Fractional Josephson Vortices and Braiding of Majorana Zero Modes in Planar Superconductor-Semiconductor Heterostructures
本文研究了平面超导体-金属-超导体约瑟夫森结中形成的一维拓扑超导体，其中金属受到自旋轨道耦合和面内磁场的作用。这种一维拓扑超导体一直是最近的理论和实验关注的主题。我们研究了垂直磁场和超电流驱动的结上的位置和结构的马约拉纳零模式，与拓扑超导体的效果。特别是，我们表明，在一定的条件下，约瑟夫森涡细分为半涡，每个携带一半的超导通量量子和一个单一的马约拉纳零模式。此外，我们表明，该系统允许电流控制编织的马约拉纳零模式。
2018-10-02 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
Proximity and Josephson effects in superconductor - antiferromagnetic Nb / γ-Fe50Mn50 heterostructures
我们研究了超导反铁磁双层膜中的邻近效应，并报道了第一个三层S/AF/S约瑟夫森结的制备和测量。无序的f.c.c.采用γ-Fe50Mn50合金作为AF，S为Nb。测量微米和亚微米尺度的结，并且$J_C (d_AF)$的缩放在AF中给出2.4 nm的相干长度，其与由于双层样品中$T_C$的抑制而导致的相干长度相关。FeMn的扩散常数为1.7 \times 10 $^{-4}$ m $^2$ s $^-1$，并得到了费米能级的态密度。交换偏置FeMn/Co双层证实了在该厚度范围内FeMn的AF性质。
2003-09-12 cond-mat.supr-con
Investigating Josephson plasmons in layered cuprates via nonlinear terahertz spectroscopy
本研究推导非线性等离子体激元学的选择定则，揭示其对RIXS无法探测的等离子体激元分支的依赖，以层状铜氧化物为例验证，证明非线性太赫兹响应与互补动量区域卷积色散的关联，为异质结构太赫兹脉冲产生提供视角。
2025-07-08 cond-mat.supr-con
Plasmonic Modes in hybrid Josephson Junction Arrays
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；CNR - Istituto Officina dei Materiali (IOM)（国家研究委员会材料研究所）
该研究通过微波表征测量外延Al-InAs量子阱上的约瑟夫森结阵列，利用低能等离激元模式提取结参数，并展示了其在面外磁场下的可调性，为量子电路和高电感应用提供支持。
2026-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decay of plasmonic waves in Josephson junction chains
本文研究了线性约瑟夫森结链和两个电容耦合链中等离子体波的阻尼。在对地电容可以忽略的参数范围内，双链中反对称模的理论可以映射到单链的理论上。我们考虑了两个弛豫源：量子相位滑移（QPS）的散射和与约瑟夫森势的非线性相关的等离子体激元之间的相互作用。非线性对弛豫速率$1/τ$的贡献与频率的四次方$ω$成比例，而相位滑移的贡献表现为具有非普适指数的幂律。在与结电容相关的充电能量远小于约瑟夫森能量的参数范围内，QPS的幅度被强烈抑制。这使得与QPS相关的弛豫机制仅在非常低的频率下有效。因此，对于在超导体-绝缘体转变的绝缘侧上的红外极限中的链，品质因数$ωτ$显示出对频率的强烈非单调依赖性，如在最近的实验中观察到的。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transparent Semiconductor-Superconductor Interface and Induced Gap in an Epitaxial Heterostructure Josephson Junction
测量多Andreev反射（MAR）在约瑟夫森结制成的InAs异质结与外延铝被用来量化的高度透明的超导体-超导体界面，表明近单位传输。所观察到的MAR的温度依赖性并不遵循传统的BCS形式，而是与量子阱中的态密度获得有效诱导能隙的模型一致，在我们的情况下为180 μeV，接近于外延超导体的能隙。MAR的载流子密度依赖性进行了研究，使用耗尽门，揭示了半导体量子阱的子带结构，与在同一晶片上进行的裸InAs的磁输运实验一致。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Junctions Via Anodization of Epitaxial Al on an InAs Heterostructure
我们结合电子束光刻和掩模阳极氧化的外延铝，以确定隧道结通过选择性氧化，减轻需要湿蚀刻处理或直接沉积的介电材料。应用这种技术来定义约瑟夫森结在邻近诱导超导Al-InAs异质结构，我们观察到多个Andreev反射在传输实验中，表示一个高品质的结。我们进一步比较通过湿法蚀刻和阳极氧化定义的霍尔酒吧的流动性和密度。这些结果可能会发现实用的新的制造方法，以结为基础的量子位平台。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Field-free Josephson diode effect in a d-wave superconductor heterostructure
