了在近藤效应和Andreev散射作用下,量子点与正常金属和类BCS超导体(N-QD- S)耦合的电子输运.在强点上相互作用的限制下,系统用单杂质Anderson模型描述。我们使用最近提出的凯尔迪什非平衡格林函数运动方程技术和修改的从玻色子方法来研究电子输运。我们推导出包含各种隧穿过程的电流公式,并应用它来研究通过系统的输运。我们发现Andreev电导被强烈抑制,并且在微分电导中没有零偏(Kondo)异常。我们讨论了电极中的粒子-空穴不对称性以及耦合中的不对称性的影响。
2003-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of electron-electron interaction and spin-orbit coupling on Andreev pair qubits in quantum dot Josephson junctions
Jožef Stefan Institute(约瑟夫·斯蒂芬研究所);Faculty of mathematics and physics, University of Ljubljana(卢布尔雅那大学数学物理学院)
研究自旋-轨道耦合和电子-电子相互作用如何通过混合单占据YSR成分增强Andreev对量子比特中的自旋跃迁,并探讨其对退相干和量子转导的影响。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized currents and noise in NS junctions with Yu-Shiba-Rusinov impurities
被磁性杂质无序化的传统超导体表现出与原始超导体截然不同的物理性质。在我们之前的工作[Phys. Rev. B 92,245430(2015)]中,我们探索了两种极端情况下这种系统的光谱和热力学性质:完全随机和铁磁排列的杂质磁矩。在这里,我们考虑这些系统的输运性质,并表明它们有可能被用于超导自旋电子器件。每个磁性杂质贡献一个Yu-Shiba-Rusinov(YSR)束缚态的频谱,驻留在子带隙能量。假设YSR态形成金属带,我们证明了当杂质是铁磁有序的时,这些态所携带的隧穿电流可以是高度自旋极化的。自旋极化可以通过简单地调节偏置电压来切换。此外,即使当杂质自旋完全不相关时,如果隧道界面是自旋激活的,仍然可以实现电流的几乎100%的自旋极化。我们计算电流和噪声,隧道和完全透明的制度之间的接口的变化参数,并分析单粒子和Andreev反射过程的相对作用。
2016-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin relaxation in the impurity band of a semiconductor in the external magnetic field
研究了具有自旋分裂谱的二维半导体在外加磁场中杂质带的自旋弛豫。自旋弛豫的几种机制被证明是相关的。第一个是由于声子辅助塞曼子能级之间的跃迁的基态的一个孤立的杂质,而其他机制可以被描述在一个随机的磁场中的自旋进动在杂质带的电子运动。在后一种情况下,有两个贡献的自旋弛豫:一个给出的最佳杂质配置与跳跃等待时间成反比的外部磁场和另一个有关的电子运动在大尺度上。计算了平均自旋弛豫速率。
2007-08-27 cond-mat.mes-hall
Thermopower and thermophase in a $d$-wave superconductor
在非常规超导体中,杂质散射和Andreev过程的相互作用可能导致类电子和类空穴准粒子的散射时间不同。当杂质散射相移介于玻恩极限和幺正极限之间时,这种电子-空穴不对称性出现,并导致对大热电效应的期望。在这里,我们研究的热电响应的$d$波超导体连接到正常的金属水库下的温度偏置使用完全自洽准经典理论。在开路设置中,热电感应准粒子电流被超流抵消,但代价是在接触处感应电荷不平衡并延伸穿过结构。我们调查所产生的热电势和热相位和它们的依赖性散射相移,平均自由程,和接口的透明度。对于晶轴取向,使得形成表面束缚的零能量Andreev态,热电效应由于局部降低的电子-空穴不对称性而降低。对于一个半弹道超导体具有良好的接触,我们发现的顺序几个$μV/K$的热电势,这表明热电压测量作为一个有前途的路径,调查热电在非常规超导体。
2022-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced Shiba states in a molecular junction
含有磁性杂质的超导体表现出有趣的现象,来自库珀配对和近藤屏蔽之间的竞争。这种竞争的核心是Yu-Shiba-Rusinov(Shiba)态,它是由磁性杂质对超导体的破坏效应引起的。混合超导体-分子结提供了进入这些状态的独特途径,但制造此类器件的复杂性使其探索保持在最低限度。在这里,我们报告了模型自旋1/2杂质以中性且稳定的全有机自由基分子的形式成功整合到邻近诱导的超导断裂结中。我们的测量揭示了激发这是一个自旋诱导的Shiba状态的特点,由于自由基的未成对自旋强耦合到超导体。借助于可变的分子-电极耦合,我们获得了混合体系的单重态和双重态基态,分别产生了双重态和单重态Shiba激发态。我们的研究结果表明,Shiba态是一个强大的功能之间的相互作用的顺磁性杂质和邻近诱导超导体的激发态介导的相关电子空穴(Andreev)对,而不是库珀对。
2017-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana-assisted nonlocal electron transport through a floating topological superconductor
一维拓扑超导体中由一对Majorana束缚态所跨越的费米子模的非定域性质激发了许多旨在证明输运中这一性质的提议。特别地,从附接到左束缚态的引线到附接到右束缚态的引线通过模式的传输将导致电流互相关。然而,对于接地超导体上的理想零模,互相关完全被抑制,有利于纯粹的局部Andreev反射。为了获得一个非零的互相关,以前的研究需要存在一个额外的全球充电能量。在测试马约拉纳模的固有非定域性时,以全局充电能的形式将非定域项添加到哈密顿量中似乎在概念上是麻烦的。在这里,我们表明,一个浮动的超导体允许观察非局部电流的相关性在没有充电能量。我们发现,非相互作用和库仑阻塞制度有相同的峰值电导$e^2/h$,但不同的散粒噪声功率;而散粒噪声是次泊松在库仑阻塞制度在大的偏压限制,泊松散粒噪声一般得到在非相互作用的情况下。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spectral and transport properties of a half-filled Anderson impurity coupled to phase-biased superconducting and metallic leads
我们推导并应用了一个一般的方案,用于映射到一个普通的半填充单杂质安德森模型与单一的修改隧道态密度的半填充单能级量子点耦合到一个正常的金属和两个超导相偏置的铅组成的设置。该理论允许否则不可行的应用程序的标准数值重整化群,并能够获得相位相关的本地光谱特性以及相位相关的诱导配对和约瑟夫森电流。由此产生的输运性质匹配以及与数值精确的连续时间的杂交扩展量子蒙特卡罗。对于弱耦合的正常电极,光谱特性可以用正常电极加宽的Andreev束缚态来解释,该束缚态具有类似于超导Anderson模型的相位依赖位置,其共存于具有Kondo峰的$π$ -类相位中,该Kondo峰的相位依赖Kondo温度遵循先前在Domauburski等人中所描述的形式,物理学~修订版~ B { \bf 95},045104(2017)
2021-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
ac Josephson effect in the resonant tunneling through mesoscopic superconducting junctions
研究了介观超导结共振隧穿中的交流约瑟夫森效应。在微波辐射的存在下,我们表明,多Andreev反射的轨迹可以通过发射或吸收光子关闭。从而形成光子辅助的Andreev态,并起到携带超电流的作用。在Shapiro台阶上,当谐振能级位于一系列间隔为微波频率一半的位置附近时,出现直流分量。在无限大超导能隙的极限下,导出了解析结果,揭示了交流约瑟夫森效应的新特征。
2003-02-14 cond-mat.mes-hall