Multiterminal Quasiballistic Josephson Effect in Monocrystalline Gold
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；All-Russian Research Institute of Automatics n.a. N.L. Dukhov (VNIIA)（N.L. 杜霍夫全俄自动学研究所）；Institute of Nanotechnology of Microelectronics of RAS（俄罗斯科学院微电子纳米技术研究所）；HSE University（高等经济大学）
单晶金中实现多终端 ballistic 约瑟夫森效应，通过非局域传输测量揭示超流电流与相位相干性的关系。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic Josephson junctions based on CVD graphene
近年来，在基础物理和潜在应用方面，对石墨烯作为超导体之间的薄弱环节的约瑟夫森结进行了深入研究。然而，之前的大部分工作都是基于机械剥离的石墨烯，这与大规模生产不兼容。在这里，我们提出了我们的研究使用石墨烯生长的化学气相沉积（CVD）作为薄弱环节的约瑟夫森结。我们证明，CVD-石墨烯基约瑟夫森结与Nb电极可以有效地工作，没有任何热滞后从1.5 K下降到320 mK的基础温度，他们在垂直磁场中表现出理想的夫琅和费干涉图案。我们还表明，结的临界电流可以通过调节栅极电压。此外，对于我们最短的结（长度为50 nm），我们发现正常状态电阻随栅极电压振荡，表明结处于弹道状态，这是以前在基于CVD-石墨烯的约瑟夫森结中未观察到的特征。
2017-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Currents and Spin Transfer Torques in Ballistic SFSFS Nanojunctions
利用全微观Bogoliubov-de Gennes（BdG）方法，研究了弹道$SFSFS$ Josephson系统中的平衡电荷流和自旋流，其中$F$是均匀磁化的铁磁体，$S$是常规的$s$波超导体.从空间变化的自旋流，我们还计算了相关的平衡自旋转移力矩。通过三个$S$区域之间的相对相位差和铁磁体的磁化方向的变化，我们的研究证明了自旋和电荷超电流的可调谐性和可控性。的自旋转移扭矩显示，以揭示在这些类型的混合动力系统中起着至关重要的作用的邻近效应的细节。所提出的$SFSFS$纳米结构的超导磁转矩晶体管的范围内进行了讨论。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent current transport in wide ballistic Josephson junctions
本文对宽弹道超导体-二维电子气-超导体结中的相干电流输运进行了实验和理论研究。实验发现，随着结长的增加，电流-电压特性曲线中的次谐波能隙结构向低电压方向移动，在远大于超导能隙的电压下的过电流减小。应用相干多重Andreev反射理论，我们表明，这些意见可以解释在运输方面通过Andreev共振。
2003-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrostatic tailoring of magnetic interference in quantum point contact ballistic Josephson junctions
研究了量子点接触弹道式约瑟夫森结中超导电流的磁静电剪裁。蚀刻的InAs基异质结构与超导铌引线横向接触，并且两个蚀刻的侧栅极的存在允许与垂直磁场的应用相结合，通过耗尽弱连接来连续地修改磁干涉图案。对于较宽的交界处的超电流提出了一个夫琅和费的干扰模式与周期h/2 e，而通过静电收缩的弱链接，周期性不断演变为单调衰减。这些设备代表了新的可调结构，可能会导致难以捉摸的马约拉纳费米子的研究。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin-polarized Josephson effect in ballistic S/F/S junctions with precessing magnetization
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
研究非平衡S/F/S结中球形长程自旋极化约瑟夫森效应，揭示自旋极化磁化在大预倾角下非正弦电流相位关系及全极化半金属极限下的导电性变化。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in ballistic graphene
我们在无杂质的超导体-正常超导体（SNS）结中求解Dirac-Bogoliubov-De-Gennes方程，以确定可以流过具有重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的最大超电流。结果由超导能隙和结的纵横比（长度L，相对于宽度W和超导相干长度小）确定。从零掺杂的狄拉克点出发，我们恢复了通常的弹道结果，其中费米波长取代了L。临界电流和正常状态电阻的乘积在接近狄拉克点时保持其普适值（直到数值前因子）。
