Changes of Kondo effect in the junction with DIII-class topological and $s$-wave superconductors
讨论了一维\emph{DIII}类拓扑结构与s波超导体通过量子点间接耦合形成的约瑟夫森结中近藤效应的变化.通过对量子点进行Schribert-Wolff变换,我们发现量子点中的单电子占据引起了各种关联模式,如量子点与$s$波超导体之间的近藤关联和单重态-三重态关联,量子点与Majorana二重态之间的自旋交换关联.此外,它在修改约瑟夫森效应中起着重要的作用,导致各向异性和高阶近藤关联的发生。此外,由于量子点处于近藤区,额外的自旋交换关联也有助于约瑟夫森效应。然而,如果\emph{DIII}类拓扑超导体由于时间反演不变性的破坏而退化为\emph{D}类拓扑超导体,则所有这些项将完全消失。我们相信,这项工作显示了\emph{D}和\emph{DIII}类拓扑超导体之间的根本区别。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized transport in copper-oxide atomic junctions revealed by anomalous shot-noise behavior in presence of the Kondo effect
University of Konstanz(康斯坦茨大学);University of Potsdam(波茨坦大学)
研究通过低温输运测量揭示铜氧化物原子结中的本地磁性,发现科尼格效应引起的零偏异常和异常射频噪声,扩展了Landauer射频噪声描述以包含能量依赖的传输函数,证实了铜氧化物原子接触的自旋过滤能力。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall
A multi-channel fixed point for a Kondo spin coupled to a junction of Luttinger liquids
利用重整化群方法研究了杂质自旋耦合到多个Tomonaga-Luttinger液体结上的系统。对于结处的解耦S-矩阵,有一系列的近藤耦合流到一个多通道固定点的排斥电子间的相互作用,这是与一个特征的自旋翻转散射的温度依赖性。如果结点由Griffiths S矩阵控制,则近藤耦合流到所有线解耦的强耦合固定点。
2006-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Break-junction experiments on the zero-bias anomaly of non-magnetic and ferromagnetically ordered metals
我们研究了正常非磁性金属以及铁磁体在低温下的断裂结。半径为0.15 - 15 nm的点接触显示出零偏压异常,这可以归因于在接触处的单个Kondo杂质处的Kondo散射或单个导电通道的切换。由异常宽度推算的近藤温度在10 ~ 1000 K之间变化。这些结果与铁磁体的原子尺寸接触以及各种金属上的矛砧型接触的文献数据吻合得很好。
2011-09-17 cond-mat.mes-hall
Kondo effect and spin-active scattering in ferromagnet-superconductor junctions
我们研究了超导和铁磁相关性对不同几何结构中电荷输运的相互作用,重点是量子点接触以及量子点在偶态和奇态的界面上有和没有自旋散射。为了获得一个完整的图片的电荷输运,我们计算在所有情况下的完整的计数统计,并与实验数据的结果进行比较。我们表明,自旋活性散射是一个重要的组成部分,在量子点接触的描述。这也适用于处于均匀电荷状态的量子点,而在典型的近藤情况下,它被强烈抑制。我们解释了这个功能的强不对称性的杂交与量子点,并显示如何近藤峰分裂在磁场可用于自旋过滤。对于处于偶态的量子点,自旋激活散射可以解释实验观察到的微带隙特征。
2012-04-30 cond-mat.mes-hall
Anomalous negative magnetoresistance in quantum-dot Josephson junctions with Kondo correlations
本研究制备了 Al-InSb 纳米线量子点-Al 器件,发现在 Kondo 区出现的零偏置电导峰在弱磁场下具有反常负磁阻,并将其归因于超导引线涡旋捕获准粒子降低了耗散从而增强 Josephson 电流,揭示了涡旋物理与超导电流隧穿的联系。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall
Inelastic effects in molecular junctions in the Coulomb and Kondo regimes: Nonequilibrium equation-of-motion approach
在一个简单的非平衡运动方程(EOM)的方法被认为是在库仑阻塞和近藤制度的电子输运通过分子结的非弹性效应。该方案是自洽的,并且可以定性地再现库仑阻塞中振动特征的主要实验观察[H.Park et al.,Nature 407,57(2000)]和Kondo [L. H. Yu等人,物理修订信函93,266802(2004)]制度。考虑类似于Meir等人的平衡EOM方法[Phys. Rev. Lett. 66,3048(1991);同上,70,2601(1993)]用于Keldysh等值线以说明结的非平衡性质,并且通过适当的Franck-Condon(FC)因子进行修整以说明振动特征。Meir等人的平衡EOM方案的结果在适当的限度内重现。