本文研究由d波类超导体构成的S|N|S约瑟夫森结，通过打破π旋转对称性在无自旋轨道耦合条件下实现可调的无场约瑟夫森二极管效应，并提出该效应可作为非常规超导配对的探测手段。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Van der Waals Heterostructure Magnetic Josephson Junction
当两个超导体跨接在一个铁磁体上时，由于磁交换相互作用，转移的库珀对的自旋组态可以被调制。由此产生的超电流可以在约瑟夫森结（JJ）上反转其符号[1-4]。在这里，我们演示了超导NbSe $_2$中的库珀对隧穿原子级薄的磁性绝缘体（MI）Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$时范德华异质结中的约瑟夫森相位调制。利用一个基于MI JJ的超导量子干涉装置，我们探测了一个起源于磁垒的双简并非平凡JJ相（$ϕ$）。该$ϕ$相JJ是通过跨Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$势垒中的磁畴的伊辛库珀对[5]的动量守恒隧穿形成的。MI JJ中的双简并基态提供了一个两能级量子系统，该系统可以用作超导量子器件的新的无耗散组件，包括相位电池[6]，存储器[7，8]和量子棘轮[9，10]。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Epitaxial aluminum layer on antimonide heterostructures for exploring Josephson junction effects
本文研究了锑化物异质结构上外延铝层的生长，在室温或零下生长的薄膜观察到1.3K超导转变，制备的迁移率1.0×10⁶ cm²/Vs的约瑟夫森结实现超流态，为量子信息和微电子提供高质量平台。
2025-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Triplet Josephson effect with magnetic feedback
研究了具有可变磁位形的超导-铁磁体异质结中的交流约瑟夫森效应。该系统支持三重态邻近相关性，其动力学耦合到磁动力学。这种反馈极大地改变了连接的行为。在很低和很高的约瑟夫森频率$ω_J$下，电流-相位关系变为双周期。在中间频率处，$ω_J t$中的周期性可能丢失。
2007-06-13 cond-mat.supr-con
Charge-4e supercurrent in a two-dimensional InAs-Al superconductor-semiconductor heterostructure
该研究在栅极可调平面 Josephson 结构成的 SQUID 中，通过交流 Josephson 效应观测倍频光子发射和加倍 Shapiro 台阶，实现 charge-2e 到 charge-4e 超电流的可控转换。
2023-12-27 cond-mat.supr-con
Josephson current signature of Floquet Majorana and topological accidental zero modes in altermagnet heterostructures
研究通过Floquet工程和约瑟夫森电流响应，在交替磁体异质结构中识别Floquet Majorana端模和拓扑偶然零模。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Inverse magnetic hysteresis of the Josephson supercurrent: study of the magnetic properties of thin niobium/permalloy (Fe_{20}Ni_{80}) interfaces
我们提出了一个基于Nb和坡莫合金（Py：Fe_{20} Ni_{80}）的超导体/铁磁体（S/F）异质结构的磁性质的图像。通过测量不同中间F层厚度的S/F/S三层结构中的磁矩随温度的变化，证明了F层存在杂散磁场。当F层厚度低于阈值时，我们建立了S/F/S三层结构的磁测量值与S/绝缘层/超导薄膜/F/S（SIsFS）约瑟夫森结（JJ s）临界电流的反常磁依赖关系.这些互补的调查提供了一个自洽的方法来充分表征S/F异质结构，并可能证明铁磁性和超导性之间的相互作用所产生的影响。在Fraunhofer临界电流振荡的一个转变已被观察到在相反的方向，一个通常观察到的JJ与F障碍，因为它最近已经预测的逆和电磁邻近理论。这种逆记忆效应与设计这些异质结构作为存储单元和自旋电子器件有关。
2021-07-05 cond-mat.supr-con
Proximity coupling in superconductor-graphene heterostructures
本文综述了超导体-石墨烯异质结构的电子性质和未来的研究方向。介绍了石墨烯的基本电子性质，以突出结合两个看似无关的物理学，超导性和相对论的独特可能性。然后，我们专注于石墨烯为基础的约瑟夫森结，最通用的超导量子器件之一。已经开发的各种理论方法来描述石墨烯约瑟夫森结的检查，连同它们的优点和局限性，随后在设备制造和相关的长度尺度的进展进行了讨论。研究了石墨烯约瑟夫森结的相敏特性和相粒子动力学，以了解石墨烯与约瑟夫森耦合的基本机制。然后，讨论了超导界面上Andreev反射产生的关联准粒子的微观输运及其相相干行为。综述了以石墨烯作为静电可调二维平台研究量子相变的进展。讨论了邻近诱导超导和量子霍尔相之间的相互作用，作为研究拓扑超导和非阿贝尔物理的可能途径。最后，对未来的研究方向进行了展望.
