Josephson junctions of multiple superconducting wires
我们研究了Andreev束缚态和Josephson电流在$N$超导导线的结中的频谱,该超导导线可能具有$s$ -或$p$ -波配对对称性,并开发了一种基于散射矩阵的形式主义,使我们能够解决跨这种结的传输。对于$N \ge 3$,这是众所周知的,贝里曲率项有助于约瑟夫森电流,我们图表的情况下,这些条款可以有相对较大的影响。对于一个系统的三个$s$ -或三个$p$ -波超导体,我们提供了解析表达式的Andreev束缚态能量和研究约瑟夫森电流响应于一个恒定的电压施加在一根导线,我们发现,在零温度下的集成的量子化的整数倍的$4e^2/h$,其中$e$是电子电荷和$h = 2π\hbar$是普朗克常数。对于一个正弦电流与频率$ω$施加在结中的导线之一,我们发现,夏皮罗平台出现在时间平均电压$\langle V_1 \rangle$在该导线的任何合理的分数倍(相比之下,只有整数倍,在两个导线的结)的$2e \langle V_1 \rangle/(\hbar ω)$。我们还使用我们的形式主义研究两个$p$和一个$s$波线的交界处。我们发现,相应的Andreev束缚态能量依赖于自旋的Bogoliubov准粒子,这产生了净磁矩在这样的结。这些磁矩的时间变化可以通过跨结的外部施加电压来控制。我们讨论可能检验我们理论的实验。
2018-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions of Weyl and multi-Weyl semimetals
我们研究了一个约瑟夫森结,其中包括一个外尔和一个多外尔半金属,外尔半金属被一个宽度为$d$的势垒区隔开,该势垒区是通过在外尔半金属上施加栅极电压$U_0$而形成的。这种连接的拓扑缠绕数在屏障上会发生变化。我们表明,$I_c R_N$这样的结,其中$I_c$是临界电流和$R_N$的正常状态电阻,在薄的势垒限制,具有独立的势垒电位的通用值。我们提供了一个解析表达式的Andreev束缚态,并用它来证明,通用值的$I_c R_N$是一个后果的拓扑绕组数的变化在整个结。我们还研究了这种结在外部微波辐射存在下的交流约瑟夫森效应,绘制出它的电流-电压特性,并表明,在整个结的绕组数的变化形状的夏皮罗台阶的属性。我们讨论了增加势垒厚度$d$对上述性质的影响,并绘制了实验,可以测试我们的理论。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Even-odd parity effects in conductance and shot noise of metal-atomic wire-metal(superconducting) junctions
本文研究了双端结构下多位点系统输运过程中的电导和散粒噪声。利用紧束缚哈密顿量和非平衡格林函数方法研究了输运对原子线中原子数的依赖关系。除了再现费米能级处的传输概率的奇偶行为或正常原子线-正常金属(NAN)结中的线性响应电导外,我们还发现:(i)偶数原子线中的散粒噪声大于奇数原子线。(ii)Andreev电导在正常原子线超导(NAS)结中表现出同样的奇偶校验效应。一般来说,奇数原子线的电导比偶数原子线的电导高。当点的数目($N$)是奇数并且原子线关于原子线的中心镜像对称时,电导不依赖于原子线中的跳变矩阵的细节,而是仅由到两个引线的耦合强度确定。当$N$为偶数时,电导对跳变矩阵的值敏感。
2002-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent blockade in Josephson junctions with a Majorana wire
本文研究了具有马约拉纳费米子端态的拓扑非平凡超导线与s波BCS超导电极隧道耦合的约瑟夫森效应。在S-TS结中,在相当一般的条件下不可能有超电流流动。对于S-TS-S结,体TS准粒子必须是可接近的以具有约瑟夫森效应。在无相互作用的情况下,我们得到了精确的电流-相位关系(CPR),并发现π周期行为与负临界电流弱隧道耦合。然后,充电效应导致异常CPR $I(φ)=I_c \cosφ$,其中奇偶敏感临界电流I_c提供马约拉纳状态的签名。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamics of hybrid junctions of Majorana wires
本文研究了拓扑超导体(TS)和普通金属(N)线构成的混合结的动力学。我们考虑一个X-Y-Z的结的配置,其中X,Y,Z = TS,N。我们假设线X和Z是半无限的并且处于热平衡。我们在某个时刻通过短Y线连接X线和Z线,并数值研究整个器件的时间演化。对于TS-N-TS器件,我们发现即使在没有热偏置或电压偏置的情况下,在两个结处也存在持续的振荡电流,并且TS线是相同的。振荡电流的振幅和周期取决于中间N线的初始条件,表明没有热化。对于X和Z中的任何一个,该零偏置电流在拓扑相变附近为N线或TS线时长时间消失。利用超导能隙中不同束缚态的性质,我们对振荡电流有了一个清晰的认识。
2018-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Conductance spectroscopy of topological superconductor wire junctions
本文研究了一维正常超导体(NS)结的零温输运性质。在拓扑NS结推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)形式下,我们解析地计算了两种拓扑超导体模型:无自旋内禀$p$波超导体和塞曼场中自旋轨道耦合$s$波超导体的微分电导.在这两种情况下,我们验证了零偏置电导是稳健的量化在$2e^2/h$的拓扑制度,而它需要在非拓扑阶段的非普适值。在拓扑状态下的电导谱在零偏置的某些参数制度,与自旋轨道耦合和势垒透明度的强度控制的峰宽发展。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effects and Andreev reflection in mesoscopic SNS junction with perfect NS interfaces
