Superconductivity in Multiple Interface Geometry: Applicability of Quasiclassical Theory
本文回顾了两点准经典格林函数方法,讨论了它在描述层状结构中多次反射/透射问题中的适用性。本文用最近提出的准经典方法求出了具有半透明界面的超导夹层结构的格林函数[A。Shelankov和M. Ozana,Phys.Rev.B61,7077(2000)],以及确切地,从Gor'kov方程。通过对两种方法结果的比较,证实了拟经典方法描述实(不可积)系统的有效性。
2001-09-25 cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of charge transport across mesoscopic normal metal-superconducting heterostructures with current conservation
本文研究了介观超导导线与普通金属贮液器连接时的稳态非平衡行为。超越扩散限制,我们利用准经典理论,并执行一个自洽的计算,保证通过整个系统的电流守恒。从弹道到扩散极限,我们研究了几个关键的现象,如电荷不平衡,动量分辨不平衡分布,和电流到超流转换。与扩散情形的早期结果相联系,我们发现超导电性可以在临界偏压$V_\mathrm{c}$下被击穿。我们发现,$V_\mathrm{c}$一般增加的界面透明度减少,而对平均自由程的依赖是非单调的。我们讨论了弹道和半弹道制度的关键区别,充分扩散的情况下。
2021-11-19 cond-mat.supr-con
Transformation of the Eilenberger Equations of Superconductivity to a Scalar Riccati Equation
本文介绍了用Riccati型标量微分方程的解来参数化超导Eilenberger方程的一种新方法。它示出的准经典传播,特别是局域态密度,可以重建,没有明确的知识的任何本征函数和本征值,通过解决一个简单的初始值问题的线性化Bogoliubov-德Gennes方程。准经典传播子的Riccati参数化导致了一种稳定而快速的数值方法来求解Eilenberger方程。对于某些空间变化的模型对势的Eilenberger方程的精确解的发现。
1998-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bogoliubov - de Gennes versus Quasiclassical Description of Josephson Structures
分析了超导准经典理论在约瑟夫森多层结构中的适用性。准经典的方法进行了比较与精确理论的基础上Bogoliubov -德Gennes方程。使用这两种技术的角度和能量分辨(粗粒)电流计算。结果表明,这两种方法同意在$SIS'IS''$几何后的粗晶粒平均。一个定量的差异,这超过了准经典的准确性,观察时,三个或更多的接口。准经典理论的无效性归因于界面上连续反射形成的闭合轨线的存在。
2002-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effective quasiclassical models for odd-frequency superconductivity: energy-symmetry, preserved spectral weight, and Meissner response
奇频超导态通常出现在由传统超导体和其他材料组成的混合结构中,其特征是电子形成时间非局域库珀对。超导的准经典理论已被广泛用于模拟这样的系统,在许多情况下发现与实验测量非常吻合。因此,研究奇频超导的有效模型来预测与这种非常规配对形式相关的新现象是很有意义的。我们建立了奇频超导系统中的准经典格林函数在Dirty极限下必须满足的物理合理性判据,包括谱重守恒。我们表明,有可能写出满足所有上述标准的有效模型,但当涉及到超导体的态密度和磁响应时,仍然预测不同的行为。例如,一个有效的奇频反常格林函数模型,给出了一个保守的谱权重,可以在费米能产生一个峰值或间隙态密度,并表现出常规的,零的,或非常规的迈斯纳响应。这一发现表明,为了获得物理上合理的结果,仔细考虑描述奇频超导性的有效模型的性质是重要的。
2022-12-01 cond-mat.supr-con
Fully spin-dependent boundary condition for isotropic quasiclassical Green's functions
超导异质结中的输运是非常成功地描述准经典的格林函数增强微观导出的边界条件。然而,到目前为止,自旋依赖性是在扩散的方法,包括仅限于有限的情况下。在这里,我们推导出完全与自旋相关的边界条件,完成了Usadel方程和电路理论。这两个,材料特定的自旋自由度和自旋相关的界面效应,即自旋混合和极化的透射系数被精确地处理。这开辟了道路,以准确地描述一个全新的类介观电路,包括材料与强内禀磁结构。我们还讨论了几个实验相关的情况下,如隧道极限,铁磁绝缘体具有任意强的磁化强度和小自旋混合的限制。