2006-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strongly anharmonic current-phase relation in ballistic graphene Josephson junctions
基于最近直接测量石墨烯中超导邻近效应影响下的电流-相位关系（CPR）的实验，本文采用自洽紧束缚Bogoliubov-de Gennes（BdG）理论研究了弹道石墨烯SNS约瑟夫森结中CPR的温度依赖性.通过比较这些结果与标准的Dirac-BdG方法，其中刚性边界条件假设在SN接口，我们显示了一个至关重要的两个邻近效应和由电流的CPR depending。邻近效应随着温度而增长，并且减小CPR朝向谐波结果的偏斜度。在短结（$L<ξ$）中，电流退配对也是重要的，并且在宽的温度和掺杂水平范围内产生临界相$ϕ_c<π/2$。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson systems based on ballistic point contacts between single-band and multi-band superconductors
研究了单带和多带超导体弹道点接触中的约瑟夫森效应。结果表明，在单带超导体和$s_\pm$波两带超导体以及单带超导体和三带超导体形成的约瑟夫森结的情况下，结会出现阻挫现象，表明了$ϕ$的接触特性。根据具有破缺时间反转对称性（BTRS）的三带超导体的基态，约瑟夫森结可以具有一到三个能量最小值，其中一些可以是局部稳定的。我们还研究了基于单带和多带超导体之间的约瑟夫森结的dc SQUID的行为。基于单带超导体与$s_\pm$波超导体之间的约瑟夫森点接触的直流SQUID的临界电流和总磁通量与外加磁通量的关系的一些特征，的三带超导体与BTRS和三带超导体没有BTRS相比，传统的直流SQUID的基础上单，结果可作为探测多能带结构和BTRS存在的实验工具。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Semiclassical quantization of spinning quasiparticles in ballistic Josephson junctions
在弹道半经典极限下研究了由普通磁性材料夹在两个常规超导体之间的约瑟夫森结。Andreev束缚态的谱是由电子-空穴在超导材料和正常材料界面处的反射所产生的封闭轨道上的粒子-空穴旋量的单值性得到的。半经典量子化条件只依赖于初始和最终自旋方向之间的角度失配沿这样的封闭轨迹。对于演示，Andreev-威尔逊圈的复合位置/粒子-空穴/自旋空间的构建，并示出依赖于只有两个参数，即磁相移和本地旋进轴的自旋。Andreev-威尔逊圈的细节可以通过测量自旋分辨态密度来提取。因此，约瑟夫森结可以看作是闭合路径有序指数的模拟计算机。
2016-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic Josephson junctions in the presence of generic spin dependent fields
研究了自旋分裂场和自旋轨道耦合作用下的弹道约瑟夫森结。得到了准经典格林函数的一般表达式，并利用它分析了自旋织构正常金属（N）和单重态超导体（S）之间的邻近效应的几个方面。特别是，我们表明，态密度可能会显示出零能量峰，这是一个通用的后果，自旋相关的耦合异质结构。此外，我们还得到了SNS结构中的自旋电流和感应磁矩，并讨论了超导相和自旋自由度之间的耦合对磁化强度的可能的相干操纵。我们的理论预测自旋积累在S/N界面，和横向自旋电流垂直于结界面流动。这些发现中的一些可以根据非阿贝尔静电学来理解。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic supercurrent discretization and micrometer-long Josephson coupling in germanium
我们制作约瑟夫逊场效应晶体管在锗量子阱接触超导铝和展示超导电流的孔，延伸超过几微米的结长度。在超导量子点接触中，我们观察到超导电流的离散化，以及法布里-珀罗共振，证明了弹道输运。超电流的磁场依赖性遵循一个明确的夫琅和费样图案和夏皮罗步骤后出现微波照射。多个Andreev反射引起电导增强和证据的透明界面，通过分析过剩电流确认。这些弹道超导传输的演示对于锗中的混合量子技术是有希望的。
2018-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Comment on "Ballistic SNS sandwich as a Josephson junction"
本文通过费米子能级图像重新解释长弹道SNS约瑟夫森结中的超流问题，并指出Sonin近期相关论文存在错误结果。
2023-07-22 cond-mat.supr-con
Controlling Josephson transport by manipulation of Andreev levels in ballistic mesoscopic junctions
讨论了如何通过外加静电门、外加电流注入和电磁辐射来影响Andreev能级的结构和非平衡布居数，从而控制直流约瑟夫森电流。特别是，我们将考虑在“长”SIS隧道结的“巨”约瑟夫森电流和三个终端SNS结的规则和异常的非平衡约瑟夫森电流。我们将简要讨论约瑟夫逊场效应晶体管（JOFET）和新发明的约瑟夫逊干涉晶体管（JOINT）的应用。