本文报道了用6 nm厚的超导多晶PtSi薄膜制作的超导薄膜-普通金属丝-超导薄膜(SNS)结的低温输运测量结果。研究了两种不同长度L=1.5 $μ$ m和L=6 $μ$ m,宽度W=0.3 $μ$ m的普通金属丝结构。零偏置电阻下降有关的对电流邻近效应,观察到所有的结,而次谐波能隙结构起源于相位相干的多个Andreev反射只发生在SNS结与短线。
1999-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Building topological quantum circuits: Majorana nanowire junctions
拓扑量子计算使用非阿贝尔马约拉纳零模式本地化的接近半导体纳米线需要仔细的静电控制线结,以便操纵和编织的零模式,使任意容错门操作。我们从理论上研究了这种基本的线结,即所谓的T结的拓扑超导性质,发现结的存在可能会通过引入模仿零模的伪非拓扑子能隙态来非微扰地影响Majorana行为。我们提出了一个可能的解决方案,这个潜在的严重问题表明,从二维(2D)电子气系统光刻结可能会表现出强大的subgap拓扑特性,没有任何虚假的零模式。我们提出了一个二维结构,使多探针隧穿实验提供位置相关的光谱,它可以决定性地解决悬而未决的悬而未决的问题有关的起源实验观察到的零偏压电导峰。我们还发现,与平凡的超导结可能会导致局部扰动,诱导非本征低能态类似于那些与线结。
2018-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of temperature gradients on tunnel junction thermometry below 1 K: cooling and electron-phonon coupling
我们研究了薄Cu和AlMn线的热梯度,实验和理论。在实验中,电线在亚开尔文温度下被不均匀地焦耳加热,并且使用正常的金属-绝缘体-超导隧道结测量所产生的温度梯度。数据清楚地表明,即使在具有短($\sim 10 μ$ m)未加热部分的相当好的导电细线中,也会形成显著的温度差。在大多数情况下,测量结果与包括电子-声子相互作用和电子热导率的Wiedemann-Franz定律模型吻合得很好。
2006-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometry-related magnetic interference patterns in long SNS Josephson junctions
我们已经测量了临界电流依赖于两个长SNS结不同的正常线的几何形状的磁通量。样品由连接到W触点的Au线通过聚焦离子束辅助沉积制成。我们可以将磁图案从准一维正常线的单调高斯样衰减调谐到方形正常线的夫琅和费样图案。我们解释的单调极限与半经典的一维模型,我们适合两个字段的依赖性与数值模拟的二维Usadel方程。此外,我们观察到整数和分数夏皮罗步骤。整数阶跃的磁通量依赖性如预期地再现了临界电流Ic的依赖性,而分数阶跃随着磁通量的衰减比Ic慢。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Power dissipation for systems with junctions of multiple quantum wires
我们根据描述结的电流分裂矩阵(M)来研究在结处相遇的多个量子线系统的功率耗散。我们提出了一个统一的框架,用于研究具有相互作用的电子(即,Tomonaga-Luttinger液体导线与费米液体导线)或非相互作用电子。我们表明,对于一个给定的矩阵M,M^T M的特征值表征的耗散,和特征向量确定的组合,需要施加到不同的线,以最大限度地提高与结的耗散偏置电压。我们用我们的分析,提出和研究一些微观模型的耗散结,采用量子霍尔液体的边缘状态。这些模型实现了一些特定形式的M矩阵,其元素取决于不同边缘之间的隧穿幅度。
2010-01-16 cond-mat.mes-hall
Exceptionally large winding number of a finite-size topological superconductor
本文研究有限尺寸下具有持久自旋织构的 $d_{xy}$ 波超导薄膜,发现杂化与自旋轨道耦合诱导的能隙可产生绕数随膜宽异常增大的拓扑相,并导致脏超导结中的反常完美电荷输运。
2025-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electroluminescence from a polythiophene molecular wire suspended in a plasmonic scanning tunneling microscope junction
用扫描隧道显微镜研究了悬挂在两个金属电极之间的聚噻吩线的电致发光。在正样品电压下,发射光的光谱和电压依赖性与由局部等离子体介导的线结的荧光一致。这种发射在相反极性时被强烈衰减。发射机制和极性依赖性都类似于有机发光二极管(OLED)中发生的情况,但处于单个分子线的水平。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall
Wireless Josephson Junction Arrays as Tunable Metamaterials: Inducing Discrete Frequency Steps with Microwave Radiation
