Anisotropic Andreev reflection in semi-Dirac materials
在Bogoliubov-de Gennes方程的框架下,我们从理论上研究了基于半狄拉克材料的正常超导结中的Andreev反射。由于半狄拉克材料的本征各向异性,Andreev反射和微分电导的位形与取向有很强的依赖性。对于沿线性色散方向的输运,微分电导表现出明显的交叉从逆Andreev反射镜面Andreev反射与偏置电压的增加,和微分电导振荡没有衰减的轮廓时,界面势垒强度的增加。然而,对于沿二次色散方向的输运,逆Andreev反射和镜面Andreev反射之间的边界是模糊的,微分电导随动量失配或界面势垒强度的增加而衰减。我们说明了伪自旋纹理,揭示背后的各向异性相干输运性质的物理基础。这些结果丰富了对半狄拉克材料中超导相干输运的理解。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal conductance spectroscopy of Andreev bound states: Symmetry relations and BCS charges
超导器件的双端电导谱是探测Andreev和Majorana束缚态的常用工具。在这里,我们研究理论上的三端设置,与两个正常的引线耦合到接地超导终端。利用单电子散射矩阵,推导出正常引线的亚能隙电导矩阵并讨论其对称性。特别地,我们证明了电导矩阵的局部元素和非局部元素具有成对相同的反对称分量。此外,我们发现,非局部元素是直接相关的本地BCS收费的束缚态接近正常的探针,我们展示了如何BCS收费重叠马约拉纳束缚态可以从实验中提取。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance properties of nanotubes coupled to superconducting leads: signatures of Andreev states dynamics
我们提出了一个相结合的实验和理论分析的低偏压电导性能的碳纳米管耦合到超导导线。在近藤制度的电导表现出零偏置峰,它可以比在正常情况下的酉限制的几倍大。这种零偏置峰值可以通过分析在施加偏置电压下的亚带隙Andreev态的动态来理解。它示出的线性政权的存在是链接到系统内的有限松弛率的存在。理论与实验结果吻合较好。
2004-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal conductance spectroscopy of Andreev bound states in gate-defined InAs/Al nanowires
利用局域和非局域隧穿谱测量了三端超导体-超导体混合纳米线中Andreev束缚态的电荷特性。该器件是使用外延InAs/Al二维异质结构与几个栅极定义的侧探针。ABSs被发现振荡在零附近作为栅极电压的函数,其电荷的修改与ABSs的总Bardeen-Cooper- Schrieffer(BCS)电荷的理论预期一致。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev current and subgap conductance of spin-valve SFF structures
超导体/绝缘体/铁磁体(SIF)结构中的Andreev电流和亚带电导在小自旋分裂场的存在下表现出新的有趣特征(A。Ozaeta等人,B86,060509(R),2012)。例如,如作者最近报道的,零温度下的Andreev电流可以通过小于超导能隙的自旋分裂场h来增强。同样在有限温度下,Andreev电流在靠近超导能隙的自旋分裂场值处有一个峰值。最后,在低温下的微分子隙电导在偏置电压eV = h处显示出峰值。本文研究了F层任意磁化方向的SFF结构中的Andreev电流和亚带隙电导。我们发现,所有上述功能发生在“有效场”,这是在多畴铁磁区域中的库珀对的字段,平均超过超导冷凝成铁磁体的衰变长度的值。我们还简要讨论了所考虑结构中的热传输和电子冷却。
2012-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Comment on the Origin of Conductance Dips at Finite Bias in Andreev Reflection Spectroscopy Data
在以超导拓扑绝缘体CuxBi 2Se 3为特征的正常金属/超导体(N-S)器件中的Andreev反射(AR)的实验研究[arXiv:1301.1030]中,Peng et.等人报道了N-S结中有限势垒强度的典型双峰AR谱的可重复实验观察,这清楚地表明态密度中不存在零能峰,从而排除了CuxBi 2Se 3中理论预测的零能Majorana费米子。这份报告质疑了CuxBi 2Se 3作为拓扑超导体的先前声明。在这里,我们澄清了一个不准确的理解,声称没有光谱信息可以提取从N-S点接触显示在有限的偏压电导下降。这种澄清的起源电导下降AR光谱是重要的,在这一领域的未来研究。
2013-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance measurements cannot distinguish crossed Andreev reflection from elastic co-tunneling in normal--superconductor--normal junctions
Osipyan Institute of Solid State Physics, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院奥西皮扬固体物理研究所);Condensed-Matter Physics Laboratory, HSE University(国立高等经济学院凝聚态物理实验室);National Research University Higher School of Economics(国立高等经济大学)