1998-12-06 cond-mat.supr-con
Analysis of Possible Quantum Metastable States in Ballistic Graphene-based Josephson Junctions
石墨烯是一种相对较新的材料（2004年），由碳原子层排列成蜂窝状晶格。约瑟夫森结器件由石墨烯通过在石墨烯薄片上沉积两个平行的超导引线制成。这些器件具有滞后的电流-电压特性，在微波辐照下出现超导分支和夏皮罗台阶。这些性质促使我们研究量子亚稳态的存在下，发现在传统的电流偏置约瑟夫森结类似。我们目前的工作调查弹道石墨约瑟夫森结的这些亚稳态的性质。我们为这些设备和估计参数，如能级间距和临界电流的有效搓衣板电位建模，以推断观察亚稳态所需的设计。我们提出了一个并行的片上电容器和悬浮石墨烯组成的设备。需要电容器将能级间隔降低到实验可达到的1-20 GHz范围。悬浮的石墨烯有助于降低否则可能来自绝缘氧化物层中的两能级状态的噪声。此外，其临界电流的背栅电压控制为量子控制引入了另一个旋钮。我们还将报告目前的实验进展，在该地区的制造这一拟议的设备。
2010-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional Josephson vortex lattice and anomalously slow decay of the Fraunhofer oscillations in a ballistic SNS junction with a warped Fermi surface
约瑟夫森结的临界电流是封闭磁通量$ $的振荡函数，因为量子干涉被周期性$h/2e$调制。我们计算这些夫琅和费振荡在一个二维（2D）弹道超导体-正常金属-超导体（SNS）结。对于费米圆，振荡的振幅衰减为$1/Φ$或更快。如果费米圆强烈翘曲，就像它在带中心附近的正方形晶格上一样，我们发现当磁性长度$l_m=\sqrt{\hbar/eB}$下降到NS界面的间隔$L$以下时，振幅衰减较慢$\propto 1/\sqrtΦ$。临界电流缓慢衰减的交叉伴随着正常区域中的电流涡旋和反涡旋的2D阵列的出现，其形成具有晶格常数$\simeq l_m^2/L$的二分矩形晶格。对于圆形费米面，当只剩下通常的单行约瑟夫森涡旋时，二维晶格消失。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Revisiting the adiabatic limit in ballistic multiterminal Josephson junctions
Université Grenoble-Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut NEEL（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、NEEL研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本文研究了多终端约瑟夫森结中偏压电压增加时的绝热极限，发现量子相关对数与通道数成反比，并提出模型解释介于绝热和非绝热之间的行为。
2026-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave spectroscopy of spinful Andreev bound states in ballistic semiconductor Josephson junctions
半导体纳米线中的超导邻近效应最近使新的超导结构的研究成为可能，例如门可调谐超导量子比特和多端约瑟夫森结。与它们的金属对应物相反，半导体纳米系统中的电子密度可以通过外部静电门来调节，从而提供器件特性的高度可扩展和原位变化。此外，具有大的$g$因子和自旋轨道耦合的半导体已经被证明会引起超导性中的奇异现象，例如$φ_0$约瑟夫森结和马约拉纳束缚态的出现。在这里，我们报告微波光谱测量，直接揭示了弹道半导体通道中存在的Andreev束缚态（ABS）。我们表明，测量的ABS光谱的结果，传输通道与门可调，高传输概率高达$0.9$，这是所需的门可调Andreev量子比特和有益的编织方案的马约拉纳状态。这是第一次，我们检测到激发的自旋分裂对ABS和观察到的自旋-轨道耦合在半导体中的直接后果，破断ABS。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect in a ballistic single-channel nanowire
本研究在弹道单通道纳米线中，通过Rashba自旋轨道耦合与塞曼场作用，揭示了赝自旋带差异导致的约瑟夫森二极管效应，并给出了极限情况下的解析表达式。
2024-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic surface channels in fully in situ defined Bi$_4$Te$_3$ Josephson junctions with aluminum contacts