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Reversal and Critical Current Transparency of CoFeB Superconductor-Ferromagnet-Superconductor Heterostructures
本文研究了磁性约瑟夫森结（MJJ）S/F/S异质结- Nb/Co_（56）Fe_（24）B_（20）/Nb的基本低温（T）磁响应和IC响应。超薄Co 56 Fe 24 B20（CFB）薄膜（0.6-1.3 nm）沉积在两个单独的缓冲层上：150 nm Nb/5 nm Cu和150 nm Nb/（1 nm Cu/0.5 nm Nb）6/1 nm Cu。两个膜组都用5 nm Cu/50 nm Nb覆盖。磁性结果表明，在接近液氦温度（~ 10 K）下测量的图案化阵列中的开关分布减少，与（1 nm Cu/0.5 nm Nb）6/1 nm多层的掺入。在电子器件中，通过CFB层的临界电流（Ic）随着铁磁层厚度的增加而指数衰减，并且在0.8nm处显示出Ic的下降，这是S/F/S结构中平衡约瑟夫森相位变化的特征。
2021-04-07 cond-mat.supr-con
Van der Waals Ferromagnetic Josephson Junctions
二维异质结构中的超导体-铁磁体（S-F）界面为研究超导性和铁磁性之间的相互作用提供了一个独特的机会。在范德华（vdW）晶体中实现这种纳米级异质结构在很大程度上仍然是未开发的，这是由于从它们的层状结构中制造原子级尖锐界面的挑战。在这里，我们建立了一个vdW铁磁约瑟夫森结（JJ）插入到两层超导体NbSe 2的几层铁磁绝缘体Cr 2Ge 2 Te 6。由于势垒的反磁矩，临界电流和相应的结电阻对面内磁场表现出滞后和振荡行为，表现为强约瑟夫森耦合状态。通过对这种磁滞现象的控制，我们可以有效地跟踪原子Cr2 Ge 2 Te 6在外加磁场作用下的磁性。此外，我们观察到一个中心的临界电流在一些厚的JJ设备，证明0和π相耦合的结区共存。我们的研究铺平了道路，探索灵敏的弱磁性探针和多功能积木相相关的超导电路与使用vdW异质结。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity Effect Transfer from NbTi into a Semiconductor Heterostructure via Epitaxial Aluminum
我们展示了转移的超导性能的NbTi-一个大的间隙高临界场超导体-到InAs异质结构通过薄的中间层外延Al。两个设备的几何形状，一个约瑟夫森结和一个栅极定义的量子点接触，被用来表征界面的透明度和两步邻近效应。在约瑟夫森结中，多次Andreev反射揭示了接近1的透明性，具有诱导间隙$Δ^*=0.50~\mathrm{meV}$和临界温度$7.8~\mathrm{K}$。Tunneling光谱产生硬诱导间隙相邻的超导体的$Δ^*=0.43~\mathrm{meV}$与Al和NbTi的子结构特征的InAs。
2016-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Interference in Twisted van der Waals Heterostructures
现代超导量子干涉器件（SQUID）通常由Al或Nb电极制成，并通过原位氧化工艺在它们之间建立弱连接。然而，这种平面纳米和微米SQUID的共同问题是滞后的电流-电压曲线和浅的通量调制深度。在这里，我们证明了约瑟夫森结和SQUID的形成使用干转移技术堆叠和确定性错位片的NbSe $_{2}$，允许一个克服这些问题。结果表明，扭曲NbSe $_{2}$ -NbSe $_{2}$结的Josephson动力学对晶轴失准角敏感.然后实施单个光刻工艺以将约瑟夫森结成形为SQUID几何形状，该SQUID几何形状具有$\simeq$ 25 $μm^{2}$的典型环路面积和600 nm宽的弱连接$\simeq$。这些器件显示出大的稳定电流和电压调制深度，分别高达$ΔI_{c} \simeq$ 75 $\%$和$ΔV \simeq$ 1.4 mV。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Preserving the Josephson Coupling of Twisted Cuprate Junctions via Tailored Silicon Nitride Circuits Boards
本文提出了一种通过定制硅氮化物电路板制备高质量扭曲BSCCO约瑟夫森结的方法，实现了可重复的超导异质结构制备。
2025-11-20 cond-mat.supr-con