我们报告低温,微波传输测量一个新的可切换和可调类的非线性超材料。将约瑟夫森结(JJ)的无线二维阵列作为超材料进行探测,其中阵列中的每个元胞被认为是一个元原子。在微波存在的情况下,这种由30,000个连接的元原子组成的紧凑超材料阻止了库珀对的流动,从而在我们测量的最低温度下产生具有2800的品质因数的单一鲁棒谐振信号。传输信号被打开和关闭,其幅度和频率随温度、入射射频功率或直流磁场而调谐。令人惊讶的是,将入射射频功率增加到阈值以上会导致谐振分裂为多个离散谐振,这些谐振在宽温度窗口的240 MHz范围内延伸。我们认为,这种效果是一个新的化身的逆交流约瑟夫森效应的约瑟夫森等离子体频率锁定到射频驱动频率产生量化的频率阶跃,而不是电压阶跃,在没有直流偏置。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Junction of several weakly interacting quantum wires: a renormalization group study
我们研究了三个或更多的半无限导线,满足在一个结的电导。线中的电子通过短程密度-密度相互作用相互弱相互作用,并且它们在结处遇到一般散射矩阵。我们导出了S-矩阵所满足的重整化群方程,并确定了S-矩阵的不动点及其稳定性。然后研究任何一对导线之间的电导作为物理参数(如温度)的函数。我们讨论了在现代实验中观察结效应的可能性,如量子线和交叉量子线的四端电导。
2002-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
How to find conductance tensors of quantum multi-wire junctions through static calculations: application to an interacting Y-junction
电导与动力学相关函数有关,动力学相关函数可以用\textit{time-dependent}方法计算。利用边界共形场论,我们将多导线量子结的电导张量与有限系统中的静态关联函数联系起来。然后,我们提出了一个一般的方法,通过\textit{time-independent}计算单独确定的电导。将该方法应用于相互作用量子线的Y型结,数值验证了对Y型结手征不动点电导的理论预测,并利用与时间无关的密度矩阵重整化群方法计算了迄今未知的M型不动点电导.
2010-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous polarization-dependent transport in nanoscale double-barrier superconductor/ferromagnet/superconductor junctions
研究了纳米尺度超导(S)器件的输运性质,其中两个超导电极由两条平行的铁磁(F)线桥接,形成一个SFFS结,两条线之间的间距小于超导相干长度。这允许发生交叉Andreev反射。我们发现,作为温度的函数的电阻表现出的行为让人想起的再入效应,并在低温和激发能低于超导能隙,对应于铁磁线的磁化的反平行排列的电阻高于平行排列,在相反的交叉Andreev反射预期的行为。我们提出了一个模型的基础上自旋相关的界面散射,解释了这一令人惊讶的结果,并展示了界面参数的结输运性质的敏感性。
2012-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of structural disorder and large-scale geometric fluctuations on the Coherent Transport of Metallic Junctions and Molecular Wires
结构无序存在于几乎所有通过单分子或分子线的电子输运的实验测量中。要评估其对电导的影响是计算上的要求,因为大量的构象必须考虑。在这里,我们分析了一个近似的递归层格林函数方法的弹道输运通过准一维纳米结。我们发现一个快速收敛的方法,其控制参数,层的厚度,并与现有的实验和理论数据的良好协议。由于计算工作量只与系统大小呈线性关系,这种方法允许处理非常大的系统。我们研究了不同尺寸和构象的金线和银线的电导。对于弱电极无序和电极和导线之间的不完美耦合,我们发现电导的变化约20%。总的来说,我们发现银结的电导很好地描述了在交界处,这一结果可以解释在最近的实验中观察到的良好保守的电导平台上的银结的最接近的点。在一个灵活的oligonucleus线的应用程序中,我们发现,强烈扭曲的构象,空间位阻在零温度下,有助于显着观察到的平均零偏电导的分子线。
2009-06-30 cond-mat.mes-hall
Multi-particle scattering and breakdown of the Wiedemann-Franz law at a junction of N interacting quantum wires
我们分析了接近平衡的相互作用量子线的结处的电荷和热输运。在Tomonaga-Luttinger液体的框架内,我们计算了广泛的一类边界条件下的热导率,并详细描述了导致Wiedemann-Franz定律在交界处崩溃的物理过程。我们展示了如何连接外部水库的量子线影响的电导张量接近的各个固定点的相图的交界处。因此,我们区分两种类型的违反Wiedemann-Franz定律:一个“平凡”的,独立的结动力学和所产生的故障的费米液体图片中的线,和一个结相关的对应物,所产生的多粒子散射过程中的交界处。
2022-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Junctions of three quantum wires for spin 1/2 electrons
本文研究了电子-电子相互作用对三条量子线在一个磁通量中的输运性质的影响。线被建模为单通道自旋1/2 Tomonaga-Luttinger液体。该系统表现出丰富的相图作为电子相互作用强度的函数,其中包括一个手性固定点与不对称的电流流动高度敏感的磁通量的符号,和另一个固定点,对隧穿占主导地位,类似于无自旋电子的情况下。虽然在无自旋电子的情况下,对应于三根导线之间的不相等耦合的扰动总是无关紧要的,我们发现,当电子自旋包括在内时,在相图中有一个小区域,其中电流只在两根导线之间流动,第三根导线是去耦的。
2008-05-14 cond-mat.mes-hall