2015-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of superconductivity: a multiple interface geometry(II)
一种新的方法,它允许人们研究部分透明界面的多次相干反射/透射(例如,在准经典超导理论的框架内,提出了在高温超导中的多层介观结构或晶界)。有人认为,在界面的存在下,一个直线轨迹转换为一个简单的连接的一维树(图)与结,即点的界面散射事件发生和轨迹的片段耦合。对于2分量轨迹“波函数“,它因式分解矩阵Gor'kov格林函数,线性边界条件的结制定为任意接口,镜面反射或扩散(在多通道模型)。从新的边界条件,我们得到:(i)多通道Andreev/普通反射/透射过程的激发散射振幅;(ii)Riccati方程的边界条件;(iii)传输矩阵耦合的轨迹格林函数之前和之后的界面散射。为了说明该方法的使用,考虑了由部分透明界面从块状超导体分离的膜和具有有限厚度层的SIS夹层的情况。计算了三明治结构的电流对矢量势(超流密度$ρ_s$)的响应,并计算了S和S'中的$π$相位差。结果表明,该模型对界面缺陷非常敏感:在理想体系下,低温响应为顺磁性($ρ_s <0$),当反射几率低至百分之几时,低温响应改变符号,变为反磁性($ρ_s > 0$).
1999-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boundary conditions for quasiclassical equations in the theory of superconductivity
本文导出了在Dirty极限下超导-正常混合(S-N或S-S ')结构中准经典格林函数通过隧道势垒的有效边界条件。我们的工作扩展了以前的治疗局限于小的透明度限制。这是通过小参数$r^{-1}=T/2(1-T)$的扩展实现的,其中T是屏障的透明度。我们计算了正常和超导情况下的$r^{-1}$展开的下一项。在这两种情况下,这涉及到一个积分方程的解决方案,我们获得数值。而在正常情况下,我们的处理只会导致势垒电阻$R_b$的定量变化,在超导体的情况下,定性不同的边界条件。为了说明修改后的边界条件的物理后果,我们计算的约瑟夫森电流,并表明,在$r^{-1}$展开的下一项引起的电流相位关系的二次谐波。
1996-10-25 cond-mat.supr-con
D-Wave Superconductors near Surfaces and Interfaces: A Scattering Matrix Approach within the Quasiclassical Technique
最近开发的一种方法[A]。Shelankov和M. Ozana,Phys.Rev.B61,7077(2000)]被应用于研究(粗糙)表面附近的d波超导体。虽然这种方法允许将任意接口的准经典技术,我们讨论,作为例子,扩散表面和边界的小倾斜镜(面)。表面的性质通过准经典格林函数的边界条件中的散射矩阵进入。漫射表面由随机散射矩阵的集合描述。我们发现态密度在平均值附近的起伏很小,零偏压电导峰随着无序度的增加而变宽。在散射矩阵耦合m个入轨和m个出轨(m>=2)的模型中描述了刻面表面。[100]表面没有发现零偏压电导峰;与Fogelstrom等人[Phys. Rev. Lett. 79,281(1997)]。
2001-01-29 cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of superconductivity: a multiple interface geometry
本文的目的是提出一种新的方法,它允许一个研究多重相干反射/透射的部分透明的界面(例如,在多层介观结构或晶界在高Tc的)的超导准经典理论的框架。有人认为,通常的粒子的轨迹是一个简单的连接树(没有循环)与结,即界面散射事件发生的点和弹道碎片的轨迹混合。线性边界条件的2分量轨迹“波函数“,其中分解矩阵(延迟)格林函数,制定了任意界面,镜面或扩散。为了说明该方法的应用,计算了S和S '中序参量符号不同的SS'夹层对矢势(总超流密度rho_s)的电流响应。在该模型中,SS界面的百分之几的反射将由理想界面附近的零能量Andreev束缚态产生的顺磁响应(rho_s < 0)(参见Fauchere等人,PRL,82,3336(1999),cond-mat/9901112)转换为通常的反磁响应(rho_s >0)。
1999-06-02 cond-mat.supr-con
Anomalous current in diffusive ferromagnetic Josephson junctions