在这封信中，我们报告的电输运性质的Bi $_4$ Te $_3$在约瑟夫森结几何形状使用超导铝电极与钛互扩散障碍。Bi $_4$ Te $_3$被认为是一种双重拓扑绝缘体，由于时间反演和镜像对称性，强拓扑绝缘体相和晶体拓扑相共存.通过Bi $_4$ Te $_3$层的超导电流的形成由两步过程来解释。首先，由于Al/Ti电极的紧密接近，在电极正下方的Bi $_4$ Te $_3$层内感应出超导能隙。该间隙的大小通过分析在低电压偏置下在器件差分电阻内识别的多个Andreev反射（MAR）来确定。第二，基于Andreev反射和反向Andreev反射过程，在这两个邻近耦合区之间的弱连接区中建立超电流。的临界电流以及火星的温度依赖性的分析表明，主要是弹道超电流的贡献之间的邻近的Bi $_4$ Te $_3$区域，即使该材料的特点是由半金属体相。这些弹道模式的存在给出了指示的拓扑性质的Bi $_4$ Te $_3$。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal mixing of supercurrents in Josephson ballistic point contact
本文研究了介观超导弱连接中的相干电流态，它同时受到接触面上的序参量相位差和连接界面的切向超流速度的影响。得到了由外输运电流控制的约瑟夫森电流-相位关系。在相位差接近π的约瑟夫森相位相关的电流的非局部性质的结果在两个涡旋状的状态在附近的接触的外观。
2003-04-14 cond-mat.supr-con
1/f critical current noise in short ballistic graphene Josephson junctions
短弹道石墨烯约瑟夫森结维持超导电流与非正弦电流相位关系高达临界电流阈值。电流-相位关系，产生于邻近超导性，是栅极电压可调的，并表现出特殊的偏度，观察到在高品质的石墨烯超导体异质结构与干净的界面。这些性质使得石墨烯约瑟夫森结成为二维传输中微观波动的灵敏量子探针。我们发现，功率谱的临界电流波动具有特性的$1/f$依赖于频率，$f$，探测两个点和更高的相关性的载流子密度波动的石墨烯沟道附近的衬底中的载流子陷阱引起的。费米能级的可调谐性，接近和远离电荷中性点，以及噪声幅度的温度依赖性是底层材料固有过程的清晰指纹。我们的研究结果提出了一个路线图，分析在相干器件的混合纳米结构的实施退相干源。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Effect of Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling on supercurrent rectification and magnetochiral anisotropy of ballistic Josephson junctions
约瑟夫森结中反转对称性和时间反转对称性的同时破缺导致电流-相位关系的$I(φ)=-I(-φ)$等式可能被破坏。这被称为反常约瑟夫森效应，它在正弦电流-相位关系中产生相移$φ_0$。在非正弦电流相位关系的弹道式约瑟夫森结中，观察到的现象更为丰富，包括超导二极管效应和约瑟夫森电感的磁手征各向异性。在这项工作中，我们提出了测量这两种效果的约瑟夫森结上定义的外延Al/InAs异质结构的阵列。我们表明，相对于晶格的电流的取向影响的磁手征各向异性，可能是作为一个有限的Dresselhaus组件的结果。此外，我们还发现约瑟夫森电感的二重对称性反映在相位滑移的激活能中。
2022-01-12 cond-mat.supr-con
Ballistic SNS sandwich as a Josephson junction
本文发展了弹道SNS夹层的理论，其中存在约瑟夫森效应而不存在邻近效应。该理论考虑了电荷守恒定律的限制和超导能隙与Andreev能级能隙的不相容性。这导致了一些结论的修订以前的作品。在一维情况下，弹道SNS夹层的基态的约瑟夫森相位不一定为零，而是可以具有从0到$π$的任何值。如果该值为$π$，则这是一个$π$连接，这在以前是众所周知的。在温度的顺序或高于Andreev能级的能量间距，这是在以前的调查中预测的超导抑制，不发生在一维的情况下。在零温度下，任何维度的弹道SNS夹层都不是薄弱环节。这导致了不寻常的属性：没有约瑟夫森等离子体模式本地化在正常层和迈斯纳效应与相同的伦敦穿透深度在正常和超导层。
2021-09-08 cond-mat.supr-con
Josephson inductance as a probe for highly ballistic semiconductor-superconductor weak links
本文对基于外延Al-InAs异质结的弹道式约瑟夫森结的约瑟夫森电感和直流输运特性进行了同步测量。有限偏置电流下的约瑟夫森电感直接揭示了电流-相位关系。在不需要相位偏置的情况下提取了邻近诱导间隙、临界电流和透明度$\barτ$的平均值，证明了例如~ $\barτ=0.94$的接近1的值。我们的方法使我们能够深入探测设备在非耗散制度，普通的运输测量是没有特色的。在垂直磁场中，结的临界电流呈现出近乎完美的夫琅和费图形，对$\barτ$的大小不敏感。相比之下，电感中的超电流干扰的特征对$\barτ$极其敏感。
2021-02-04 cond-mat.supr-con
Reply to Comment on "Ballistic SNS sandwich as a Josephson junction"
本文是对E. Thuneberg评论的回复，指出其批评基于对原论文目标与方法的误解，且未提供合理论据证明原论文不正确。
2023-11-28 cond-mat.supr-con
Spin-flip scattering and critical currents in ballistic half-metallic d-wave Josephson junctions