Conductance Fluctuations in a Metallic Wire Interrupted by a Tunnel Junction
实验研究了金属导线被小隧道结截断时的电导涨落。在这个系统中,偏置电压V,它几乎完全下降的隧道势垒内,被用来探测由于在导线中的无序的电导波动的能量依赖性。我们发现波动的方差与V成正比。实验数据一致地由具有两个唯象参数的理论模型描述:低温下的相破裂时间和扩散系数。
1997-04-14 cond-mat.mes-hall
Scattering in quantum wires and junctions of quantum wires with edge states of quantum spin Hall insulators
连续量子系统中散射理论计算的一个组成部分,除了写下正确的哈密顿量之外,还包括确定适当的边界条件。在一维晶格中最简单的散射问题中,由于原位势的散射和由于不等键的散射(在其他方面不变的晶格中)给出了散射振幅的不同结果。虽然散射问题的连续和晶格模型可以映射到另一个散射由于现场电位,等效连续模型的散射由于一个不平等的债券是失踪。我们引入了一个新的参数$c$的边界条件的连续模型,相当于散射由于一个不平等的键上的晶格。在此基础上,我们利用参数$c$研究了连续介质中普通金属量子线与量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)的一维边之间的结。在一个正常的金属量子线和QSHI的边缘之间的结的情况下,我们确定的边界条件,允许最大的传输。此外,我们解决了量子线和QSHI使用晶格模型的结之间的散射问题,并将其映射到连续介质模型的结果。四通道自旋正常金属量子线和两通道QSHI边之间的输运问题还没有很好的定义。我们纠正这种情况,制定的半无限正常金属量子线与QSHI的无限边缘的交界处的散射问题,通过塞曼场的QSHI边缘的一个半无限部分,并在交界处施加适当的边界条件。我们解析地计算了散射振幅。
2022-12-15 cond-mat.mes-hall
Supercurrent interference in HgTe Josephson junctions
由拓扑绝缘体(TI)制成的导线是一种很有前途的寻找Majorana束缚态的平台。这些状态可以通过分析以TI线为弱连接的约瑟夫森结中的分数交流约瑟夫森效应来探测。轴向磁场可用于将系统从平凡调谐到拓扑非平凡。本文研究了这种线约瑟夫森结中超导电流的振荡随轴向磁场强度和不同接触电阻的变化。虽然电流平均平行于磁场流动,但我们观察到$h/2e$,$h/4e$ -甚至$h/8e$ -接触电阻率较低的样品中的超导电流的周期性振荡。相应的紧束缚输运模拟使用Bogoliubov-de Gennes模型哈密顿量产生的超导通过约瑟夫森结,特别是显示奇特的$h/4e$ -在实验中观察到的周期性振荡。进一步的半经典分析的基础上Andreev反射的轨迹连接两个超导体,使我们能够确定这些振荡的物理起源。它们可以与围绕TI纳米线缠绕的磁通封闭路径相关,从而突出了与常见平面结相比的结几何形状的三维特征。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spintronics with NSN Junction of one-dimensional quantum wires : A study of Pure Spin Current and Magnetoresistance
我们展示了可能的情况下生产纯自旋电流和大的隧道磁阻比的弹性共隧穿和交叉Andreev反射超导结包括正常金属超导体正常金属,其中,正常金属是一个一维相互作用的量子线。我们表明,有固定点的理论对应的情况下,纯自旋电流。我们分析了电子-电子相互作用的影响,看看它是如何稳定或不稳定的纯自旋电流的生产。这些不动点对于一维量子线的正常金属-超导体-正常金属结的自旋电子学应用具有直接的实验相关性。我们还计算了正常金属-超导体-正常金属结的交叉Andreev反射增强隧穿磁电阻比随温度的幂律关系。
2008-02-19 cond-mat.mes-hall
Adiabatic charge pumping through a dot at the junction of N quantum wires
我们研究了位于$N$量子线结处的量子点的绝热电荷泵。我们明确地映射出的图案的泵送电荷作为随时间变化的隧道参数耦合的线的点和任何两个随时间变化的参数之间的相位控制的点的形状的函数。我们发现,与$N-2$时间无关的良好耦合的引线,在剩余的两个引线的最大泵浦电荷强烈抑制与增加$N$,导致调谐的泵浦电荷的可能性,通过调制的$N-2$引线的耦合。
2007-03-09 cond-mat.mes-hall
Topological pi Josephson junction in superconducting Rashba wires
在这项工作中,我们表明,Rashba为基础的拓扑超导体纳米线,其中的自旋轨道耦合可能会改变其符号,支持三个拓扑相保护的手征对称性。当超导相梯度施加在两个非平凡相的界面上时,Andreev谱与通常的Majorana弱链接相比定性地相移π。拓扑π结具有在相位差为零附近显示最大超电流的显著特性。结的定性特征对违反手征对称性的无序和磁场是鲁棒的。所研究的系统可以通过线的局部选通或通过在合成Rashba系统中适当堆叠永磁体来实现。
2012-10-15 cond-mat.mes-hall
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
Conductance of Tomonaga-Luttinger liquid wires and junctions with resistances