该研究指出正常-超导体-正常结的电导测量无法区分交叉安德烈夫反射与弹性共隧穿,还纠正了相关实验解读的两处误导,明确电导矩阵信息不足以判定两种过程的概率相对值。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantized Andreev conductance in semiconductor nanowires
该研究在PbTe-Pb和PbTe-In混合纳米线中观察到量子化安德烈夫电导($4e^2/h$),为正常态的两倍,且模式混合可忽略,表明低无序输运,有利于马约拉纳研究。
2024-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic field suppression of Andreev conductance at superconductor-graphene interfaces
研究二维材料中超导性和量子磁输运之间的相互作用是近年来人们感兴趣的课题。为了实现这一目标,了解磁场对超导体-正常沟道界面电荷输运的影响是非常重要的。在这里,我们进行了一个全面的研究Andreev电导弱磁场下使用扩散超导体-石墨烯约瑟夫森弱链接。我们观察到Andreev电导甚至在远低于超导体上临界场的磁场中也被抑制。Andreev电导的抑制取决于磁场的斜坡变化,并且可以通过控制磁场的斜坡变化来最小化。我们发现,这种抑制背后的关键因素是减少的超导能隙由于超导接触上的涡流堆积。在超导体-石墨烯界面处超导能隙由于邻近效应而严重减小的装置中,增大的涡核随着磁场的增加而快速重叠,导致界面间隙的快速减小。然而,在具有相对大的有效超导能隙的弱连接中,AR电导持续到上临界场。我们的研究结果提供了指导的量子材料超导系统中存在的磁场,其中的“生存”的诱导超导性是至关重要的。
2017-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection in Narrow Ferromagnet/Superconductor Point Contacts
从理论上研究了窄铁磁/超导点接触的Andreev反射。我们表明,电导量子化取决于是否接触区域是超导或铁磁以及在铁磁体的交换场的强度。铁磁接触的Andreev反射比超导接触的Andreev反射更受抑制。我们还发现,如果没有界面散射,电导-电压曲线在零偏置电压有一个隆起。相反,当系统存在界面散射时,电导-电压曲线出现下降。
2001-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev conductance in disordered SF junctions with spin-orbit scattering
本研究针对无序超导体-强半金属铁磁体结中常规Andreev反射被抑制的问题,提出利用超导体内部自旋轨道散射诱导涨落自旋三重态实现Andreev输运的机制,可解释长程三重态邻近效应并用于测量超导材料自旋轨道散射时间。
2024-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Weyl nodes in Andreev spectra of multiterminal Josephson junctions: Chern numbers, conductances and supercurrents
我们考虑介观四端约瑟夫森结,研究Andreev子带的涌现拓扑性质。我们使用的Wigner-Dyson类散射矩阵的带色散的约束分析。当超导导线正常区的散射矩阵与能量无关时,Andreev谱的行列式公式可化为一个回文方程,该方程有一个完整的解析解。带拓扑表现为外尔节点的外观,作为单极有限贝里曲率。相应的通量量化的陈数转化为一个量化的非局部电导,我们明确计算的时间反演对称散射矩阵。拓扑制度也可以确定的超导约瑟夫森电流相位关系表现出明显的非解析行为和不连续性附近的外尔点,可以在实验中可控地访问。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Andreev reflection and cyclotron motion at superconductor -- normal-metal interfaces
本文研究了在外加磁场中超导体与二维电子系统(2DES)界面处的Andreev反射,使得回旋运动在二维电子系统中起重要作用。有限的塞曼分裂的2DES和超导体中的抗磁屏蔽电流的存在下被纳入Andreev边缘状态,这是基于Bogoliubov-德Gennes形式主义的微观理论。计算了Andreev反射对界面电导的贡献。塞曼分裂的效果是最明显的作为一个双步骤的功能,通过清洁界面的电导。由于屏蔽电流,电导步骤被转移到更大的填充因子,并且Andreev边缘态的形成被抑制在临界填充因子以下。
2005-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Directional conductance of Andreev crystals in hybrid Josephson junction arrays
Center for Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所量子器件中心);Center for Quantum Information Physics, Department of Physics, New York University(纽约大学物理系量子信息物理中心);Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University(诺迪塔(斯德哥尔摩皇家理工学院与斯德哥尔摩大学联合机构));Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院物理系)
本文提出安德烈夫晶体中相邻超导体间的恒定相位差使能带具有方向性,从而实现仅允许单向信号传输的磁通和偏压可调滤波器。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling conductance due to discrete spectrum of Andreev states