本文利用Bogoliubov de Gennes方程分析了弹道超导体/半金属/超导体结中的直流约瑟夫森效应。我们研究了自旋激活界面的作用，并比较了不同的超导体对称性，包括d波配对，如何影响约瑟夫森电流。我们分析了临界电流作为结的宽度，温度和自旋反转的强度和方向的函数。特别是，我们证明了在dxy对称的情况下，超导电流的温度依赖性定性地不同于s和dx 2-y2对称性。此外，我们推导出了Andreev束缚态能量的一般解析表达式，该表达式显示了如何通过控制界面处的磁失调来诱导0-π跃迁或连续改变结的基态相位。
2012-03-07 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Josephson current in ballistic multiterminal SNS-junctions
本文研究了在一个长的二维弹道型SNS结中的非平衡约瑟夫森电流，结的正常部分与正常库耦合。对于给定的超导相位差$ϕ$，电流作为施加在正常储存器和SNS结之间的电压的函数振荡。振荡的周期为$π\hbar v_F/L$，$L$为结的长度，并且振荡的幅度对于$eV \gg \hbar v_{F}/L$和零温度以$V^{-3/2}$衰减。临界电流$I_c$表现出类似的振荡、衰减行为，作为电压的函数，每次振荡都改变符号。NS界面处的正常镜面散射或漫散射不会定性地改变图像。
2000-05-08 cond-mat.supr-con
Josephson current in ballistic heterostructures with spin-active interfaces
我们发展了具有弹道电极和自旋活性NS界面的混合SNS结构中直流约瑟夫森效应的一般微观理论。我们建立了Andreev能级谱和Josephson电流之间的直接关系，其中包含Andreev反射和自旋相关界面散射之间的非平凡相互作用的完整信息。该系统表现出丰富的结构的性质敏感的自旋相关的势垒传输，自旋混合角，界面的相对磁化方向和散射电子的运动相位。我们分析了电流相位关系，并确定了所考虑的系统中的π结状态的存在条件。我们还分析了超电流的共振增强栅电压驱动的纳米结。与非磁性情况相比，这种效应可以通过NS界面处的自旋相关散射来强烈地修改。
2009-01-30 cond-mat.supr-con
Visualization of phase-coherent electron interference in a ballistic graphene Josephson junction
本研究利用 Fraunhofer 干涉测量技术对石墨烯 Fabry-Perot 谐振腔及 Josephson junction 中的电子干涉进行实空间成像，揭示了边缘与体电流的独立干涉条件及边缘态的弹道性质，并证明无序边缘相互作用促进了电子波干涉和弹道输运。
2015-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic Andreev Reflection and Josephson Effect in Ballistic Phosphorene
我们研究Andreev反射和约瑟夫森效应的弹道单层的黑磷，被称为磷烯。由于该系统的各向异性能带结构，当比较单层中沿两个垂直方向的隧穿时，超电流变化了一个数量级。我们表明，这种效果的主要原因是在Andreev束缚态的横模的数量有很大的差异。作为结的长度和化学势的函数的超电流的振荡行为也根据沉积在磷烯片上的超导电极的取向而显著不同。对于Andreev反射，我们表明，栅极电压控制的概率，这个过程中发现的超导情况下的各向异性行为也存在电导谱。
2017-04-13 cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Josephson effect in mesoscopic ballistic multiterminal SNS junctions
我们提出了一个详细的研究非平衡约瑟夫森电流和电导的弹道多端SNS设备。非平衡是通过准粒子注入从正常水库连接到正常的一部分结。通过在正常储存器处施加电压，可以抑制约瑟夫森电流或者可以反转电流的方向。对于长于热长度$L\ggξ_T$的结，非平衡电流随施加电压线性增加，在等于短结的平衡电流的值处饱和。电导在$eV \sim \hbar v_F/L$附近表现出有限的偏置异常。对于对称注入，电导以超导体之间的相位差$ϕ$周期性地振荡$2π$，最小值（$ϕ=0$或$π$）的位置取决于施加的电压和温度。对于非对称注入，非平衡约瑟夫森电流和电导都成为相位差的$π$ -周期。在NS界面处包含势垒引起总约瑟夫森电流相对于结长的谐振行为，其周期为$\sim λ_F$。三个和四个终端结进行了研究。
1999-04-20 cond-mat.supr-con
Supercurrent decay in ballistic magnetic Josephson junctions
我们研究了弹道磁约瑟夫森结的输运性质，并建立了超导抑制是一个内在的属性的结，即使在没有无序。通过研究铁磁体厚度、磁化强度和晶体取向的作用，我们展示了超导电流如何随厚度呈指数衰减，并确定了两种机制：（i）大的交换分裂可以隔开少数或多数载流子，导致结中Andreev反射的抑制，（ii）由于准粒子速度随横向动量的显著色散，不同模式之间失去同步。我们的结果与最近的实验研究Nb/Ni/Nb结是很好的协议。该方法结合密度泛函理论和Bogoliubov-de Gennes模型，为磁约瑟夫森结和超导磁自旋阀的材料组分优化开辟了一条途径.