研究了电阻区对费米液体引线与电子相互作用量子线电导的影响。使用玻色化形式主义和瑞利耗散函数来模拟功率耗散,我们使用散射理论和格林函数技术来推导直流电导。电阻区域通常被发现导致非相干传输。对于单根导线,我们发现电阻与无自旋电子的接触电阻h/e^2串联,总电阻与导线的Luttinger参数K_W无关。我们数值求解玻色子方程来说明当电荷密度脉冲入射到导线上时会发生什么;结果以有趣的方式依赖于电阻和相互作用区域的参数。对于Tomonaga-Luttinger液体线的结,我们使用无耗散电流分裂矩阵来模拟结。对于一个由三根导线连接到费米液体导线的结,存在两类这样的矩阵,我们发现,无论系统中存在什么电阻,电导矩阵一般对一类依赖于K_W,而对另一类则与K_W无关。
2011-03-12 cond-mat.mes-hall
Quantum wire junctions breaking time reversal invariance
我们探讨了在量子线的结处打破时间反演不变性的可能性。大部分线的普遍特征由任意子Luttinger液体描述。一个简单的必要条件和充分条件的时间反演不变性的破坏制定在交界处的散射矩阵。在此框架下研究了具有一般导线数的结的相图。我们给出了一个明确的分类,这些临界点可以达到玻色化和研究它们的稳定性和对称性内容之间的相互作用。
2009-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Junctions of multiple quantum wires with different Luttinger parameters
在边界共形场论的框架内,我们计算了不同Luttinger参数的两条和三条量子线结的稳定不动点的电导。对于两条线,物理性质由每个电荷和自旋扇区的单个有效Luttinger参数决定。我们提出了数值密度矩阵重整化群计算的电导的两个链的相互作用的无自旋费米子与不同的相互作用强度,获得使用最近开发的方法[物理。105,226803(2010)]。数值计算结果与分析预测吻合得很好。对于三种无自旋线,即,一个Y结,我们分析确定的全相图,并计算所有的固定点电导作为三个Luttinger参数的函数。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Duality between normal and superconducting junctions of multiple quantum wires
我们使用玻色化研究单通道无自旋Luttinger液体的连接。我们推广早期的研究,使结超导,并找到新的电荷不守恒的低能量不动点。我们建立了$g \leftrightarrow 1/g$对偶(其中$g$是Luttinger液体参数)之间的电荷守恒(正常)结和电荷非守恒(超导)结的存在通过评估和比较的标度尺寸的各种运营商周围的不动点在正常和超导部门的理论。对于最一般的两线结,我们证明了存在两个共形不变的单参数不动点族,它们也通过二元变换连接。我们还表明,两线超导结的稳定不动点对应的情况下,交叉Andreev反射是完美的线之间。对于三线结,我们研究,特别是,超导类似物的手性,$D_P$和断开的不动点在文献中获得的上下文中的电荷守恒三线结。我们表明,这些固定点可以稳定的$g < 1$(排斥电子)的超导部门的理论,使他们的实验相关。
2008-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Towards precise measurement of oscillatory domain wall by ferromagnetic Josephson junction
从理论上提出了一种利用铁磁约瑟夫森结精确测量振荡畴壁的原理。只有当DW在铁磁线中振荡时,电流-电压曲线才呈现阶梯结构。电压阶跃出现在V = n(\hbar /2 e)ω_DW处,基本常数为\hbar /e,整数n,DW频率为ω_DW。由于V可以以10^9的精度来确定,所以振荡DW将比现有的常规方法更精确地测量。
2012-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancement of tunneling density of states at a junction of three Luttinger liquid wires
本文研究了三条Tomonaga-Luttinger液线结的隧穿态密度。我们发现,有固定点,允许增强的TDOS,这是不寻常的Luttinger液体。距离发生这种增强的结的距离为x = v/(2 ω)的数量级,其中v是等离子体速度,ω是偏置频率。超过这个距离,TDOS跨越到标准体值,与描述连接的固定点无关。这种有限的距离范围开辟了实验探测每根电线单独增强的可能性。
2009-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Renormalization group study of transport through a superconducting junction of multiple one-dimensional quantum wires
研究了多根($N \ge 2$)一维量子线超导结的输运性质。利用弱相互作用重整化群方法,我们考虑了一维量子线中电子-电子相互作用的影响。由于邻近效应,穿过结的传输通过直接隧穿以及通过交叉的Andreev沟道发生。我们发现这个系统的不动点结构比正常金属$-$超导结($N = 1$)的不动点结构丰富得多,在正常金属$-$超导结中我们只有两个不动点--完全绝缘不动点或Andreev不动点.即使是具有超导结的双线(N=2)系统,即正常金属$-$超导体$-$正常金属结构,也具有具有中间传输和反射的非平凡不动点。在我们的研究中,我们还包括电子-电子相互作用引起的量子线的背散射,从而获得非Luttinger液体行为。值得注意的是,由于在导线中包含电子-电子相互作用引起的反向散射而产生的{ \textsl{(a)} }效应,以及通过电子和空穴通道穿过结的电荷传输之间的{ \textsl{(b)} }竞争,引起电导作为温度的函数的非单调行为。我们还发现,跨结的运输取决于两个独立的相互作用参数。第一个是由于通常的相关性来自弗里德尔振荡的自旋完整的电子产生了众所周知的相互作用参数(${α= (g_2-2g_1)/2 π\hbar v_F}$)。第二个是由于超导体的接近引起的散射引起的,由(${α^\prime = (g_2 + g_1)/2 π\hbar v_F}$)给出。