Proximity Effect, Andreev Reflections, and Charge Transport in Mesoscopic Superconducting-Semiconducting Heterostructures
在AlSb衬底和超导铌层之间的InAs沟道的准二维（Q2 D）电子气中，邻近效应诱导了一个对势，从而在沟道中形成Q2 D介观超导-正常-超导（SNS）结。对势的计算采用准经典格林函数。对于这样的结的交流约瑟夫森电流和电流-电压特性（CVC）的计算，使用非平衡准粒子波函数，解决了时间相关的Bogoliubov-de Gennes方程。CVC表现出由Kroemer小组实验发现的特征：在小电压（“脚”）下电流的急剧上升在“角电流”处改变为在更高电压下电流的缓慢增加，并且零偏置差分电阻随温度增加。相位相干多次Andreev反射和相关的库珀对转移是振荡约瑟夫森电流和CVC的物理机制。额外的实验结果不再现的理论需要模型的改进，特别是考虑的外部电流引线，应该引起混合准粒子/集体模式的激发。
1998-11-03 cond-mat.supr-con
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
Sextets in four-terminal Josephson junctions
本文针对四端约瑟夫森结开展理论研究，分析了涉及三个库珀对和四个超导端的六重态关联隧穿过程，揭示其与安德列夫束缚态杂化的关联，为相关实验观测提供理论依据。
2025-07-31 cond-mat.supr-con
Double-peak Majorana bound states in altermagnet--superconductor heterostructures
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院罗基尔分校）
研究了铁磁金属-超导体异质结构中Majorana束缚态的双峰空间分布特性，揭示了各向异性跃迁对界面局域态形成的作用，为拓扑超导体中的Majorana束缚态调控提供了新途径。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generalized quasiclassical theory of the long-range proximity effect and spontaneous currents in superconducting heterostructures with strong ferromagnets
本文提出了强铁磁体异质结构中长程超导邻近效应的广义准经典理论，其中交换分裂为费米能量级。在铁磁体中，自旋分裂费米面上自旋三重态库珀对的传播受自旋相关阿贝尔规范场的控制，而阿贝尔规范场是由自旋轨道耦合或磁织构产生的.附加的规范场与通常的电磁矢势叠加进入准经典方程，导致各种几何形状的自发超导电流和相移的产生，这提供了长程自旋三重态关联的来源。我们推导了强铁磁体的Usadel方程和边界条件，并考虑了支持自发电流的约瑟夫森系统的几个一般例子。
2017-09-10 cond-mat.supr-con
Realization of the field-free Josephson Diode
超导类似于半导体二极管，约瑟夫森二极管，长期以来一直在寻找，理论家提出了多种实现途径。它展示了无磁场的单向超导性，超导电流通过隧道势垒的约瑟夫森耦合，它将成为下一代超导电路技术的基石。在这里，我们实现了无场约瑟夫森二极管使用反转对称破缺异质结的$\mathrm{NbSe_2/Nb_3Br_8/NbSe_2}$。我们首次证明了在没有磁场的情况下，结可以在一个方向上超导，而在相反的方向上正常。在此基础上，实现了方波激励的半波整流，具有低开关电流密度（$~2.2\times 10^2 \mathrm{A/cm^2}$）、高整流比（$~10^4$）和高鲁棒性（至少$10^4$周期）。我们还证明了对称的$ΔI_\mathrm{c}$（正负临界电流之间的差异）的行为与字段和预期的夫琅和费电流相位关系的约瑟夫森结。这一认识提出了关于对称性破坏时绝缘体的约瑟夫森效应的基本问题，并为逻辑和信号调制打开了超低功耗，高速超导电路的大门。
2022-03-24 cond-mat.supr-con
Van der Waals pi Josephson junctions
在铁磁体中，邻近感应超导可以感应出具有有限质心动量的库珀对。这种空间调制的超导序参量能够稳定超导-铁磁异质结中具有π相位差的约瑟夫森结（JJ），实现“安静”相位量子比特.二维（2D）层状超导和磁性材料的出现为通过范德华堆叠实现具有原子级尖锐界面的π JJ提供了新的平台。在这里，我们证明了厚度驱动的0-π转变的JJ由NbSe 2（伊辛超导体）与Cr2 Ge 2 Te 6（铁磁半导体）弱链接。通过系统地改变的Cr2 Ge 2 Te 6的厚度，我们观察到一个消失的超电流在临界厚度约为8 nm，随后由再入超电流后，进一步增加厚度。在临界厚度附近，我们进一步观察到了在零面内磁场附近临界电流消失的不寻常的超导干涉图样。它们表示可能由Cr2 Ge 2 Te 6中的纳米级磁畴诱导的0-pi JJ（具有0和pi区域）的形成。我们的工作突出了范德华超导铁磁体异质结构的潜力，为非常规超导和超导电子学的探索。