我们证明了在扩散超导体/铁磁体/超导体(S/F/S)结中,即使在S电极之间的相位差为零时,也可以流动有限的{ \it反常}约瑟夫森电流.观察这种效应的条件是超导电流的磁化强度分布不共面和磁化强度反转对称性破缺。后一种对称性是广泛使用的准经典近似的固有特性,并阻止以前的工作,基于这种近似,从获得约瑟夫森反常电流。我们表明,这种对称性可以通过引入自旋相关的边界条件的准经典方程在超导/铁磁界面扩散系统。使用这个配方,我们认为通用的多层磁系统,并确定理想的实验条件,以最大限度地提高异常电流。
2017-02-10 cond-mat.supr-con
The quasiclassical theory for interfaces with spin--orbit coupling
近年来,准经典理论在超导混合结构中的应用取得了实质性的进展。这个理论框架依赖于一组适当的边界条件来描述多层系统。随着超导自旋电子学领域的出现,将重金属层(其中存在大的自旋-轨道耦合)与铁磁体结合的系统由于其产生长程三重态超导性的潜力而受到了极大的关注。与强自旋极化材料的界面相反,这是很好理解的,在系统中有显着的自旋-轨道耦合的界面的准经典理论还不存在。在回顾了界面的准经典理论之后,我们在这里通过导出一组新的边界条件来解决这个问题,该边界条件明确地考虑了自旋-轨道耦合。然后,我们继续应用这些边界条件的超导铁磁体(SF)双层和SFS约瑟夫森弱连接,证明了在这些系统中出现的长程三重态超导。
2019-06-18 cond-mat.supr-con
Theory of Microwave-Assisted Supercurrent in Diffusive SNS Junctions
在温度远低于电极的临界温度时,在超导体-正常金属-超导体(SNS)结中观察到非常大的微波增强临界电流,三十多年来一直没有令人满意的理论解释。在这里,我们提出了一个理论的超导扩散SNS结微波辐射下的准经典格林函数形式主义的基础上。我们表明,临界电流的增强是由于电磁场诱导的正常导线中的准粒子的能量重新分配。该理论提供了在很宽的温度,频率和辐射功率范围内的预测,无论是临界电流和电流相位关系。
2010-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical expressions for the free energy of superconducting systems
在G. Eilenberger [Z. Phys.214,195(1968)]中提出了自旋单态超导体自由能的准经典表达式。从Luttinger-Ward公式出发,我们导出了Eilenberger自由能,并找到了它对具有自旋三重态关联的超导体或超流体的推广。除了具有各种散射机制的普通超导体外,所得到的自由能泛函还可用于具有自旋三重态配对的系统,如超流$^3$ He和具有空间非均匀交换场或自旋轨道耦合的超导系统。利用这个一般结果,我们推导出的动量平均传播的自由能在扩散限制的简化表达式。
2019-09-03 cond-mat.supr-con
Theory of diffusive ϕ0 Josephson junctions in the presence of spin-orbit coupling
基于准经典形式的SU(2)协变公式,提出了一个完整的微观理论,描述了在自旋分裂场h存在下,通过具有内禀自旋轨道耦合(SOC)的扩展超导体-正常金属-超导体(SNS)扩散结的Josephson电流.我们证明了,如果h和SOC诱导的SU(2)洛伦兹力都是有限的,那么结的基态对应于超导体电极之间有限的本征相位差0 <π 0 < 2π.在Rashba SOC的特定情况下,我们提出的解析和数值计算结果为100作为一个函数的自旋场的强度,结的长度,温度和SN接口的属性。
2014-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Transport in Diffusive Superconductors
本文采用准经典近似下的Keldysh方法研究扩散超导体中的输运。由此产生的4x4输运方程描述了电荷和能量的流动以及相应的自旋和自旋能量的流动。自旋翻转散射由于磁性杂质。我们发现自旋翻转长度在超导情况下是重整化的,并提出了一个测量超导体中自旋积累的实验系统。
2005-01-25 cond-mat.supr-con
Multi-band Eilenberger theory of superconductivity: Systematic low-energy projection