2008-03-26 cond-mat.mes-hall
Rectification in Y-junctions of Luttinger liquid wires
我们研究了具有排斥电子相互作用的单通道Luttinger液体导线Y结中低频交流偏压的整流。由于导线中的三个散射体,整流出现。我们发现,在相同的相互作用强度和偏压下,Y结中的整流电流比具有非对称散射体的单线中的整流电流高。在没有时间反演对称性的情况下,整流效应最强。在这种情况下,即使对于低电压、弱散射体和适度的相互作用强度,最大整流电流也可以与总电流$\sim e^2V/h$相当。在一定的低电压范围内,整流电流可以随着电压的降低而增长。这导致$I$ - $V$曲线出现凸起。
2011-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Modeling inelastic phonon scattering in atomic- and molecular-wire junctions
从非平衡格林函数方法导出了分子尺度导体中电子-声子散射的计算上廉价的近似。用原子金丝的第一性原理计算证明了这种方法的准确性。定量协议之间的充分非平衡格林函数计算和新推导的表达式,同时简化了几个数量级的计算负担。此外,分析模型提供了对包括非平衡加热在内的电导的直观理解,并提供了一种方便的物理参数化方法。这是通过拟合的表达式,以实验观察到的电导,通过原子金线和氢分子的例子。
2005-11-30 cond-mat.mes-hall
Evidence for coherent quantum phase-slips across a Josephson junction array
在一个足够窄和无限长的导线超导秩序被破坏在零温度的量子涨落,诱导$2π$滑移的相位的序参量。然而,在有限长度的导线中,相干量子相位滑移将简单地表现为包含该导线的电路的激发光谱中的能级的移动。相位滑移概率幅值越高,位移越大。发生在沿着导线的不同位置处的相位滑移彼此干扰。由于Aharonov-Casher效应,相位滑移的全振幅取决于导线周围的偏移电荷。偏移电荷的缓慢的时间波动使相位滑移幅度成为时间的随机函数,因此将能级位移转变为线宽。我们在实验中观察到这种效应的一个长约瑟夫森结阵列作为一个“滑”线。滑移诱导的线宽,尽管只有100 kHz的数量级,从磁通量依赖的失相的fluxonium量子位解决。
2012-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Effects of finite superconducting coherence lengths and of phase gradients in topological SN and SNS junctions and rings
我们研究了有限邻近超导(SC)相干长度的影响,在SN和SNS结组成的半导体拓扑绝缘线的两端连接到一个或两个s波超导体。我们发现,这样的系统的行为完全作为SN和SNS结从一个单一的线,其中一些区域是坐在超导体的顶部,拓扑SC区域的大小由SC相干长度确定。我们还分析了在NS界面上的非完美传输的Majorana费米子的空间扩展的效果。此外,我们研究了连续相位梯度在开放和封闭(环)SNS结的影响。我们发现,这样的相位梯度在马约拉纳费米子的空间局域化中起着重要的作用。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Identify the topological superconducting order in a multi-band quantum wire
如何区分由马约拉纳费米子引起的零偏峰(ZBP)和其他效应引起的零偏峰是量子线拓扑有序性检测中的一个难题。在本文中,我们提出了区分拓扑超导相从拓扑平凡的阶段,使约瑟夫森结的量子线连接到一个侧引线,然后测量隧道电导通过它作为跨结$ϕ$的相位差的变化。即使在两相中都存在ZBP,我们也可以通过$ϕ=π$处的电导峰和附近的蝴蝶图案来识别拓扑超导相。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time resolved transport properties of a $Y$-junction of Tomonaga-Luttinger liquids
利用玻色化方法研究了由相互作用的一维量子线组成的$Y$ -结的时间分辨输运性质。特别是,我们调查的交流电导率的$Y$结形成的有限长度Tomonaga-Luttinger液体线的基础上的等离子体散射方法注入的电荷脉冲的任意形状。此外,我们还计算了$Y$ -结的隧穿电流和量子噪声,这些噪声是由结中的点状隧穿杂质引起的,包括有限温度效应。我们的结果将有助于设计纳米电子量子线路,并解释时间分辨实验[H。Kamata et.等人,Nat. Nanotechnol. 9,177(2014)]中的相互作用的导线及其接头。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
Enhancement of tunneling density of states at a Y junction of spin-1/2 Tomonaga Luttinger liquid wires
我们计算了三线结中自旋为1/2的相互作用电子的隧穿态密度(TDOS),发现在零偏压极限下,即使对于几个玻色子不动点的排斥作用,TDOS也有反常的增强.这种增强在物理上与空穴从结对入射电子的反射有关,并且它仅发生在结附近($x < v_{\rm min}/2ω$,其中$v_{\rm min}$是电荷或自旋激发的速度的最小值,并且$ω$是偏置频率),在较大的距离处跨越到总是被抑制的体值。TDOS指数可以在STM实验中通过测量微分隧穿电导作为偏压或温度的函数来直接探测,如在C中所做的。Blumenstein等人,Nature Physics 7,776(2011).