2022-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-s wave superconductivity in boron-doped nanodiamond films with 0-π Josephson junction array
颗粒材料的超导输运特性受其微观结构的影响很大。我们发现，在重掺硼金刚石薄膜（HBDDF）薄膜中，一些尖锐的输运功能可以通过施加磁场和控制有限的偏置电流来操纵。我们证明了从脏金属的超导状态，通过绝缘峰产生在一个非常低的电流或磁场区域和特别明显的负磁阻与周期性振荡功能的电导率交叉。电流-电压特性显示出Berezinskiii-Kosterlitz-无阻（BKT）相变的特征，证实了最近观察到的HBDDF的二维结构。零偏压电导峰可以归因于在金刚石纳米晶体的晶界处形成的Andreev束缚态。通过金刚石异质结构中具有非s波序参量的超导转变的概念，可以定性地解释这组观测结果。
2017-10-14 cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson Coupling and High-Harmonics in Non-Centrosymmetric Superconductors with $S$-wave Spin-Triplet Pairing
本研究针对具有$s$波自旋三重态配对的非中心对称超导体结的约瑟夫森效应展开，揭示自旋-轨道耦合与反演破缺引发的动量空间序参量织构可产生反常耦合、高次谐波及$φ$结，为超导轨道器件设计和氧化物界面超电流异常提供解释。
2023-06-19 cond-mat.supr-con
Phase-induced switching of ferromagnetic insulators in Josephson spin valves
本研究通过分析约瑟夫森结中的自由能竞争，提出了一种利用相位差在有限温度下切换铁磁绝缘体磁化方向的方法，为超导存储器件提供了新途径。
2025-10-07 cond-mat.supr-con
Vortex relaxation and coupling in superconducting heterostructures studied by STM
在由两层超导薄膜（一层弱钉扎，一层强钉扎）组成的三明治结构中，两层超导薄膜中的涡旋位置由强钉扎材料决定，两层超导薄膜中的涡旋晶格都是无序的。我们使用（强钉扎）NbN和（弱钉扎）MoGe和研究，通过直接成像的涡核的位置与扫描隧道显微镜，如何恢复这种混乱与MoGe层的厚度增加或当界面绝缘。对于干净的界面，我们发现，第一次重排的涡晶格被发现在一个层的厚度，这是兼容的涡线的第一个弯曲模式。使界面绝缘，我们发现秩序很快恢复。我们认为，这是可以理解的约瑟夫森力的竞争之间的工作的涡段，一方面，和弹性回复力内的弱钉扎层的另一方面。
2007-02-05 cond-mat.supr-con
Spin-dependent Cooper Pair Phase and Pure Spin Supercurrents in Strongly Polarized Ferromagnets
我们研究了单重态超导体（SC）和强自旋极化铁磁体（sFM）的异质结构，并表明在两个铁磁自旋带中的超导邻近振幅之间出现了相对相位。我们发现一个可调的纯自旋超电流在sFM接触只有一个SC电极。我们表明，约瑟夫森结是最有效的自旋极化$P\sim 0.3$，和正，负偏置的临界电流不同的高传输约瑟夫森结，由于单双对传输之间的相对相位。
2009-05-11 cond-mat.supr-con
Superconductor/Ferromagnet Heterostructures: A Platform for Superconducting Spintronics and Quantum Computation
超导体/铁磁体（SC/FM）异质结构中超导性和铁磁性的相互作用产生了许多有趣的物理现象，包括自旋三重态超导、超导序参量振荡和拓扑超导。SC/FM异质结构的独特物理性质使其成为未来超导自旋电子学和量子计算应用的有前途的平台。本文综述了SC/FM异质结构从超导自旋电子学到量子计算的重要研究进展。首先，我们讨论了SC/FM异质结中自旋载流子的研究进展，包括Bogoliubov准粒子、超导涡旋和可能用于长程自旋输运的自旋三重态库珀对。然后，我们将描述π约瑟夫森结及其在构造π量子比特中的应用。最后，我们将简要回顾SC/FM异质结构中Majorana态的实验特征和理论上提出的操纵，这可能有助于实现容错拓扑量子计算。