我们提出了一般的多带准经典Eilenberger超导理论来描述非均匀系统中的准粒子激发。利用低能投影矩阵,从$N$带Gor'kov方程系统地导出了$M$带准经典Eilenberger方程.这里,$M$是穿过费米能的带中的内部自由度,而$N$是模型中的自由度。我们的框架自然包括格林函数的带间非对角元素,这在以前的多带准经典框架中通常被忽略。得到的多带Eilenberger和Andreev方程与单带方程相似,除了多带效应。多带效应在映射系统中表现出非局域性和各向异性。我们的框架可以适用于任意的哈密顿量(例如,紧束缚哈密顿量的第一性原理计算得出)。作为例子,我们将我们的框架应用于各种系统,例如非中心对称超导体CePt $_{3}$ Si,Sr $_{2}$ RuO $_{4}$的三轨道模型,重费米子CeCoIn $_{5}$ /YbCoIn $_{5}$超晶格,具有强自旋-轨道耦合的拓扑超导体Cu $_{x}$ Bi $_{2}$ Se $_{3}$,以及拓扑绝缘体上的表面系统。
2016-04-20 cond-mat.supr-con
Supercurrent-carrying density of states in diffusive mesoscopic Josephson weak links
最近的实验表明,通过扩散相相干正常金属弱连接的超电流的非平衡控制。实验结果已准确地描述了准经典格林函数技术的Keldysh形式主义。考虑到结构的几何形状,不同的能量尺度和非理想性的接口,使我们能够获得的理论和实验结果之间的定量协议的振幅和相位依赖的超电流,没有或很少的拟合参数。在这里,我们讨论了最重要的因素与这样的比较:超导序参量和结的无功能量之间的比率,额外的电线对弱连接的影响,以及由于不完善的影响,最显着的是由于非理想界面。
2002-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of twin boundaries in High-T_c superconductors
利用准经典超导理论研究了高温$_c$材料中孪晶界的电子结构。在低温下,我们发现在孪晶边界处的时间反演对称性破缺态的局部不稳定性。这种状态产生沿孪晶界的自发电流,微观上可以用准粒子束缚态的结构来解释。我们计算了局域态密度,并发现了一个分裂的零偏置峰,一旦自发电流设置。这种分裂是可测量的STM技术,是一个独特的签名的时间反演打破状态的孪生边界。
1998-01-12 cond-mat.supr-con
Tailoring Josephson coupling through superconductivity-induced nonequilibrium
提出了超导体-绝缘体-正常金属-绝缘体-超导体(SINIS)介观线中非平衡态下存在的独特准粒子分布,作为控制长约瑟夫森弱连接中超电流强度的新工具.我们提出了一个描述这个系统的扩散极限准经典格林函数理论的框架,并考虑到非弹性散射的影响与任意强度。超电流的增强和抑制,包括一个显着的过渡到一个$π$结是一个完全可调结构的显着特点。
2003-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced triplet superconductivity in Rashba materials
我们研究了一个传统的s波超导体和导体之间的邻近结与Rashba自旋轨道耦合,特别关注的自旋结构的诱导配对振幅。我们发现,自旋三重态配对关联诱导自旋轨道耦合在一维和二维系统由于提升自旋简并。此外,这种诱导的三重配对具有对无序具有鲁棒性的奇数频率依赖性的分量。我们的预言是基于精确的Gor'kov方程的解,并且超越了准经典近似。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Breaking time-reversal and translational symmetry at edges of $d$-wave superconductors: microscopic theory and comparison with quasiclassical theory
我们报告的二阶相变的微观计算的结果,到一个国家打破时间反转和平移不变性沿对破断边缘的$d$波超导体。通过用Bogoliubov-de~Gennes方法精确对角化求解紧束缚模型,我们发现这种电流回路直径为几个相干长度的态在能量上是有利的,低于体超导性的$T_{\mathrm{c}}$的10%-20%之间的$T^*$,取决于模型参数。这扩展了我们以前在准经典超导理论中对这种相晶体的研究,并表明当包括更现实的能带结构和费米波长尺度上的快速振荡时,不稳定性没有质的不同。尺寸量子化和弗里德尔振荡的影响并不是有害的。我们还报告了与准经典理论的比较与费米面提取的紧束缚模型中使用的微观计算。例如,不同模型之间的$T^*$值存在定量差异,但我们可以将每个模型中预测的转变温度解释为由于零能Andreev束缚态的不同光谱权重以及通过打破时间反演和低于$T^*$的平移不变性而导致的自由能增益。
2020-05-31 cond-mat.supr-con
Thermal conductance and non-equilibrium superconductivity in a diffusive NSN wire probed by shot noise