本文研究了超导系统中分立亚能隙Andreev态的隧穿谱。如果隧穿耦合是弱的,单独的水平是解决和电导$G(V)$在小的温度是由一组共振洛伦兹峰,不能描述在微扰理论的隧穿强度。我们建立了一个通用的公式,其宽度和高度,并表明,任何峰的宽度尺度为正常状态的隧道电导,而其高度是$\lesssim 2e^2/h$,只取决于接触的几何形状和空间轮廓的共振Andreev水平。我们还建立了一个精确的公式,考虑到整个Andreev频谱的单通道电导。我们用它来研究Andreev反射过程通过不同层次的干扰。该效应在低电压下最明显,其中$E_j$处的Andreev能级及其$-E_j$处的共轭物相消干扰。这种干涉导致零偏压电导的量子化:如果谱中存在(不存在)马约拉纳费米子,则G(0)等于$2e^2/h$(或0),这与$S$矩阵理论的先前结果一致。我们还研究了一个系统的$G(eV>0)$与分裂$E_0$几乎解耦的马约拉纳费米子对,并表明,在最低的$E_0$有一个零偏压洛伦兹峰的宽度$W$预期的一个单一的马约拉纳费米子(拓扑NS结)与一个狭窄的倾角宽度$E_0^2/W$在零偏压,这确保了$G(0)=0$(NS结仍然微不足道的一个非常小的能量尺度)。随着耦合$W$变得更强,倾角变得更窄,这可以理解为远程马约拉纳费米子的增强去耦。然后,零偏压骤降需要观察极低的温度$T\lesssim E_0^2/W$。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev levels spectroscopy of topological three-terminal junctions
我们计算了探针插入拓扑约瑟夫森结的弱连接处的微分电导,该结由沉积在两个分离的超导体顶部的半导体纳米线组成。我们的目的是了解如何在Andreev束缚态的频谱中的特殊功能,产生由于存在的Majorana束缚态在两端的两个拓扑超导导线定义的结,可以通过测量的微分电导确定。我们发现,当探针允许一个单一的传播模式,微分电导呈现出一个下降,在零电压的零电导接近的位置,在那里的频谱表现出拓扑保护交叉。这可以被看作是马约拉纳态存在的一个标志,它不需要费米子宇称守恒,并且对参数的变化以及无序是鲁棒的。相反,当探针允许两个或两个以上的传播模式的微分电导类似的安德烈耶夫束缚态的光谱。这已经建立了利用数值和分析方法。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev current enhancement and subgap conductance of superconducting hybrid structures in the presence of a small spin-splitting field
我们研究了S-F-Ne结构的亚能隙输运性质。这里S(Ne)是超导(正常)电极,F在交换或自旋分裂塞曼场存在下分别是铁磁体或正常导线.通过求解准经典方程,我们首先分析的亚间隙电流的行为,称为Andreev电流,作为一个功能的场强为不同的值的电压,温度和长度的结。我们表明,有一个临界值的偏置电压V * 以上的Andreev电流增强的自旋分裂场。这一现象可以解释为温度、电压和交换场分别引起的双粒子隧穿过程和退相干机制之间的竞争。我们还表明,在有限的温度下,Andreev电流有一个峰值的交换场的值接近超导能隙。最后,我们计算了微分电导,并表明它的测量可以作为一种精确的方法来确定小于超导能隙的自旋分裂场的强度。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Circuit theory of crossed Andreev reflection
利用介观超导电性的电路理论,研究了一个超导终端和两个正常金属终端连接的三终端器件中的输运问题。我们计算的电流的非局部电导的第一个正常的金属终端响应于第二个正常的金属终端和超导终端之间的偏置电压。的非本地电导是由竞争的贡献,从交叉Andreev反射和电子cotunneling,我们确定每个过程的贡献。当超导终端和器件之间没有电阻时,非局域电导消失,与以前的理论工作一致。当器件和超导储层之间存在有限电阻时,电子共隧穿占主导地位。退相干被考虑在内,特征时间尺度是粒子停留时间。这就产生了一种有效的无干扰能量。由于交叉Andreev反射和电子共隧穿的电导强烈地依赖于无反射能量。我们建议实验确定独立的电导由于交叉Andreev反射和电子cotunneling在测量的能量和电荷流到一个正常的金属终端响应于一个正常的金属终端和超导体之间的偏置电压。
2006-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal conductance via overlapping Andreev bound states in ferromagnet-superconductor heterostructures
在两个铁磁电极连接到超导体的设置中,在铁磁/超导体(FM/SC)界面处都感应出Andreev束缚态。我们研究这些国家如何传播通过SC和相互作用。作为这种相互作用的结果,Andreev状态的能量位置不再仅仅由单个界面的磁性决定,而是还取决于界面距离和FM接触的相对磁化方向。我们讨论了这些束缚态如何表现为不同的峰在非本地电导信号,并导致显着的不对称相对于所施加的电压。我们将我们的结果与非局部交叉Andreev和弹性共隧穿过程。
2010-06-17 cond-mat.supr-con
Resonant transmission of normal electrons through Andreev states in ferromagnets
预言了超导-铁磁体-超导Andreev干涉仪电导的巨振荡.该效应是由于当施加到铁磁体的电压$V$接近于$2h_0/e$($h_0$是电子能量的自旋依赖部分)时,正常电子通过Andreev能级的共振传输。给出了偏置电压和超导体之间的相位差对电流和微分电导的影响。这些效应允许铁磁体中Andreev能级的直接光谱。