2021-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Vortex-like current states in Josephson ballistic point contacts
本文从理论上研究了在平行于接触界面的堤岸中注入输运超电流时的稳态约瑟夫森效应。这种超导与接触的银行之间的序参量相位差的共存导致在弱连接中出现准粒子，这产生了电流，局部化在接触的附近，并逆流到运输超导。我们回顾了我们以前的研究结果之间的弱联系载流常规和非常规（d波）超导体。并进一步研究了载流超导体之间双点接触形式的弱连接。得到了包含类涡状态的电流分布图。
2005-12-02 cond-mat.supr-con
First-principles study of metal-graphene edge contact for ballistic Josephson junction
边缘接触超导体-石墨烯-超导体约瑟夫森结已被用于实现拓扑超导，其在量子霍尔区显示出超导特征。我们进行第一性原理计算，以解释电子耦合在超导体石墨烯边缘接触，通过调查的各个方面，在杂化的钼d轨道和石墨烯$π$轨道。我们还发现，界面氧缺陷在确定界面附近的石墨烯的掺杂类型中起着重要的作用。
2020-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing the current-phase relation of graphene Josephson junctions using microwave measurements
我们对嵌入微波电路中的石墨烯约瑟夫森结进行了广泛的分析。通过比较一个扩散结在15 mK的弹道在15 mK和1 K，我们能够重建的电流相位关系。
2020-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On the Selfconsistent Theory of Josephson Effect in Ballistic Superconducting Microconstrictions
提出了弹道式超导微通道载流态的微观理论。研究了接触长度L对约瑟夫森电流的影响。当温度T接近临界温度T_c时，考虑序参量$Δ(r)$在接触内的分布，自洽地处理该问题。强非均匀微接触几何中的$Δ$的封闭积分方程（$L\lesssim ξ_{0}, ξ_{0}$是T=0时的相干长度）代替了微分Ginzburg-Landau方程。临界电流$I_{c}(L)$用该积分方程的解表示。考虑了$L\ll ξ_{0}$和$L\gg ξ_{0}$的极限情况。随着长度L的增加，临界电流降低，尽管接触的弹道Sharvin电阻保持与L=0时相同。对于具有$L\lesssim a_{D}$（$a_{D}\sim v_{F}/ω_{D}, ω_{D}$是德拜频率）的超短沟道，对临界电流I_c（L=0）值的修正对强耦合效应敏感。
1999-04-27 cond-mat.supr-con
Quantum transport in ballistic $s_\pm$-wave superconductors with interband coupling: conductance spectra, Josephson current, and crossed Andreev reflection
我们研究了弹道$s_\pm$波超导体中的量子输运，其中包括两个带之间的耦合，并将我们的模型应用于三种可能的探针，用于检测这种配对状态的内部相移：N $|s_\pm$波结中的隧道光谱，双引线N $|s_\pm$波$|$ N系统中的交叉Andreev反射，和S波$|$/$|s_\pm$波约瑟夫森结中的约瑟夫森电流。而前两个探针是不敏感的超导相在没有带间耦合，约瑟夫森效应本质上是相位相关的，而且被证明是相对不敏感的带间耦合的强度。聚焦于约瑟夫森电流，我们发现0- $π$跃迁作为两个带的有效势垒透明度的比率的函数，以及作为温度的函数的类似的相移效应。这个$s_\pm$波模型的一个基本特征是非正弦性的电流相位关系，我们计算的依赖性的临界电流上的外部磁场，显示如何这个功能可能是实验观察到的这个系统。我们还评论了可能的实验检测的相移效应在$s_\pm$波超导体。
2009-10-08 cond-mat.supr-con
Current-phase relation of a short multi-mode Bi2Se3 topological insulator nanoribbon Josephson junction with ballistic transport modes
本研究通过SQUID技术提取Bi2Se3纳米带约瑟夫森结的电流-相位关系，发现其偏离正弦且偏斜度超过扩散极限，证明超电流主要由弹道拓扑表面态携带，为利用三维TI表面态器件设计提供关键依据。
2023-04-24 cond-mat.supr-con
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
Magnetoelectric effects in Josephson junctions