2007-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Renormalization group study of the Kondo problem at a junction of several Luttinger wires
我们研究了一个由N条量子线组成的结系统,其中结的特征在于标量S矩阵,杂质自旋耦合到结附近的电子。线被建模为弱相互作用Tomonaga-Luttinger液体。导出了不同线上自旋与电子模的近藤耦合的重整化群方程,分析了不同初始近藤耦合和结S矩阵(如解耦S矩阵和Griffiths S矩阵)值下的重整化群流和不动点.我们通常发现,近藤耦合流向大的反铁磁值在两种可能的方式之一。对于Griffiths S-矩阵,我们研究了一个强耦合流的扰动展开在逆的近藤耦合,我们发现,在大的距离,系统接近铁磁不动点的解耦的S-矩阵。对于具有反铁磁Kondo耦合和弱电子间相互作用的退耦S矩阵,流是到两个强耦合不动点中的一个,其中所有通道通过杂质自旋彼此强耦合。但强的电子间相互作用(K_p < N/(N+2))稳定了多通道不动点,在该不动点处不同通道间的耦合趋于零。我们还研究了在去耦和格里菲斯S矩阵的电导的温度依赖性。
2006-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo resonance enhanced supercurrent in single wall carbon nanotube Josephson junctions
我们将化学气相沉积法生长的单壁碳纳米管与Ti/Al/Ti超导电极相接触。该设备,我们在这里报告的是在近藤政权表现出四重壳结构,在那里观察到一个明确的签名超导电极低于临界温度。多重Andreev反射揭示了子间隙结构和一个狭窄的峰值附近的零偏置的差分电导被视为取决于壳填充。我们解释的峰值接近诱导的超电流,并检查其与近藤共振的相互作用。
2007-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical control of Kondo effect and superconducting transport in a side-gated InAs quantum dot Josephson junction
我们测量了耦合到超导引线上的单个InAs自组装量子点(QD)中的非耗散超电流。量子点的占据是由背栅电极和横向侧栅调节的。侧栅的几何形状允许在具有适当轨道状态的恒定电子数的区域中调谐QD-引线隧道耦合。使用侧门效应,我们研究了近藤关联和超导配对之间的竞争的量子点,观察减少超导电流时,近藤温度降低到超导能隙以下的定性与理论预测一致。
2009-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity-dependent Kondo effect in ultrasmall metallic grains
通过计算磁性杂质的磁化率chi,研究了超小金属颗粒(即小到具有离散能级谱的颗粒)中的近藤效应。我们的量子蒙特卡罗模拟,和一个简单的模型的解析解,表明该行为的变化显着取决于是否在晶粒中的电子数是偶数或奇数。我们认为,气的测量提供了一个有效的实验方法来探测粮食的数宇称。
2003-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo Effect in a Quantum-Dot-Topological-Superconductor Junction
研究了近藤点与拓扑超导体(TS)侧面耦合的动力学和输运特性。在TS的末端形成的马约拉纳费米子态(MFS)被发现能够深刻地改变近藤物理:对于理想的设置,其中的MFS不重叠($ε_m=0$)的有限的点-MFS耦合$(Γ_m)$减少了精确的因子3/4的线性电导的幺正极限值在近藤主导制度$(Γ_m<T_K)$,其中$T_K$是近藤温度。另一方面,在Majorana-fermion主相($Γ_m>T_K)$)中,由于MFS诱导的塞曼分裂,自旋分裂近藤共振发生,这是强库仑相互作用和拓扑超导性的真正多体效应.我们发现,原来的近藤共振是完全恢复,一旦MFSs的强杂化($ε_m > Γ_m$)。近藤效应和MFS之间的这种不寻常的相互作用可以用来明确地检测马约拉纳费米子,并量化TS中MFS之间的重叠程度。
2012-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon-assisted tunneling and two-channel Kondo physics in molecular junctions
振动模式和近藤物理之间的相互作用是关联分子导体输运性质的一个基本方面。我们目前的理论结果为一个单一的分子在近藤政权连接到左,右金属引线,创建通常的耦合到一个传导通道与左右奇偶校验(“甚至”)。质心振动模式通过反对称(“奇”)通道引入额外的声子辅助隧穿。一个非费米液体固定点,让人想起双通道近藤效应,出现在声子介导的耦合强度的临界值。我们对该系统的数值重整化群计算揭示了非费米液体在低温下的临界点线的行为。这种强关联状态的签名是突出的热力学性质和线性电导。
2009-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning the Kondo effect with back and side gates - Application to carbon nanotube superconducting quantum interference devices and pi-junctions