2022-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Overdamped Phase Diffusion in hBN Encapsulated Graphene Josephson Junctions
我们研究了由封装的石墨烯氮化硼异质结制成的约瑟夫森结在长弹道结区的零偏压行为。对于温度下降到2.7 K，结出现非滞后相对于开关和再俘获电流$I_C$和$I_R$。即使在零偏置电流附近也观察到小的非零电阻，并且如相扩散机制所指示的那样与温度成比例。通过改变石墨烯载流子浓度，我们能够确认所观察到的相扩散机制遵循过阻尼约瑟夫森结的趋势。这与大多数石墨烯基结形成对比，石墨烯基结在高频下被环境欠阻尼和短路。
2020-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-Slip Lines and Anomalous Josephson Effects in a Tungsten Clusters-Topological Insulator Microbridge
由强三维拓扑绝缘体（TI）与常规$s$波超导体（SC）形成的超导拓扑系统由于可能具有Majorana零模而受到广泛研究。然而，有有限的实验实现TI-SC系统中，强大的超导配对诱导的表面状态的TI和拓扑超导状态的建立。在这里，我们通过聚焦离子束在TI Bi $_{0.91}$ Sb $_{0.09}$表面沉积钨（W）纳米团簇，制备了一种新型的TI-SC系统。我们发现，由此产生的异质结构支持充当有效约瑟夫森结的相位滑移线。我们探测系统对微波辐射的响应。我们发现，对于某些交流频率，和功率，由此产生的夏皮罗步骤的结构的电压-电流特性表现出一个失踪的第一步和一个意想不到的宽的第二夏皮罗步骤。测量的理论分析表明，不寻常的夏皮罗响应之间的相互作用产生的静态约瑟夫森结和动态的，并允许我们确定的条件下，失踪的第一步可以归因于由相位滑移线形成的约瑟夫森结的拓扑性质。我们的研究结果提出了一种新的方法来诱导超导TI，一种新的路线，以实现高度透明的拓扑约瑟夫森结，并显示如何超导系统的微波辐射的响应可以用来推断相滑移线的动力学。
2022-12-31 cond-mat.supr-con
Cavity electrodynamics of van der Waals heterostructures
Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克结构动力学研究所）；Department of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理系）
研究通过子波长谐振腔电动力学探索范德瓦耳斯异质结构中的低能物理，揭示金属栅极内禀谐振模式对低能电动力学的调控作用。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Enhanced Josephson Junction Field-Effect Transistors for Logic Applications
本文提出在零能隙InAs/GaSb异质结构中利用激子绝缘体量子相变实现量子增强型JJFET，使增益因子比经典器件提高50倍以上，为超导逻辑应用提供新途径。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Evidence for spin-triplet superconducting correlations in metal-oxide heterostructures with non-collinear magnetization
实验研究了由铁磁La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3、铁磁SrRu_（0.7）O_3和超导YBa_2Cu_3 O_x组成的异质结构。采用脉冲激光沉积法制备了Au/La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO 3/YBa 2Cu 3 Ox复合材料，并通过X射线衍射和反射率测试证实了其高质量。利用SQUID磁强计和极化中子反射仪揭示了异质结构的非共线磁态。我们已经进一步观察到超导电流在台面结构的异质结构的顶部上的第二超导Nb层的沉积，然后通过光刻和离子束蚀刻图案化。在这些台面结构中观察到的约瑟夫森效应可以通过超导序参量的三重态分量渗透到磁性层中来解释。
2014-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Voltage control of superconducting exchange interaction and anomalous Josephson effect