2015-07-21 cond-mat.mes-hall
Anomalous low-temperature enhancement of supercurrent in topological-insulator nanoribbon Josephson junctions: evidence for low-energy Andreev bound states
我们报道了由拓扑绝缘体BiSbTeSe $_2$纳米带与超导Nb电极制成的门极可调约瑟夫森结在低温下临界电流的异常增强。与常规结相反,作为降低的温度$T$的函数,增加的临界电流$I_c$在温度$T_*$处表现出急剧的上升,该温度大约是几个不同样品和各种栅极电压的结临界温度的20 $\%$。$I_c$与$T$的关系证明了$T>T_*$的短结行为,但$T<T_*$的长结行为具有指数$T$依赖性$I_c \propto \exp\big(-k_B T/δ\big)$,其中$k_B$是玻尔兹曼常数.提取的特征能量尺度$δ$被发现是一个数量级小于感应超导间隙的结。我们将这种小$δ$的长结行为归因于低能量Andreev束缚态(ABS),该束缚态由拓扑绝缘体纳米颗粒(TINR)周围的电子波函数缠绕而产生。我们的TINR为基础的约瑟夫森结与低能量ABS是有前途的未来拓扑保护的设备,可能主机外来现象,如马约拉纳费米子。
2019-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance of electrostatic wire junctions in bilayer graphene
本文计算双层石墨烯静电导线结电导,发现平凡-拓扑结电导猝灭并接近量子化到 $4e^2/h$,仅为陈数允许最大值一半,同时揭示平凡导线中存在手性边缘模式,双结则呈现拓扑环诱导的周期性类Fano共振。
2022-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superconductor-insulator duality for the array of Josephson wires
我们提出了一种新的研究超导体-绝缘体相变的模型系统,该模型系统是一个规则的晶格,其每个环节由$N \gg 1$结的约瑟夫森结链顺序组成。这种阵列的理论是开发的情况下,半经典结的约瑟夫森能量$E_J$大相比,结的库仑能量$E_C$。导出了精确的对偶变换,将该模型的哈密顿量变换为JJ阵列的标准哈密顿量。基态的性质由参数$q \approx N^2 \exp(-\sqrt{8E_J/E_C})$控制(在不存在随机偏移电荷的情况下),其中基态对应于小的$q < q_c $。针对磁挫$f= 0$和$f= \frac12$计算$q_c$值。对于相同的$f$值,估计了$T_c(q)$和$q < q_c$的相变温度。在强随机偏移电荷的存在下,T=0相图由参数$\bar{q} = q/\sqrt{N}$控制;我们估计了临界值$\bar{q}_c$。
2007-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Properties of the Majorana-state tunneling Josephson junction mediated by an interacting quantum dot
我们考虑了一个由两个拓扑超导导线组成的约瑟夫森结模型,该结由一个相互作用的量子点介导。从顶部耦合到点的附加正常电极允许探测其态密度。与点相邻的马约拉纳态穿过结并从点中的结合态杂交。点受到由驱动每条线进入拓扑状态的场的叠加产生的有效磁场的作用,这取决于场之间的角度,引入了点有源能级的可变塞曼分裂。我们发现,电子在点的相互作用减少的特性Majoranas零偏置峰所产生的横向电导通过点,并引入一个整体的不对称的电导。他们还将终态Majoranas之间的杂交重正化为更短的导线。马约拉纳自旋极化由点中的有效磁场决定。相位偏置的约瑟夫森电流在热平衡时呈现自旋极化,具有特征的$4π$周期性,当结中存在未成对的Majorana态时,其符号可以改变.我们还观察到自旋相关的马约拉纳态“泄漏”,这可以通过点能级在能级尺度中的位置来控制。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mechano-switching devices from carbon wire-carbon nanotube junctions
众所周知的导电分子线,如累积多烯或聚炔,提供了用于互连分子电子电路的模型。在最近的实验中,观察到碳线桥接二维电极-石墨烯片-的出现[PRL 102,205501(2009)],从而证明了产生累积多烯的机械方式。在这项工作中,我们研究的结构和电导性能的碳纳米管(CNT)之间的不同手性(锯齿形和扶手椅),以及相应的电导变化后拉伸悬浮。我们发现桥接CNT的碳线的几何结构类似于在石墨烯电极之间获得的碳线中实验观察到的结构。我们显示了通过改变碳丝和CNT之间的桥接位点而不破坏丝来调制电导的能力。通过cumulene线拉伸/伸长与CNT结的稳定性一起观察到的电流调制使其成为分子纳米电子学的机械开关器件的有前途的候选者。
2013-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Theory of reentrant superconductivity in Corbino Josephson junctions
Cornell University(康奈尔大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);Harvard University(哈佛大学);Sungkyunkwan University (SKKU)(成均馆大学);Institute for Basic Science (IBS)(基础科学研究院);John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University(哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院);Columbia University(哥伦比亚大学)