最近,我们提出了第一个超导量子干涉器件(SQUID)与单壁碳纳米管(CNT)的约瑟夫森结[1:J. P. Cleuziou,W。Wernsdorfer,V. Bouchiat,T. Ondarcuhu和M. Monthioux,Nature Nanotech。1,53,(2006).],http://www.nature.com/nnano/journal/v1/n1/pdf/nnano.2006.54.pdf的网站。我们发现,量子限制在每个结诱导离散量子点(QD)能级结构,这可以控制与两个横向静电门。此外,背栅电极可以改变QD势垒的透明度,从而允许改变QD状态与超导接触的杂化。这种技术进一步说明了在这个额外的支持材料,我们表明,近藤耦合一个给定的谐振可以通过改变背栅电压连续调谐。它使我们能够证明[1] CNT约瑟夫森结可以用作栅控π结,也就是说,可以用栅极电压来调谐CNT结上的电流-相位关系的符号。
2006-10-23 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
Nonequilibrium Seebeck effect and thermoelectric efficiency of Kondo-correlated molecular junctions
从理论上研究了隧道结中强关联分子(或量子点)的非平衡热电输运性质。假设分子与接触的耦合是非对称的,我们利用微扰理论确定了由电压梯度和温度梯度驱动的非线性电流。然而,子系统组成的分子强耦合到一个接触,通过使用数值重整化群方法,它允许精确描述近藤关联解决。我们研究了温度梯度和电压依赖的非线性和微分塞贝克系数为各种初始配置的系统。特别是,我们表明,在库仑阻塞制度与单占领的分子,两个热势表现出符号的变化,由于在非平衡条件下的近藤关联。此外,我们确定的非线性热流和热电效率,表明该系统可以作为一个热机具有相当大的效率,取决于运输制度。
2023-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional quantum Hall junctions and two-channel Kondo models
提出了分数量子霍尔(FractionalQuantumHallJunctions)结与双通道Kondo模型之间的映射。我们详细讨论了这种关系的特殊情况下,在$ν= 1/3$和正常的金属的一个结的一个N-OH状态。我们表明,在强耦合制度,这个结有一个非费米液体固定点。在这个固定点上,电子格林函数有一个分支,熵有一个非零值,等于$S={1/2} \ln{2}$。我们在强耦合不动点处构造了扰动空间,发现隧穿算子的维数为1/2。这些行为强烈地让人联想到一些量子杂质模型的非费米液体不动点,特别是双通道Kondo模型。然而,我们发现,尽管有这些相似之处,这两个系统的希尔伯特空间是完全不同的。特别是,虽然在一个特殊的限制,两个模型的哈密顿是相同的,他们的希尔伯特空间不是,因为它们是由物理上不同的边界条件。因此,两种模型中的算子谱是不同的。
2000-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Many-body quantum interference route to the two-channel Kondo effect: Inverse design for molecular junctions and quantum dot devices
本研究针对分子结的广义量子杂质模型提出逆向设计策略,证明多体量子干涉可在简单4/5位点分子基团中实现两通道近藤临界点,且近藤温度极高,相关特征可实验观测。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Even-odd parity effects in Majorana junctions
我们研究了一个一般的马约拉纳结,其中N螺旋纳米线连接到一个共同的s波超导体邻近诱导马约拉纳束缚态的电线。每根导线的正常部分(j=1,...,N)充当连接的铅,其中电子可以隧穿到相应的马约拉纳态γ_{A,j}。另一端的Majorana态γ_{B,j}通过任意的隧道矩阵相互耦合。我们研究了各种结拓扑结构的隧道电导的奇偶校验效应的条件。
2013-03-05 cond-mat.mes-hall
Singlet-Triplet Kondo Effect in Blatter Radical Molecular Junctions: Zero-bias Anomalies and Magnetoresistance
本文在低温断裂结中研究Blatter自由基单分子结,观测到两类零偏压近藤异常及高负磁电阻,并将其归因于由自由基分子与侧向耦合分子构成的双量子点系统中的单重态-三重态近藤效应,证明该自由基可用于低温双端自旋电子器件。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parity flipping mediated by a quantum dot in Majorana Josephson junctions
本文在 Majorana Josephson 结中引入外部量子点,通过能级调制产生 LZ 跃迁与周期性 LZS 干涉,为探测 Majorana 束缚态提供电压和干涉信号。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of the Seebeck coefficient in a Kondo-correlated single-quantum-dot transistor
我们报告的第一次测量的塞贝克系数在隧道接触和栅极可调的个人单量子点结在近藤制度,使用电迁移技术制造。这个基本的热电参数是通过直接监测响应于结两端的温差而感应的电压的幅度,同时保持通过器件的净隧穿电流为零来获得的。与在扫描隧道显微镜(STM)配置中探测的体材料和单分子相比,研究纳米级电子晶体管中的热电势受益于电可调谐性以展示突出的量子效应。这里,通过改变温度,根据量子点中的自旋配置,引起塞贝克系数的显著符号变化。与数值重整化群(NRG)计算结果的比较表明,无论是在共隧穿区还是近藤区,在费米能级附近,隧穿态密度一般是不对称的.