综述了约瑟夫森结（JJ）的磁电效应的基本方面和特征。本文重点介绍了各种约瑟夫森系统中的正磁电效应和逆磁电效应的表现形式。它们提供超导体/铁磁体/超导体JJ中的磁化与约瑟夫森电流的耦合。直接磁电效应是作用在JJ内部的铁磁体上的自旋力矩的驱动力。因此，它是至关重要的电气控制的磁化。逆磁电效应占约瑟夫森子系统上的磁化动态的反作用，特别是，使JJ在任何起源的磁化动态的存在下处于电阻状态。讨论了具有铁磁夹层的JJ中的磁化强度通过磁电效应耦合到约瑟夫森电流的前景。
2022-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reduction of Josephson critical current in short ballistic SNS weak links
我们提出了完全自洽计算三维清洁SNS约瑟夫森结的热力学性质，其中S是一个s波短相干长度超导体和N是一个干净的正常金属。该结被建模为无限立方晶格，使得S的横向宽度与N的横向宽度相同，并且其厚度从短极限调整到长极限。SN边界附近的约化序参量和短相干长度都降低了临界约瑟夫森电流$I_c$，即使在短结中也是如此。这与最近对SNS连接的测量形成对比，发现$I_cR_N$产物比标准（非自洽和准经典）预测的预期小得多。我们还发现了不寻常的电流相位关系，一个“相位反偶极”的空间分布的自洽确定的贡献的宏观相位，和一个“意想不到的”的小型缺口在N区域内的状态的局部密度。
2001-07-26 cond-mat.supr-con
Gate Tunable Supercurrent in Josephson Junctions Based on Bi2Te3 Topological Insulator Thin Films
本文报道了超导Nb电极接触的Bi_2Te_3拓扑绝缘体（TI）薄膜组成的约瑟夫森结的输运测量结果。对于结长L = 134 nm的器件，临界超电流Ic可以通过调整TI膜的载流子类型和密度的电栅极来调制。当TI接近电荷中性区，费米能接近表面态的狄拉克点时，IC可以达到最小值。在p型区，约瑟夫森电流可以很好地描述由短弹道结模型。在n型区域中，在0.7 K < T < 3.8 K时结是弹道的，而对于T < 0.7 K，扩散体模出现并贡献比弹道模型更大的Ic。我们将p型区中扩散体模的缺乏归因于pn结的形成。我们的工作为寻找TI基超导器件中的Majorana零模提供了新的线索。
2021-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent effects in double-barrier Josephson junctions
导出了双势垒约瑟夫森结中弹道电子输运的一般解。我们表明存在一个制度的相位相干传输中的超电流是成比例的单个障碍的透明度和这种相干性被破坏的方式增加层间厚度。确定了任意电压下的准粒子直流电流。
1999-12-07 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
Comment on "Critical currents in ballistic two-dimensional InAs-based superconducting weak links"
在弹道约瑟夫森结中，实验观察到的iv特性偏离理论预测的行为。最近，Heida等，Phys.Rev.B60，13135（1999）讨论了这个问题，并对这种差异提供了解释。考虑到这一解释，作者的数据以及其他出版物的几个矛盾。
2000-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson coupling in junctions made of monolayer graphene on SiC
碳化硅（SiC）上的石墨烯已被证明是非常成功的霍尔电导量化其均匀性在厘米级。在共面扩散Al/单层石墨烯/Al结中测量了鲁棒的约瑟夫森耦合。SiC衬底上的石墨烯是提供混合约瑟夫森石墨烯/超导体器件的可扩展性的具体候选者，也给出了弹道传播的希望。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooper pair splitting in ballistic ferromagnetic SQUIDs
我们考虑半金属铁磁臂内的自旋过滤弹道SQUID。在这种情况下，单线态库珀对不能通过臂，因此约瑟夫森电流完全是由于库珀对分裂，两个电子进入不同的干涉仪臂。为了阐明由于分裂库珀对引起的约瑟夫森输运机制，我们假设臂在短结极限下是单沟道导线。系统的不同几何形状（由臂的长度和在臂之间分裂期间由准粒子获得的相位确定）导致SQUID特性（Andreev能级、电流-相位关系和临界约瑟夫森电流）作为两个控制参数（外部磁通量和两个自旋过滤器的取向差）的函数的定性不同的行为。电流-相位关系可以改变其幅度和形状，特别是，转向π结形式或获得额外的过零点。临界电流可以成为自旋过滤器的取向差和磁通量（在半周期上）的非单调函数。与常规SQUID相比，相对于磁通量的周期性加倍。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sign reversal of the AC and DC supercurrent diode effect and 0-$π$-like transitions in ballistic Josephson junctions