我们研究了基于扩散的超导体的结构,两侧有两个正常的终端,中间有一个中央超导岛,它要么接地,要么浮动。使用半经典计算,我们证明了这两种设备的布局允许从电流噪声的谱密度的能量依赖的子间隙热导$G_\mathrm{th}$的定量测量。在浮动的情况下,只要设备是非对称的,就可以在不需要接触超导体的情况下实现这一目标,从实验的角度来看,这可能是有吸引力的。此外,我们观察到,在浮动的情况下的散粒噪声是敏感的非平衡抑制和双稳态的超导能隙的一个众所周知的效果。我们的计算直接适用于多模情况,并可以作为一个起点,了解散粒噪声响应开放的一维马约拉纳设备。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应,揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律,为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density of states and supercurrent in diffusive SNS junctions: role of nonideal interfaces and spin-flip scattering
本文对扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结中的态密度和超导电流进行了理论研究。特别是,我们研究了这两个平衡性质的任意透明度的SN接口和自旋翻转散射的存在下,在正常的电线的影响。我们表明,存在于光谱中的扩散线的微型间隙是非常敏感的接口传输。更重要的是,我们表明,在任意的透明度的minigap取代的无源能源作为相关的能源规模的邻近效应,例如确定的临界电流的温度依赖性。我们还详细研究了如何抑制临界电流的自旋翻转散射,这可能是由于磁性杂质,或在某些情况下,外部磁场的影响。我们的分析基于准经典理论的扩散超导体可以是非常有价值的实验和理论之间的定量比较。
2007-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory for antiferromagnetic metals
本文针对反铁磁金属发展了基于紧束缚哈密顿量的准经典运动方程与边界条件,可描述脏极限下双子格体系及自旋活性界面,并推广至动态磁织构情形。
2023-05-17 cond-mat.supr-con
General boundary conditions for the quasiclassical kinetic equations in the presence of magnetism and unconventional superconductivity
University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学);Nagoya University(名古屋大学);Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) Centro Mixto CSIC-UPV/EHU(材料物理中心(CFM-MPC)CSIC-巴斯克国立理工大学联合中心);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
本文提出磁性及非常规超导系统中准经典动力学方程的一般边界条件,推导输运及全计数统计,并揭示反常邻近效应与约瑟夫森耦合中的自旋取向及二极管效应条件。
2026-10-06 cond-mat.supr-con
Gate-controlled superconductivity in diffusive multiwalled carbon nanotube
我们研究了扩散多壁碳纳米管与Al/Ti三明治结构超导导线接触时的电输运。我们发现邻近诱导超导与测量的临界电流高达I_cm = 1.3 nA,可调的栅极电压下降到10 pA。超导分支显示出有限的零偏置电阻,其变化与R_0成正比于I_cm^-α,α =0.74。利用具有相扩散的结的IV特性,与AD Zaikin和GF的长扩散结模型中的约瑟夫森耦合能获得了良好的一致性Zharkov(Sov. J.低温7,184(1981))。
2006-08-22 cond-mat.supr-con
Density of States below the Thouless Gap in a Mesoscopic SNS Junction
准经典理论预言在长扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结的激发谱中存在一个尖锐的能隙E_g \sim D/L ^2。我们表明,介观波动删除频谱的尖锐边缘,导致所有能量的非零DoS。物理上,这种效应源于正常金属中的准定域态。在技术上,我们使用扩展的Efetov的超矩阵西格玛模型的混合NS系统。我们证明了超对称鞍点解与标准准经典Usadel解的等价性,并证明了超对称破缺的瞬子解在能量E < E_g处具有非零的DoS.