2018-11-10 cond-mat.mes-hall
Majorana-Klein hybridization in topological superconductor junctions
我们提出了一个强大的和一般的方法来描述耦合的马约拉纳费米子的外部引线,相互作用或非相互作用的电子。我们的图中,玻色化的克莱因因子表现为额外的马约拉纳与物理因子杂交。我们证明了这种方法的力量,通过解决一个高度非平凡的SO(M)近藤问题所产生的拓扑超导体与M马约拉纳铅耦合,允许任意M和传导电子相互作用。我们发现,这些拓扑Kondo问题引起强大的非费米液体的行为,甚至费米液体的铅,和绝缘和Kondo制度之间的量子相变时,铅形成Luttinger液体。特别是,对于M=4,我们找到了一个长期追求的稳定实现的双通道Kondo不动点。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parity anomaly and spin transmutation in quantum spin Hall Josephson junctions
研究了与局域磁杂质耦合的量子自旋霍尔系统中的约瑟夫森效应。作为费米子宇称异常的结果,当穿过结的超导相位差前进$2π$时,杂质和自旋霍尔边缘的组合系统的自旋在半整数和整数值之间交替。这导致了交换耦合和单离子各向异性在相位差,其中保留时间保留对称性的自旋多重态分裂的特征差异。我们讨论了$8π$周期(或$\mathbb{Z}_4$)的分数约瑟夫森效应的背景下,最近的实验。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall
Tunnel magnetoresistance and temperature related effects in magnetic tunnel junctions with embedded nanoparticles
在量子弹道模型的范围内,计算了嵌入纳米颗粒的磁性隧道结的隧道磁电阻随温度的变化关系。在双势垒方法范围内模拟了电子通过NP的隧道传输,并将其集成到磁点状接触模型中。详细探讨了谐振TMR条件和温度影响。此外,在近藤温度附近的铅-隧穿细胞-铅模型的范围内,讨论了温度诱导共振条件的可能原因。我们还发现,重新分配的电压降变得至关重要,在这个模型中。此外,直接隧穿在总隧穿厚度达5-6 nm的量子系统中起主导作用,并且不可忽略。因此,库仑阻塞模型不能解释近藤诱导的纳米尺寸隧道结中的TMR异常。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall
The Interacting Impurity Josephson Junction: Variational Wavefunctions and Slave Boson Mean Field Theory
我们研究了两个超导体之间的约瑟夫森耦合介导的无限U安德森杂质,适应变分波函数的方法已被证明是成功的近藤模型。然而,与近藤问题不同的是,单重态和双重态能量的交叉可以通过改变近藤能量与超导能隙的比率来产生,这与Clerk和Ambegaokar最近的工作一致。我们构造了该结的相图,并讨论了不同相的性质。此外,我们发现单重态和二重态能量内的奴隶玻色子平均场的方法。我们发现,从玻色子平均场处理是无法解释的能级交叉。
2000-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Holographic optical traps for atom-based topological Kondo devices
拓扑近藤(TK)模型是在固态量子器件中提出的一种在可控环境下实现非费米液体行为的方法。TK模型提议背后的另一个动机是证明马约拉纳费米子的量子动力学性质的需求,这是它们在拓扑量子计算中潜在用途的核心。在这里,我们考虑交叉Tonks-Girardeau气体安排在一个星的几何形状(形成一个Y -结)的交界处,我们执行这个系统的理论分析表明,它提供了一个物理实现的拓扑近藤模型领域的冷原子系统。利用计算全息技术,我们在实验上实现了一种适用于原子俘获的Y结,其参数可控且独立。的结和原子波导的横向尺寸为5微米的顺序,导致有利的估计近藤温度和跨结的耦合。由于我们的研究结果表明,所有需要的理论和实验成分是可用的,这提供了一个超冷原子设备,可能在原则上表现出拓扑近藤效应的演示。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Unconventional Josephson junctions with topological Kondo insulator weak links
三维(3D)拓扑绝缘体中的邻近诱导超导形成了物质的新量子相,并容纳了奇异的准粒子,如马约拉纳束缚态。通常研究的3D拓扑绝缘体的最大缺点之一是导电体的存在,其掩盖了表面态和低能束缚态。然而,在拓扑近藤绝缘体如SmB $_6$中引入超导性是有希望的,因为它们在低温下具有真正的绝缘体。在这项工作中,我们开发了一个非常规的约瑟夫森结耦合超导铌导致的表面态的SmB $_6$晶体。我们观察到一个强大的临界电流在低温下,响应于应用程序的平面外磁场与通常的夫琅和费模式的显着偏差。在微波辐射下出现的Shaphiro台阶进一步证明了约瑟夫森效应。此外,我们探讨了近藤击穿在我们的设备,如铁磁性的表面和超导电流的异常温度依赖性的影响。特别地,磁衍射图案显示出与场扫描方向的异常滞后,这表明在SmB $_6$表面磁性与超导性共存。实验工作将推进当前对拓扑非平凡超导体和与这种非常规超导相相关的紧急状态的理解。