针对弹道约瑟夫森结中的非互易超电流，该研究结合极简理论模型与 AC/DC 二极管效应分析，揭示其符号反转及与类 0-$π$ 转变的关联。
2022-12-27 cond-mat.supr-con
Signatures of Topological Superconductivity and Josephson Diode Effects on the Magnetocurrent-Phase Relation of Planar Josephson Junctions
University at Buffalo, State University of New York（纽约州立大学布法罗分校）；Wayne State University（韦恩州立大学）
研究通过磁电流-相位关系揭示平面约瑟夫森结中的拓扑超导特性及约瑟夫森二极管效应。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic-to-Localized Dynamics as Signature of Quantum Phase Transition in Josephson Junction
Università di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；SPIN-CNR（凝聚态物理特殊相互作用中心研究所）；The Abdus Salam International Center for Theoretical Physics (ICTP)（阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所涌现物质科学中心）；Fundamental Quantum Science Program (FQSP), TRIP Headquarters, RIKEN（理化学研究所量子科学计划总部）
该研究通过数值技术探究小电容约瑟夫森结在不同耗散 regime 下的行为，发现欧姆耗散强度增加会驱动 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless 量子相变，不同耗散 regime 的相变特性存在差异，且欧姆 regime 下动力学呈弹道-局域化变化。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Phase-tunable colossal magneto-heat resistance in ferromagnetic Josephson thermal valves
我们提出了一个热阀的基础上的热输运和邻近诱导的交换分裂约瑟夫森隧道结之间的相互作用。我们表明，结热导强烈依赖于在超导体中诱导的交换场的相对对齐。在适当的温度和相位条件下，以及合适的铁磁体-超导体组合下，预计会出现高达10^7%的巨大磁热电阻比。此外，量子相位剪裁，固有的约瑟夫森耦合，提供了一个额外的自由度的热导控制。我们的预测的相位相干和自旋相关的调谐的热通量可以提供一个有用的工具，在纳米级的热管理。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching the sign of Josephson current through Aharonov-Bohm interferometry
本文研究了超导体-正常金属-超导体结中的直流约瑟夫森效应，其中正常区由弹道环组成。我们表明，一个完全可控的$π$结可以实现通过在环的电磁静Aharonov-Bohm效应。超电流的符号和大小可以通过改变施加到一个臂的磁通量和栅极电压来调节，在合适的值附近。在一个现实的设置中的实施进行了讨论。
2006-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-controlled Supercurrent in Ballistic InSb Nanoflag Josephson Junctions
具有强自旋轨道耦合和大Lande g因子的高质量III-V族窄带隙半导体材料为高速电子学、自旋电子学和量子计算领域的下一代应用提供了有前途的平台。锑化铟（InSb）提供窄的带隙、高的载流子迁移率和小的有效质量，因此在这方面非常有吸引力。事实上，这种材料近年来因实现支持马约拉纳零模的拓扑超导态而引起了极大的关注。然而，高质量的异质外延二维（2D）InSb层是非常困难的实现，由于大的晶格失配与所有常用的半导体衬底。另一种途径是生长独立的单晶2D InSb纳米结构，即所谓的纳米标志。在这里，我们展示了弹道约瑟夫森结器件的制造的基础上，InSb nanoflags与Ti/Nb的接触，显示栅极可调的接近感生的超电流高达50 nA，在250 mK和一个相当大的过剩电流。该器件显示出清晰的分谐波间隙结构的签名，表明在交界处的相位相干传输和高透明度的接口。这使得InSb纳米标志成为先进量子技术的通用和方便的2D平台。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