研究Corbino Josephson结中临界电流随磁通振荡的现象,发现非圆形结表现出与角数相关的重入超导,且拓扑情形下周期减半。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Junctions of three quantum wires and the dissipative Hofstadter model
我们研究了三条量子线包围一个磁通量的结。这是友永-卢廷格液体之间的量子连接的最简单问题,其中费米统计以非平凡的方式进入。我们提出了一个直接的联系,这个问题和耗散霍夫斯塔德问题,或量子布朗运动在二维周期性的潜力和外部磁场,这反过来又连接到开放的弦论在背景电磁场。我们发现非平凡的不动点对应的手征电导张量导致的不对称流动的电流。
2003-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Coulomb blockade at a tunnel junction between two quantum wires with long-range interaction
本文计算了两个Luttinger系统间隧道结在有限射程相互作用下的非线性电流-电压特性。发现了库仑阻塞特性,并根据电子-电子相互作用,得到了在早期理论中特别引入的耗散电阻、电容和外阻抗。阻抗的频率依赖性由电子的激发谱给出。
1997-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Interference in Superconducting Wire Networks and Josephson Junction Arrays: Analytical Approach based on Multiple-Loop Aharonov-Bohm Feynman Path-Integrals
本文用解析和数值方法研究了横向磁场中二维超导线网络和约瑟夫森结阵列的平均场超导-正常相边界。我们考虑的几何形状包括正方形,蜂窝状,三角形和戈薇格。我们的方法是基于多回路Aharonov-Bohm效应的分析研究:不同电子闭合路径之间的量子干涉,其中每个电子闭合路径都包含一个净磁通量。具体地说,我们精确地计算磁相位因子的总和,即,在不同长度的所有闭合格点路径上的格点路径积分。一个非常大的数字,例如,对于正方形格点,直到$10^{81}$,得到精确的格点路径积分。这些晶格路径积分的分析结果,然后使我们能够获得的电阻转变温度作为一个连续的函数的字段。特别是,我们可以分析超导转变温度,$T_c(B)$,作为磁场$B$的函数,起源于电子轨迹的各种长度的循环的可测量的影响。除了系统地推导出以前观察到的功能,并了解物理起源的下降$T_c(B)$作为多圈量子干涉效应的结果,我们还发现了新的结果。特别是,我们明确地推导出自相似性的相图中的方形网络。我们的方法使我们能够分析复杂的结构中存在的相边界的量子干涉效应的观点,由于电子运动的基础晶格。
2001-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoresistance Effect in Spin-Polarized Junctions of Ferromagnetically Contacting Multiple Conductive Paths: Applications to Atomic Wires and Carbon Nanotubes
对于铁磁/原子线/铁磁结和铁磁/碳纳米管/铁磁结,我们从理论上研究了自旋相关的输运过程,以阐明铁磁/原子线/铁磁结中导电路径的数目与电导之间的内在关系,从而提高磁电阻比.当多个路径随机地位于两个FM之间时,FM之间出现电子波干涉,并且然后MR比随着路径数目的增加而增加。此外,在每个路径数处,碳纳米管的MR比变得大于原子线的MR比,反映了与FM接触的点的特征形状。
2004-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Networks of quantum wire junctions: a system with quantized integer Hall resistance without vanishing longitudinal resistivity
我们考虑一个由量子线构成的蜂窝网络,网络的每个节点都有一个由三根量子线组成的Y形结,并有一个环,通过这个环可以插入通量。节点是网络的基本电路元件,它们的特征在于3 × 3电导张量。低能量稳定的固定点张量电导由量子效应产生,并且由每条线中的相互作用的强度和通过环的磁通量确定。我们考虑的限制,有退相干的任何两个节点之间的电线,并研究作为一个网络的经典3-引线电路元件的特征电导张量是由量子不动点的阵列。我们发现,该网络在一定的相互作用参数范围内具有一些显著的输运性质:它具有量子化为Rxy=h/e^2的霍尔电阻,尽管纵向电阻率是非零的。我们表明,这些结果是强大的,对混乱,在这种情况下,非均匀的相互作用参数g的不同线的网络。
2013-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological phases of coupled Su-Schrieffer-Heeger wires
Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学)
研究耦合 Su-Schrieffer-Heeger 线的拓扑相图,发现对角耦合线具有丰富的拓扑相,而垂直耦合线在偶数时为间隙less或平凡相,奇数时有非平凡拓扑相。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Junctions of three quantum wires
我们研究了三条量子线包围一个磁通量的结。线被建模为单通道无自旋Tomonaga-Luttinger液体。这是友永-卢廷格液体之间的量子连接的最简单问题,其中费米统计以非平凡的方式进入。我们研究的问题使用的耗散Hofstadter模型,描述一个单一的粒子在一个平面上移动的磁场和周期性的潜力耦合到谐振子浴映射。或者,我们研究的问题,确定相应的边界条件的低能量不动点。我们得到一个丰富的相图,包括手性固定点,其中的不对称电流流动是高度敏感的磁通量的符号和电子对隧穿占主导地位的阶段。我们还研究了三根量子线与费米液体库接触对结的电导张量的影响。
2005-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th