2019-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Engineering of Spin and Anisotropy in Magnetic Molecular Junctions
单分子磁体和单自旋中心在耦合到形成电结的触点时可以被单独寻址。为了控制和设计量子器件的磁性,有必要量化结的结构和化学环境如何影响自旋中心。诸如配位数或对称性等参数提供了一种简单的方法来量化局部环境,但忽略了杂质自旋耦合到接触时的多体相互作用。在这里,我们利用高度波纹的六方氮化硼(h-BN)单层介导的CoHx(x= 1,2)配合物和金属接触的钴自旋之间的耦合。当氢原子控制总的有效自旋时,发现氢原子平滑地调节自旋和底层金属之间的近藤交换相互作用。使用扫描隧道显微镜和光谱与数值模拟,我们定量演示了近藤交换相互作用如何模仿化学剪裁和改变磁各向异性。
2015-05-09 cond-mat.mes-hall
Quantum-Dot Parity Effects in Trivial and Topological Josephson Junctions
约瑟夫森结中的奇占据量子点可以翻转传输相位,产生π结。当结耦合拓扑超导体时,预期没有相位翻转。我们在一个全壳层混合干涉仪中研究了这一点和相关的影响,使用栅极电压来控制点结宇称和轴向磁通量来控制从平凡到拓扑超导的过渡。增强的零偏压电导和奇宇称的拓扑相位的临界电流反映了杂交的限制自旋与零能量模式的领导。
2020-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-tunable parity-protected qubit based on a single full-shell nanowire Josephson junction
本文利用全壳纳米线约瑟夫森结的通量可调性,在接近一个通量量子时实现从gatemon到宇称保护区域的调谐,提出一种具有抗退相干保护的新型量子比特,并估计了相干与弛豫时间。
2025-06-23 cond-mat.mes-hall
Spin-charge separation and Kondo effect in an open quantum dot
我们研究了一个量子点在几乎完美的电导下通过单模结与体相连接。虽然点的平均电荷$e\langle N \rangle$不是离散的,但其自旋仍然是量子化的:$s=1/2$或$s=0$,这取决于(周期性地)栅极电压。这种与传统的混合价态的巨大差异源于点中存在宽带、密集的离散能级谱。在双重态中,近藤效应在低温下发展。我们发现近藤温度$T_K$和电导在$T\lesssim T_K$。
1999-03-11 cond-mat.mes-hall
Parity measurement in topological Josephson junctions
本文研究了由二维拓扑绝缘体的两条边构成的拓扑约瑟夫森结的性质。我们表明,由于费米子宇称泵在整个散装,全球的结宇称有一个明确的签名的周期性和临界值的约瑟夫森电流。特别是,我们发现,从$4π$的准粒子数为偶数的结中的磁通量的周期性变化的$2π$在奇数扇区。在长结的情况下,我们表现出严格的数学之间的联系Andreev束缚态的频谱和费米子宇称异常,通过玻色化。此外,我们还讨论了库仑相互作用对约瑟夫森电流的定量影响。
2013-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Mesoscopic Kondo Box: A Mean-Field Approach
我们研究了介观Kondo盒,由量子自旋1/2与混沌电子浴相互作用组成,可以通过磁杂质耦合到量子点上的电子来实现,使用平均场方法的Kondo相互作用。它的数值效率使我们能够分析近藤温度,局部磁化率,电导统计与随机矩阵理论获得的能级的大量样品。我们在平均值和概率分布中看到明显的奇偶效应,分别取决于量子点的偶数和奇数电子占据。这些宇称效应可以在实验中直接得到。
2010-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The parity effect in Josephson junction arrays
研究了由多个超导岛组成的电路中准粒子的宇称效应和输运。我们开发了一个通用的方法,并表明它是等价于以前的方法描述的奇偶校验效果在其更有限的制度的有效性。作为一个例子,我们研究了在可忽略的约瑟夫森能量的限制下,通过线性阵列的约瑟夫森结的输运,并观察到宇称效应的出现与非平衡准粒子的数量减少。由于相关电荷状态的数量随着长度的增加而呈指数增加,在多结阵列中,奇偶效应以与两结情况不同的方式表现出来。电荷无序的作用也被研究,因为这隐藏了许多否则会被观察到的宇称物理。尽管如此,我们看到,在低偏压下通过多结阵列的电流受到亚稳定偶宇称态形成的限制。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crossover from Kondo assisted suppression to co-tunneling enhancement of tunneling magnetoresistance via ferromagnetic nanodots in MgO tunnel barriers