1999-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance spectroscopy of nontopological-topological superconductor junctions
本文利用散射矩阵方法计算了任意透明结的一维非拓扑和拓扑超导体结的零温微分电导$dI/dV$。我们考虑了两种典型的拓扑超导体模型:(i)自旋$p$波和(ii)自旋轨道耦合和自旋分裂的$s$波。我们验证,在隧穿极限(小结反射率),只有单一的Andreev反射有助于电流,电导低于非拓扑超导体间隙$Δ_s$的电压为零,并有两个对称的电导峰出现在$eV = \pm Δ_s$与量子化值$(4-π)2e^2/h$由于共振Andreev反射从马约拉纳零模式。然而,当结透明度不小时,存在由多次Andreev反射引起的$e|V| < Δ_s$的有限电导。在这种情况下,$eV = \pm Δ_s$处的电导不再被量化。一般来说,电导是粒子-空穴不对称的,除了足够小的电导。我们进一步表明,对于某些参数值,从零能量的常规Andreev束缚态的隧穿电导可以模仿从真正的马约拉纳模式的电导。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunability of Andreev levels in a spin-active Ising Superconductor/Half Metal Josephson junction
利用Bogoliubov-de Gennes方程研究了具有自旋激活界面的洁净Ising超导体(ISC)/半金属(HM)/Ising超导体(ISC)约瑟夫森结中的Andreev能级、超导电流和隧穿电导。从理论上研究了ISC的自旋混合、自旋翻转和自旋轨道耦合对透明和不透明势垒极限下的Andreev束缚态谱、电流相位关系和隧穿电导的影响。由于ISC的SOC和不同势垒磁矩的$0 - π$跃迁,我们观察到Andreev能级的额外分裂。此外,不同的$ϕ$结可以通过调节势垒磁矩的强度和自旋失配角来实现。此外,对于比ISC的化学势强的SOC,也可以使用合适的控制参数来实现可能的$0 - π$转变。自旋混合和自旋翻转过程与SOC的相互作用也可以主机马约拉纳模式在拟议的系统。隧道电导被发现是依赖于自旋失配角。此外,一个有限的子间隙电导观察到,这表明不同的概率Andreev反射的电子和空穴在SOC的存在下。此外,观察到异常Andreev水平为不同的HM长度尺度,标志着其作用的$ϕ$ -相位约瑟夫森结的可调谐性。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection in Heavy-Fermion Superconductors and Order Parameter Symmetry in CeCoIn_5
微分电导谱从纳米结上的重费米子超导体CeCoIn $_5$沿三个主要的晶体取向。连接点之间特征的一致性和可重复性确保了它们的光谱性质。所有的结都表现出类似的电导不对称性和Andreev反射式电导,信号降低(约10%-13%),这两种情况在重费米子超导体结中都很常见。使用扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk模型的分析表明,我们的数据提供了$d_{x^2-y^2}$对称性的第一个光谱证据。为了量化我们的电导谱,我们提出了一个模型,考虑在重费米子的一般现象,双流体的行为,和能量依赖的态密度。我们的模型非常适合实验数据,应该激励进一步的研究。
2008-04-28 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
Presence versus absence of end-to-end nonlocal conductance correlations in Majorana nanowires: Majorana bound states versus Andreev bound states
通过计算一端嵌入量子点的Majorana纳米线两端的差分隧穿电导谱,我们建立了一个仔细检查的零偏压电导峰的非局域相关性,分别从两端的线,可以区分拓扑Majorana束缚态和平凡Andreev束缚态。特别地,对于Majorana束缚态,将存在来自两端的相同的相关零偏置峰,并且因此来自两个线端的相关零偏置电导的存在可能意味着系统中拓扑Majorana零模式的存在。相反,对于Andreev束缚态,两端不会有相同的相关零偏置峰,因此两个线端不存在相关零偏置电导意味着系统中不存在拓扑Majorana零模。我们提出了详细的计算结果的电导,能谱和波函数为不同的化学势在相同的磁场值,以激励端到端的电导相关测量Majorana纳米线。
2019-07-05 cond-mat.supr-con
Disorder in Andreev reflection of a quantum Hall edge
本文发展了一种理论,研究脏超导体邻近化的量子霍尔边缘的电荷输运,发现无序使安德烈夫反射随机化,长段电导平均为零,并给出了电导统计分布及其对密度、磁场和温度的依赖。
2022-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Andreev reflection and bound state formation in a ballistic two-dimensional electron gas probed by a quantum point contact
研究了高迁移率In $_{0.75}%$ Ga $_{0.25}$ As二维电子气(2DEG)与超导Nb电极通过量子点接触(QPC)耦合的Bogoliubov准粒子的相干输运和束缚态的形成.在Nb的超导临界温度以下,QPC显示出大于零偏压下电导量子$2e^{2}/h$的单通道电导,这表明存在Andreev反射准粒子,注入电子的时间反转状态,通过QPC返回。电导增强对电压偏置和垂直磁场的显着敏感性表明了一种类似于无反射隧穿的机制-相位相干传输的标志,2DEG腔的边界起着散射体的作用。当QPC传输被减少到隧道制度,差分电导与偏置电压探针的邻近区域的单粒子态密度。测量的电导谱显示出在Nb的超导能隙内的双峰,表明在2DEG中Andreev束缚态的形成。这两个结果,在开放和封闭的几何结构中获得,支持准粒子的相干性质,即,InGaAs/Nb界面处的相位相干Andreev反射和弹道2DEG中的相干传播。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Asymmetric tunneling, Andreev reflection and dynamic conductance spectra in strongly correlated metals