异质结构中磁交换相互作用的控制是基本的兴趣，并且具有在依赖于量子效应的基于自旋的应用中使用的潜力。我们在这里表明，交换相互作用的自旋阀，决定是否铁磁或反铁磁配置是有利的，可以通过电压控制的符号。这是由于非平衡准粒子分布和自旋极化库珀对的存在之间的相互作用而发生的。此外，我们表明，电压诱导的分布控制的异常超导发生在磁性约瑟夫森结，避免了具有挑战性的任务，操纵系统的磁纹理。这表明，超导自旋电子学中的两个关键现象，磁交换相互作用和产生反常约瑟夫森效应的相移，可以用电来控制。我们的研究结果是相关的自旋为基础的超导设备，在实践中最有可能精确地操作的非平衡效应。
2019-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Relating Andreev Bound States and Supercurrents in Hybrid Josephson Junctions
我们研究了由两个高透射约瑟夫森结耦合的超导环组成的超导量子干涉器件，所有这些都定义在外延InAs/Al异质结构中。一种新颖的器件设计允许在结的正常区域内独立测量Andreev束缚态谱和由此产生的电流-相位关系。我们表明，知识的Andreev束缚态光谱本身就足以推导出独立测量的相位相关的超电流。另一方面，相反的关系通常不成立，因为能谱的细节在临界电流测量中被平均。最后，场相关的光谱和超导的定量理解需要考虑到在回路中的第二个结和外延铝膜的动力学电感。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thouless pumping in Josephson junction arrays
受半导体-超导体异质结构进展启发，提出在电可调Josephson结阵列中实现Thouless量子泵浦的协议，数值分析了Rice-Mele和Harper-Hofstadter泵浦方案，验证了该系统作为量子模拟平台的灵活性与鲁棒性。
2023-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Majorana bound states in germanium Josephson junctions via phase control
本研究针对含动量三次型自旋轨道相互作用的空穴系统SNSNS平面约瑟夫森结，提出仅通过超导相位差即可诱导拓扑超导相与马约拉纳束缚态的方案，为低无序、弱磁场、强自旋轨道作用的新型马约拉纳束缚态平台提供实验可行路线。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reduced decay in Josephson coupling across ferromagnetic junctions with spin-orbit coupling layers
本研究通过实验探究含不同强度自旋轨道耦合非磁性层的垂直约瑟夫森结，发现强自旋轨道耦合下约瑟夫森耦合衰减减弱，或表明存在$S_z=1$自旋三重态关联，并推测倾斜磁化源于磁化与迈斯纳效应的相互作用。
2024-08-19 cond-mat.mes-hall 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
Interplay between Superconductivity and Altermagnetism in Disordered Materials and Heterostructures
Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU（材料物理中心（CFM-MPC）CSIC-UPV/EHU联合中心）；Universidad del País Vasco (UPV/EHU)（巴斯克地区大学（UPV/EHU））；Department of Physics and Nanoscience Center, University of Jyväskylä（约恩苏大学物理与纳米科学中心）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心（DIPC））；Departamento de Polimeros y Materiales Avanzados, Universidad del Pais Vasco UPV/EHU（巴斯克地区大学UPV/EHU先进聚合物与材料系）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科，巴斯克科学基金会）
研究超导性与交替磁性在无序系统中的相互作用，通过量子输运方程推导出Ginzburg-Landau自由能，并发现超导序参数的空间变化与自旋的耦合效应，导致非线性磁电效应和磁化效应的竞争，预测在约瑟夫森结中出现0-π转变。