最近,它已被证明,磁性隧道结薄氧化镁隧道势垒表现出非常高的隧道磁阻(TMR)值在室温下1,2。然而,通过MgO势垒的自旋相关隧穿物理才刚刚开始解开。使用平面磁性隧道结,其中超薄层的磁性金属沉积在中间的MgO隧道势垒在这里,我们证明了TMR强烈修改时,这些层是不连续的,由小煎饼形状的纳米点。在低温下,在库仑阻塞机制中,对于小于~1 nm厚的层,结的电导在低偏压下增加,与近藤辅助隧穿一致。在同一制度中,我们观察到对德涅斯特河沿岸摩尔多瓦共和国的抑制。对于稍厚的层和相应较大的纳米点,TMR在低偏压下增强,与共隧穿一致。
2007-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ground state phase diagram and "parity flipping'' microwave transitions in a gate-tunable Josephson Junction
本文利用微波谐振器研究栅极可调 InAs 纳米线约瑟夫森弱连接,绘制单重态—双重态基态相图,并将近零能的反常宇称翻转微波跃迁归因于结内辅助电子储库态。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall
The single-atom box: bosonic staircase and effects of parity
在强相互作用的原子-原子体系中,发展了两个玻色-爱因斯坦凝聚体在双势阱中形成的约瑟夫森结的理论,其中玻色的总数为任意的$N$。结中的隧道共振被示出为周期性地由相互作用能间隔开,形成对$N$的奇偶性敏感的单原子阶梯,即使对于大的$N$。阶梯结构的表现之一是在结的晶格中干涉图案的可见性的具有偏置能量的周期性调制。
2008-09-14 cond-mat.mes-hall
Electron energy relaxation by phonons in the Kondo condensate
我们用普通的金属-绝缘体-超导体隧道结作为亚开尔文温度下的温度计,研究了掺锰铝薄膜中电子-声子(e-p)相互作用随锰浓度的变化。Al中的Mn是一种Kondo杂质,具有极高的Kondo温度$T_K \sim$ 500 K,因此我们的结果探测了完全自旋补偿的幺正极限中的e-p耦合。e-p相互作用的温度依赖性与无序金属的现有理论是一致的,但是包括近藤效应的完整理论还没有被制定出来。相互作用的强度随着锰浓度的增加而降低,提供了一种提高检测器灵敏度和固态冷却器效率的方法。
2006-04-21 cond-mat.mes-hall
Quench dynamics of fermion-parity switches in a Josephson junction
约瑟夫森结可以被驱动通过转变,其中超导凝聚体倾向于奇数个电子而不是偶数个电子。在基态费米子宇称的这种转换中,安德烈耶夫束缚态穿过费米能级,产生零模,可以通过与接地金属的点接触来探测。我们计算了超导体和金属之间随时间变化的电荷转移的线性扫描通过过渡。一个单一的准粒子与电荷$Q$交换取决于金属的耦合能量$γ_1,γ_2$的零模式的马约拉纳运营商。对于单通道点接触,$Q$等于慢驱动的绝热极限中的电子电荷$e$,而在相反的淬灭极限中,$Q=2e\sqrt{γ_1γ_2}/(γ_1+γ_2)$在$0$和$e$之间变化。这提供了一种按需产生单个电荷中性准粒子的方法。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Kondo effect of a quantum dot embedded in an Aharonov-Bohm ring with intradot spin-flip scattering
我们研究了嵌入介观环中的量子点中的近藤效应,并考虑了点内自旋翻转散射$R$。基于有限$U$从玻色子平均场方法,我们发现这种相干自旋翻转跃迁将态密度中的Kondo峰分裂成两个峰,这是环中Kondo辅助持续电流的一些有趣特征:(1)随着$R$的增加,强抑制和向正弦函数形式的交叉;(2)在奇奇偶校验的$R$相关行为中出现“驼峰”。$R$引起的持续电流方向的反向也观察到奇奇偶校验。
2004-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inelastic Microwave Photon Scattering off a Quantum Impurity in a Josephson-Junction Array
非谐超导电路中的量子涨落使得单个入射光子能够进行频率转换。这种在光子束强度中呈线性的效应导致了标准输入输出电路理论的分支。我们考虑一个极端情况下的非谐性,光子散射的一个小的一组弱链接内的约瑟夫森结阵列。我们证明了这种量子杂质显示近藤物理和评估的弹性和非弹性光子散射截面。这些截面揭示了近藤问题的多体性质,而这些性质在传统的费米子模型中是很难得到的。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Parity protected superconducting diode effect in topological Josephson junctions