朗道费米液体理论预言金属点和金属之间的微分电导率是偏压V的对称函数。如果保持粒子-空穴对称性,这种对称性就成立。我们表明,当两种金属中的一种是强关联的,其电子系统可以由重费米子液体表示时,情况可能有所不同。当重费米子液体经历费米子凝聚量子相变时,粒子-空穴对称性被破坏,使得微分隧穿电导和动态电导都是外加电压的非对称函数。当强关联金属是正常或超导时,可以观察到这种不对称性。我们表明,在小值的$V的动态电导的不对称部分是V的线性函数和成反比的间隙的最大值,并不依赖于温度提供的金属是超导的,当它变得正常的不对称部分在升高的温度下减小。
2006-09-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cross-over from retro to specular Andreev reflections in bilayer graphene
在制备超洁净石墨烯/超导体(SC)界面方面正在进行的实验进展使得最近能够在双层石墨烯(BLG)/NbSe $_{2}$ van der Waals界面处观察到镜面带间Andreev反射(AR)[Nature Physics 12,(2016)]。受此实验的启发,我们从理论上研究了BLG中从高费米能级到超低费米能级$E_{F}$连续跃迁时BLG/SC界面的微分电导。使用Bogoliubov-deGennes方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk形式主义,我们推导出跨BLG/SC界面的微分电导的解析表达式。我们发现了一个特征签名的交叉从带内复古(高$E_{F}$)带间镜面(低$E_{F}$)AR,表现在强烈抑制界面电导时,激发能$|\varepsilon |=|E_{F}|<Δ$(SC间隙)。这些电导骤降的尖锐度强烈依赖于在BLG/SC界面$U_{0}$的电位阶跃的大小。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonant tunneling through Andreev levels
本文用半经典方法分析了与超导镜接触的正常导体的隧穿输运。我们的分析表明,通过Andreev水平的共振传输的电子-空穴传播沿半经典轨迹是可能的,导致过剩的,低能量准粒子的贡献的电导。过剩电导随超导体之间的相位差而振荡,对于远低于超导温度的温度,在$π$的奇数倍处具有最大值
1998-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Update on the method using nonlocal/noncontact differential conductance experimental data for direct probing Andreev reflections and for extracting the superconducting gap
在我们以前的工作中,高温超导性(HTSC)是第一次通过使用电微分电导Gdiff(V)= dI/dV数据,从氢化石墨纤维上的电流-电压V(I)测量得到的探测[1]。虽然我们的非局域方法寻找超导(SC)的差距最近被应用到一个传统的SC(铅[2]),非局域Gdiff方法首次提出在[1]。在此,我们提出了关于这个主题的最新情况。
2022-02-18 cond-mat.supr-con
Impact of spin-orbit coupling and Zeeman interaction on the multiple Andreev reflections subharmonic gap structure in nanoscopic Josephson junctions
AGH University of Krakow, Academic Centre for Materials and Nanotechnology(克拉科夫AGH大学,材料纳米技术学术中心)
研究自旋轨道耦合和塞曼场对电压偏置约瑟夫森结中多重安德烈夫反射次谐波能隙结构的影响,发现自旋轨道耦合引起的自旋混合在能带中打开避免交叉,导致电导中出现显著的多重安德烈夫反射特征,其可见性由能带自旋极化决定。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Reply to "Comment on 'Trivial Andreev Band Mimicking Topological Bulk Gap Reopening in the Nonlocal Conductance of Long Rashba Nanowires'"
本回复针对Das Sarma与Pan的评论作出回应,证实原研究核心结果有效,澄清其关于系统条件的错误表述,证明无序对两类非局域电导特征的普遍削弱作用,说明原最小模型与实际纳米线器件的相关性。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Re-entrant localization of single particle transport in disordered Andreev wires
本文研究了无序对被超导体包围的正常金属丝中低能单粒子输运的影响。我们发现,热传导包括Andreev扩散减少的平均自由程$\ell $和扩散漂移产生的一个小的颗粒孔的不对称性,这增加了$\ell$。因此,电导具有作为$\ell$的函数的最小值,这导致作为平均自由程的函数的特有的折返定位。