2026-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent modulation in InSb nanoflag-based Josephson junctions by scanning gate microscopy
本文利用扫描门显微镜首次在InSb纳米旗基约瑟夫森结中调控超流电流，揭示了超导弱连接局部操控的可行性。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson junction arrays as a platform for topological phases of matter
本文将超导体-半导体异质结构成的二维 Josephson junction arrays确立为物质拓扑相平台，通过打破时间反演对称性实现手性拓扑超导，并展示了难以被局部非拓扑效应模拟的输运特征。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurements of Phase Dynamics in Planar Josephson Junctions and SQUIDs
该研究实验测量外延 InAs/Al 平面 Josephson 结与 SQUID 的随机相位动力学，揭示栅压和磁通可调的宏观量子隧穿—相位扩散渡越及相位锁定效应。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
From nonreciprocal to charge-4e supercurrents in Ge-based Josephson devices with tunable harmonic content
本文实验研究SiGe/Ge/SiGe异质结构Josephson SQUID，通过栅压和磁通调控多谐波CPR，实现非互易二极管效应与π周期charge-4e区域。
2023-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helical Dirac-Majorana interferometer in a superconductor-topological insulator sandwich structure
在拓扑绝缘体与两个s波超导体构成的异质结构中，当两个s波超导体形成具有π相移的约瑟夫森结时，存在具有螺旋Majorana边缘模的时反不变性拓扑超导相.基于这样的异质结构，螺旋Dirac-Majorana干涉仪被提出来直接测量螺旋Majorana模式的独特输运特征。此外，我们设想如何在现有材料如Bi 2 Se 3或Bi 2 Te 3薄膜的基础上实现我们的提议。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local and Nonlocal Transport Spectroscopy in Planar Josephson Junctions
本研究在外延 InAs/Al 平面约瑟夫森结中同步测量局域与非局域隧穿电导矩阵，揭示随磁场变化的能隙闭合重开及零偏压电导峰特征，并用无无序模型支持拓扑相变解释。
2022-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range proximity effect for opposite-spin pairs in S/F heterostructures under non-equilibrium quasiparticle distribution
在单重态超导体/铁磁体（S/F）结构中，由反自旋对携带的超导关联在磁相干长度量级的短距离内穿透到铁磁体中。长程邻近效应（LRPE），发生在正常金属相干长度的长度尺度上，只能通过等自旋对来维持，这可以由系统中的磁不均匀性产生。在这项工作中，我们预测了一种新型的LRPE，它可以发生在非平衡条件下的S/F异质结构。F区的超导关联是由反自旋库珀对产生的，不涉及等自旋对。相反自旋对穿透到铁磁体中的可能性是通过在那里产生适当的非平衡准粒子分布来提供的。这导致了急剧增加（高达几个数量级）的临界约瑟夫森电流通过S/F/S结在某些值的电压控制的非平衡分布在F夹层。
2012-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting qubit based on twisted cuprate van der Waals heterostructures
本文提出利用约45°扭转的Bi2212范德华异质结构约瑟夫森结实现名为flowermon的电容并联量子比特，其d波序参量提供对电荷噪声和准粒子耗散的固有保护，为高相干混合超导量子器件开辟新方向。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