本研究发现纳米线拓扑约瑟夫森结中马约拉纳束缚态的4π周期贡献可显著增强超导二极管效应,该效应受宇称保护且不受准粒子中毒影响,可推广至SQUIDs作为拓扑性质的可控探测手段。
2023-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Noise in superconductor-quantum dot-normal metal structures in the Kondo regime
我们考虑了一个N点S结在近藤制度的限制,其中超导能隙是远远小于近藤温度。提出了一种推广的近藤共振的浮动和许多平均子间隙电流的体修正计算。计算零频率噪声,并且对于低于间隙的所有电压,Fano因子保持为值10/3。有限频率噪声的影响进行了简要讨论。
2009-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical polarization of the fermion parity in a nanowire Josephson junction
本文将InAs纳米线约瑟夫森结嵌入超导LC谐振器,利用微波脉冲实现费米子宇称的动态极化,并据此选择性测量偶、奇宇称扇区的磁通依赖跃迁谱。
2021-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Resolving Ambiguity of the Kondo Temperature Determination in Mechanically Tunable Single-Molecule Kondo Systems
在大多数情况下,当实验温度不能被调节到足够的程度时,分子近藤温度$T_K$的测定构成了挑战。我们展示了如何解决这种模糊性,如果存在额外的控制参数,如磁场和机械门控。我们记录的微分电导的演变,通过解除一个单独的分子从金属表面的尖端的扫描隧道显微镜。通过用单杂质Anderson模型拟合电导谱,我们证明了提升过程使结从强关联的近藤单线态连续地调谐到自由自旋$1/2$基态.在交叉方案中,其中$T_K$与实验温度相似,拟合产生$T_K$变化一个数量级的模糊估计。我们表明,在两个不同的外部磁场测量的电导分析可以用来解决这个问题。
2021-07-15 cond-mat.mes-hall
Quantum phase transition in a minimal model for the Kondo effect in a Josephson junction
提出了近藤机制下量子点约瑟夫森电流的极小模型。我们从一个安德森杂质连接到两个超导(SC)的领导与间隙$Δ_α=|Δ_α| e^{i θ_α}$,其中$α= L, R$的领导在左边和右边的模型。我们发现,当一个SC间隙比其他$|Δ_L| \gg |Δ_R|$大得多时,起始模型可以精确地映射到单通道模型,该模型由$Δ_R$的右引线和Anderson杂质以及额外的现场SC间隙$Δ_d \equiv Γ_L e^{i θ_L}$组成。这里,$θ_L$和$Γ_L$是相对于起始模型定义的,$Γ_L$是由于与左导联耦合而产生的电平宽度。在此简化模型的基础上,我们利用数值重整化群(NRG)方法研究了非对称带隙$|Δ_L| \gg |Δ_R|$的基态性质。结果表明,SC间隙$ϕ\equiv θ_R -θ_L$的相位差,诱导约瑟夫森电流,干扰屏蔽的本地矩不稳定的单重基态典型的近藤系统。它还可以驱动量子相变到磁偶极基态,并且在临界点处约瑟夫森电流呈现不连续的变化。两个SC间隙的不对称性导致重入磁相,其中间隙内束缚态位于接近费米能级。
2004-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parity switching and decoherence by quasiparticles in single-junction transmons
transmon超导量子比特作为量子信息处理的物理实现的一种有前途的方法正在被深入研究,并且已经在二维和三维结构中实现了高品质因数的$10^6$。这些高品质因数使得能够详细研究退相干机制。一个内在的退相干过程起源于量子位自由度和穿过约瑟夫森结隧穿的准粒子之间的耦合。在transmon中,单个准粒子的隧穿与宇称的变化有关。在这里,我们介绍了单结传输中奇偶转换率的理论,并将其与最近的测量结果进行比较。我们还表明,奇偶校验切换可以有一个重要的作用,在限制的相干时间。
2014-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Single fermion manipulation via superconducting phase differences in multiterminal Josephson junctions