2003-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance and Thermopower of Ballistic Andreev Cavities
当将超导体耦合到正常导电区域时,系统的物理性质受到超导体的高度影响。我们将利用基于轨道的半经典方法研究一个或两个超导体对弹道混沌量子点电导的影响。结果表明,超导体对电导的影响是通道数的数量级,Drude电导修正的符号取决于超导导线和正常导线通道数的特定比值。在两个具有相同化学势的超导体的情况下,我们也将看到电导和量子校正的符号如何受到它们的相位差的影响。只要随机矩阵理论的结果存在,这些是由我们的计算再现。此外,在超导体的化学势与两个正常引线之一的化学势相同的情况下,电导在一定条件下显示出与正常金属-超导体结相似的效果。半经典框架也能够处理由一个混沌点、两个正常引线和两个超导岛组成的混沌Andreev台球的热电势,并表明它在超导体的相位差上是反对称的。
2011-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nlin.CD
Topological Andreev Rectification
本文提出拓扑 Andreev 整流理论,证明在更宽、更现实的 Josephson π 结中整流电导仍可稳健量子化,并通过数值模拟表明其可在 InAs 量子阱和石墨烯等材料中实验观测。
2023-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection spectroscopy of the heavy-fermion superconductor CeCoIn$_5$ along three different crystallographic orientations
使用金尖作为反电极,沿着三个不同的晶体学取向(001)、(110)和(100)对重费米子超导体(HFS)CeCoIn $_5$单晶进行了Andreev反射光谱。动态电导谱在宽的温度范围内是可重复的,并且彼此一致,从而确保光谱性质。所有方向的共同特征是:i)背景电导的不对称行为,我们将其归因于新兴的相干重费米子液体; ii)由于Andreev反射导致的电导增强的能量尺度(~1 meV); iii)增强的零偏压电导的幅度(10 - 13%)。这些值比Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论的预测值小一个数量级,但与其他HFS的预测值相当。利用d波BTK模型,我们得到了~460 ueV的能隙。然而,它被发现,扩展BTK模型考虑费米面参数的不匹配并不能完全解释我们的数据,我们归因于光谱权重的移动到低能量以及抑制Andreev反射。与计算曲线的电导谱的定性比较表明与d $_{x^2-y^2}$-对称性的一致性,提供了第一个光谱证据的序参量对称性和解决争议的线节点的位置。
2006-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetoanisotropic spin-triplet Andreev reflection in ferromagnet-Ising superconductor junctions
从理论上研究了铁磁-伊辛超导结中的电子输运。本文提出了描述伊辛超导体的紧束缚哈密顿量。然后结合非平衡格林函数方法,得到了Andreev反射系数和电导的表达式。磁各向异性自旋三重态Andreev反射较强,磁各向异性周期为$π$,而不是传统磁各向异性系统中的$2π$.我们证明了单带伊辛超导体的自旋三重态Andreev反射的显着增加。此外,Andreev反射的依赖于入射能量和入射角也进行了研究。当入射能量等于超导体能隙时,可以发生完全的Andreev反射,而不管铁磁体的费米能量(自旋极化)如何。在适当的斜入射条件下,自旋三重态Andreev反射可以得到强烈的增强。此外,还研究了零偏压和有限偏压下的电导谱,详细讨论了栅电压、交换能和自旋轨道耦合对电导谱的影响。电导揭示了与周期$π$作为Andreev反射系数的强磁各向异性。当磁化方向平行于结面时,超导体间隙处总是出现一个大的电导峰。本工作对自旋三重态Andreev反射进行了全面系统的研究,并为$π$ -周期自旋阀在自旋电子学中的应用奠定了基础。
2018-02-18 cond-mat.supr-con
Local and non-local quantum transport due to Andreev bound states in finite Rashba nanowires with superconducting and normal sections
我们分析Andreev束缚态(ABS),形成在正常部分的Rashba纳米线,只有部分覆盖的超导层。这些ABS是本地化的超导段的两端附近,可以钉扎到零能量在很宽的范围内的磁场强度,即使纳米线是在非拓扑制度。对于有限尺寸的纳米线(在当前实验中通常为$\lesssim 1$ $μ$ m),ABS定位长度与纳米线的长度相当。因此,ABS的概率密度在整个纳米线中是非零的,并且微分电导计算揭示了纳米线两端的相关零偏置峰(ZBP)。当第二正常部分在超导部分的相对端处承载附加ABS时,两个ABS的组合可以模仿伴随着ZBP的出现的局部和非局部电导中的体隙的闭合和重新打开。这些签名让人想起那些预期的马约拉纳束缚态(MBS),但在这里发生在非拓扑制度。我们的研究结果表明,在一个典型的超导纳米线的端部或一个明显的关闭和重新打开的散装间隙在本地和非本地电导的相关ZBP的电导测量是没有决定性的指标MBSs的存在。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Andreev drag effect in ferromagnetic-normal-superconducting systems
我们研究了由一个正常的多通道导体连接到一个超导和两个铁磁电极组成的系统中的电导和电流相关性。对于铁磁体极化的反平行取向,由于Andreev反射,来自一个铁磁体的电流注入可以导致电流从第二铁磁体向超导体的净阻力。我们提出的Andreev阻力的条件,在铅的极化程度,接触电导和自旋翻转散射。值得注意的是,平衡和非平衡的零频率电流之间的相关铁磁体成为积极的,即使在自旋弛豫的存在。