我们展示了如何超导相位差在约瑟夫森结可能被用来分裂的Kramers简并的能级,并删除所有的属性与时间反演对称性。已知超导相位差在两端短约瑟夫森结中是无效的,其中无论结结构如何,诱导的Kramers简并分裂都被抑制,并且基态费米子宇称必须保持均匀,使得受保护的零能量Andreev能级交叉可能永远不会出现。我们的主要结果是,这些限制可以完全避免使用多端约瑟夫森结。在那里,Kramers简并破缺变得与超导能隙相当,并且施加相位差可能导致基态费米子宇称从偶变到奇。我们证明了费米子宇称开关出现的必要条件是在结中存在“离散涡旋”:超导导线的相位绕$2π$的情况。我们的方法提供了新的策略,创造马约拉纳束缚态以及自旋操纵。我们的建议可以使用任何低密度,高自旋轨道材料,如InAs量子阱,并可以使用标准工具检测。
2014-10-30 cond-mat.mes-hall
Kondo effect in oscillating molecules
我们认为电子输运通过一个单一的分子桥在近藤制度的断裂路口。我们用一个双通道Anderson模型来描述系统。我们取隧穿矩阵元依赖于分子的位置。它示出,如果通过位移的隧道的调制是大的,潜在的限制分子之间的引线的中心位置被软化和分子的位置越来越容易受到外部扰动,打破反演对称性。在这种情况下,分子被吸引到其中一个引线上,因此电导很小。我们认为,半经典的理由,为什么软化发生和证实我们的研究结果通过Wilson的数值重整化群和Schoenhammer-Gunnarsson的变分方法得到的数值例子。
2009-05-14 cond-mat.mes-hall
Superconductor/normal-metal/superconductor junction of topological superconductors revisited: Fractional Josephson current, fermion parity, and oscillating wavefunctions
分数约瑟夫森效应已知是具有马约拉纳零模(Majorana zero mode,MZM)的拓扑约瑟夫森结的特征现象,其中约瑟夫森电流在两个拓扑超导体之间的相位差中具有$4π$(而不是$2π$)周期性。我们介绍了一个一维模型的拓扑超导体/正常金属/超导体(SNS)结的正常金属(N)区域的有限长度,这是短结和长结限制之间的中间制度。在SN界面弱隧穿的假设下,研究了共振和有限尺寸效应对分数约瑟夫森效应的影响,这是由于N区存在多个离散的能级,其中波函数具有振荡节结结构.通过对通过结的传输振幅的符号变化和两个MZM的费米子宇称的仔细分析,我们发现分数约瑟夫森电流正比于包含两个填充正常能级和两个MZM的总费米子数的宇称。此外,我们阐明了约瑟夫森电流的急剧增强,由于在N区和MZM之间的分立能级的共振。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetically-Tuned Kondo Effect in a Molecular Double Quantum Dot: Role of the Anisotropic Exchange
从理论和实验上研究了分子结中由磁场引起的单重态-三重态近藤效应。用数值重整化群计算了与温度有关的电导,$G(T)$,显示出相关低能标度的强烈印记,如近藤温度,交换和单重态-三重态分裂。我们证明了单重态-三重态近藤效应对弱自旋各向异性的稳定性,建模的各向异性交换。适度的自旋各向异性通过降低近藤坪而表现出来,导致$G(T)$偏离标准温度依赖性,这是自旋半近藤效应所期望的。我们提出这种情况作为异常的$G(T)$,测量在一个有机双自由基分子耦合到金触点的解释。我们发现了单重态-三重态近藤效应的某些新方面,如自旋极化与近藤屏蔽的共存和非微扰的有效磁场的参数依赖性。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall
Magnetic-field-induced parity effect in insulating Josephson junction chains
本文报道了在毫开尔文温度下外加磁场抑制超导能隙时,绝缘约瑟夫森结链输运特性中奇偶宇称效应的实验结果。主要特征是临界电压$V_c$的非单调依赖性,用于通过链的电荷传输的开始,其中奇偶交叉由奇偶字段$B^*$处的最大值$V_c$指示。我们还观察到一个独特的变化,在整个宇称过渡,库珀对占主导地位的运输低于$B^*$,让位于单电子占主导地位的运输高于$B^*$的传输特性。对于施加在超导铝膜平面上的场,发现在场$B^*_{||}$处发生宇称效应,使得超导能隙等于单电子充电能$Δ(B^*_{||})=E_C$。相反,垂直施加场的宇称效应可以发生在相对较低的场$B^*_\perp\simeq 2Φ_0/A_I$,仅取决于岛面积$A_I$。我们的研究结果提出了一个新的解释绝缘峰观察到的无序超导薄膜和一维带图案从这样的薄膜。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum two level systems and Kondo-like traps as possible sources of decoherence in superconducting qubits
讨论了约瑟夫森结量子比特中退相干的起源。我们发现,在周围的绝缘体的两个能级系统不能在小量子比特的噪声的主要来源。我们认为,电子陷阱中的约瑟夫森势垒与大库仑排斥会给噪声,同意在幅度和温度依赖性与实验数据。
2005-10-20 cond-mat.mes-hall quant-ph