2003-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical aspects of Andreev spectroscopy and tunneling spectroscopy in non-centrosymmetric superconductors: a topical review
非常规超导体表面的超导谱已被证明是获得配对对称性信息的宝贵工具。在隧穿光谱中,中能隙Andreev束缚态表现为零偏压电导峰。零偏压电导峰是非平凡对势的特征,其在费米表面的不同区域上表现出不同的符号。在这里,我们回顾了最近的理论结果的Andreev束缚态附近的非中心对称超导体的界面和表面的频谱。本文介绍一种计算非中心对称超导体能谱的理论方案。然后,我们讨论了费米面上的自旋轨道矢量场与序参量对称性之间的相互作用。Andreev状态携带自旋超电流,并代表沿界面的螺旋边缘模式。我们研究了由此产生的边缘电流的拓扑性质。如果序参量的三重分量占主导地位,则存在螺旋边缘模式。另一方面,如果单重分量占主导地位,则不存在螺旋边缘模式。对于自旋相同的单重态和三重态序参量组分,发生量子相变。讨论了非中心对称超导体与正常金属之间的隧穿电导和Andreev点接触电导。
2010-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum effects in graphitic materials: Colossal magnetoresistance, Andreev reflections, Little-Parks effect, ferromagnetism, and granular superconductivity
不同于更常见的本地电导光谱,非本地电导可以区分非拓扑零能量模式本地化周围的不均匀性,和真正的马约拉纳边缘模式的拓扑阶段。特别是,负的非局部电导是由交叉Andreev反射。在石墨烯中,Andreev反射和带间Klein隧穿通过超导(SC)对势或静电势的作用耦合类电子和类空穴状态。我们在这里探测改性石墨样品中的量子现象。使用Quantum Design物理性质测量系统进行低温至室温下的四点接触传输测量。观察到的负非局域微分电导Gdiff探针的Andreev反射在壁的SC颗粒耦合通过半导体矩阵的约瑟夫森效应。此外,Gdiff显示了电阻式随机存取存储器器件特有的蝴蝶形状。在磁场中,Andreev反射抵消了原本降低的传导的影响。在低温下,磁阻显示出不可逆的但强烈的巨大振荡,这是已知的量子性质。此外,我们还发现了表面上颗粒状的SC以及铁磁性的证据。此外,Little-Parks效应在经典的小振幅和相位滑移驱动的大振幅振荡的磁阻。因此,石墨材料显示出量子电子学应用的潜力,包括整流和拓扑状态。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection and order parameter symmetry in heavy-fermion superconductors: the case of CeCoIn$_5$
本文综述了Andreev反射光谱在重费米子研究中的应用现状,重点介绍了临界温度为2.3 K的重费米子超导体CeCoIn $_5$。这是一个完善的技术,研究超导序参量通过测量的微分电导从纳米金属结。Andreev反射在CeCoIn $_5$中清楚地观察到,在其他重费米子超导体。与理论预测值(100%)相比,测量的Andreev信号高度降低到最大值$\sim$ 13%的量级。利用扩展的BTK模型对电导谱进行分析,定性地测量了CeCoIn $_5$中的超导序参量对称性,确定其为$d_{x^2-y^2}$波.提出了一个唯象模型,采用两个电导通道之间的Fano干涉效应,以解释电导不对称性和减少Andreev信号。这个模型似乎是合理的,不仅因为它提供了良好的拟合数据,但也因为它是非常有可能的,通过两个通道,一个进入重电子液体和其他进入传导电子连续发生的电传导。进一步的实验和理论研究将揭示相干重电子液体如何从近藤晶格(一个典型的强关联电子系统)中出现的机制。还讨论了未解决的问题和未来的发展方向。
2009-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Sign of the crossed conductances at a FSF double interface
铁磁体/超导体/铁磁体(FSF)混合结构中的交叉电导是由正常透射通道和Andreev反射通道之间的竞争引起的。铁磁体之间的交叉Andreev反射(CAR)和弹性共隧穿(EC)被局部Andreev反射修饰,这对足够透明的界面和中间自旋极化起着重要作用。这修正了以前在最低阶得到的简单结果,并且可以解释最近实验中交叉电阻的符号[D.贝克曼{ \sl等人},cond-mat/0404360]。这在多端混合结构模型(其中费米振荡的相位平均在单个非局部过程的近似中被“手动”引入)和无限平面界面(其中相位平均自然地导致具有多个非局部过程的微观解)中都成立。
2004-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-ballistic transport characteristics of superconducting point-contacts
在“弹道”机制中,通过正常金属(N)/超导体(S)点接触的输运由称为Andreev反射的量子过程主导。Andreev反射导致超导能隙以下电导的增强,并且当超导体本质上是常规超导体时,低偏压电导与高偏压电导的比率不能大于2。在这种情况下,与Andreev反射相关的特征也提供了关于超导相的能量和动量分辨光谱信息。在这里,我们从理论上考虑各种类型的N/S点接触,远离弹道制度,并表明,即使当所调查的超导体是简单的传统性质,根据形状,大小和解剖的点接触,各种各样的光谱特征可能会出现在电导谱。这些特征可能会误导性地模仿理论上预期的奇异物理现象的特征,如拓扑超导体中的克莱因隧穿,非常规超导体中的Andreev束缚态,多带超导性和Majorana零模式。
2020-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Andreev scattering and conductance enhancement in mesoscopic semiconductor-superconductor junctions
研究半导体-超导体混合结构中介观效应的一个固有困难是在界面处经常形成大的肖特基势垒。在改善超导体与半导体异质结构的二维电子气(2DEG)之间的接触方面已经投入了大量的技术努力,并且近年来这对于例如GaAs-Al、GaAs-In和InAs-Nb结已经成为可能。这一发展促使定量的理论模型的样品特定的传输特性。我们的工作的目的是模拟弹道2DEG-S接口的正常区域中的QPC的导电性能,并考虑到由于弱肖特基势垒和/或非匹配的费米特性的半导体和超导体的散射。
1999-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev versus Tunneling Spectroscopy of Unconventional Flat Band Superconductors
The Ohio State University(俄亥俄州立大学);Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
针对石墨烯基莫尔超导体STM实验观测到的两个神秘能量尺度,通过格林函数分析界面电导,否定了赝能隙与超导能隙的传统解释,提出用嵌入非常规超导体的金属盘模型结合Andreev束缚态解释低能尺度的来源。
2025-03-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fingerprint of topological Andreev bound states in phase-dependent heat transport
我们证明了超导体-拓扑绝缘体约瑟夫森结中的相位相关热流提供了一个有用的工具来探测拓扑Andreev束缚态的存在,即使是多通道表面态。我们预测,在隧穿制度的拓扑Andreev束缚态导致的最小的热导的相位差$ϕ=π$,在明显的对比,最大的热导在$ϕ=π$,发生在平凡的Andreev束缚态在超导正常的金属隧道结。这开辟了可能性,相位相关的热传输可以区分拓扑平凡和非平凡的4 $π$模式。此外,我们提出了一个超导量子干涉装置的几何形状,相位相关的热流可以使用现有的实验技术进行测量。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppressed Andreev Reflection at the Normal-Metal / Heavy-Fermion Superconductor CeCoIn$_5$ Interface
动态电导谱取自Au/CeCoIn $_5$点接触在Sharvin极限沿(001)和(110)方向。我们的电导谱,可重复地在很宽的温度范围内获得,构成了有史以来最干净的数据集报告的HFSS。一个签名的新兴重费米子液体的发展证明了在正常状态下的背景中的不对称性。在$T_c$以下,观察到Andreev反射引起的子带隙电导的增强,对于(001)和(110)点接触,分别具有$\sim$ 13.3%和$\sim$ 11.8%的幅度,比在常规超导体中观察到的幅度小一个数量级,但与在其他HFSS中观察到的一致。我们的(001)点接触的零偏压电导数据与使用d波序参量的扩展BTK模型最佳拟合。对(001)点接触的全电导曲线的拟合表明强耦合性质($2Δ/k_{B}T_c = 4.64$)。然而,我们观察到的Andreev反射信号和能隙的抑制表明现有模型的失败。我们提供了可能的方向的理论公式的电子输运通过N/HFS接口。在(110)点接触中观察到的几个定性特征为$d_{x^2-y^2}$对称性提供了第一个明确的光谱证据。
2005-07-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Andreev Reflection in Weyl Semimetals
本文从理论上研究了外尔半金属与金属超导体结中的低能电输运。微分电导的特征取决于电流和连接两个外尔点的矢量之间的相对方向。当电流垂直于矢量时,电导谱对结界面处磁矩的方向和幅值敏感。这是外尔点附近费米面上手征自旋组态的直接结果。
2014-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
X-shaped and Y-shaped Andreev resonance profiles in a superconducting quantum dot
超导量子点与正常金属弱耦合时的准束缚态表现为Andreev反射几率中的共振,通过微分电导测量。我们研究这些Andreev共振的演化时,外部参数(如磁场或栅极电压)是变化的,使用随机矩阵模型的$N\times N$散射矩阵。我们对比两个合奏打破时间反演对称性,在存在或不存在的自旋旋转对称性(C类或D类)。复平面中的散射矩阵的极点,编码共振的中心和宽度,在C类中从虚轴排斥。相反,在D类中,多个$\propto\sqrt{N}$极点具有零实部。相应的Andreev共振被钉扎到间隙的中间,并产生在参数值范围内不分裂的零偏置电导峰(Y形轮廓),这与通常的电导峰合并然后立即分裂(X形轮廓)不同。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The influence of spin-dependent phases of tunneling electrons on the conductance of a point ferromagnet/isolator/superconductor contact
本文给出了铁磁/绝缘体/超导体(FIS)接触中电子波在势垒中透射和反射时的Andreev反射几率,发现FIS接触中电子和空穴激发的Andreev反射几率是不同的。求出了Andreev束缚态的能级,计算了FIS点接触的弹道电导。
2008-03-18 cond-mat.supr-con