2001-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical Treatment and Odd-parity/Triplet Correspondence in Topological Superconductors
我们构造了一个准经典的结构框架,用于研究具有强自旋轨道耦合的拓扑超导体,如CuxBi 2Se 3.采用准经典处理的方法,从总准粒子波函数中分解慢变分量,将由8 × 8矩阵表示的紧束缚模型导出的有质量Dirac Bogoliubov-de Gennes(BdG)哈密顿量降为4 × 4。所得方程等价于单重态或三重态超导体的Andreev型方程,其中表观自旋-轨道耦合消失。利用这一形式,我们发现了拓扑超导体中奇宇称超导性转变为自旋三重态超导性的事实。%的自旋轨道耦合。此外,在准经典处理方面,我们表明拓扑超导体中的拓扑保护零能态与非常规超导体研究中建立的Andreev束缚态具有对应性。这清楚地表明,拓扑超导体中的低能非平凡超导性质可以通过对自旋三重态超导体的已建立的理论描述来分析。
2014-03-29 cond-mat.supr-con
Quasiclassical theory of superconducting spin-splitter effects and spin-filtering via altermagnets
本文提出交变磁体可实现超流诱导边缘磁化、库珀对自旋分裂与自旋过滤三种功能,并建立准经典理论描述这些现象,为超导-交变磁体混合器件中自旋信号的空间控制开辟新路径。
2024-06-18 cond-mat.supr-con
Analytical Formulation of the Local Density of States around a Vortex Core in Unconventional Superconductors
基于准经典超导理论,得到了具有各向异性对势和费米面的超导体在任意方向磁场作用下涡旋核周围的局域态密度(LDOS)公式.早期的d波超导体和NbSe $_2$的LDOS的结果自然地解释在我们的理论的几何;在数值计算中观察到的LDOS的高强度的区域原来的Andreev束缚态的轨迹的包络曲线。本文用准经典超导理论讨论了YNi $_2$ B $_2$ C的实验结果。
2006-10-05 cond-mat.supr-con
Quasiclassical boundary conditions for spin-orbit coupled interfaces with spin-charge conversion
超导的准经典理论提供了一种方法来研究由超导体与其他材料连接而成的混合结构中的涌现现象。该理论的一个关键组成部分是描述材料的格林函数必须满足的边界条件。最近,已经取得了进展,制定这样的边界条件与自旋轨道耦合的界面,后者在自旋电子学中的几个现象起着重要的作用。在这里,我们推导出一个边界条件的自旋-轨道耦合界面,其中包括梯度项,使自旋霍尔与超导体由于这样的接口的影响的描述。作为一个例子,我们表明,边界条件预测,超导体是耦合到正常的金属通过自旋轨道接口,可以在正常的金属诱导非局部磁化流过超导体。
2022-11-08 cond-mat.supr-con
Non-equilibrium quantum transport and analytical conductance formula in spin-textured diffusive superconducting heterostructures
我们研究了扩散异质结构中自旋、热和电荷的非平衡量子输运,包括超导体和自旋相关场的材料,如织构铁磁体和自旋轨道耦合材料。利用准经典超导理论,我们推导出一个适用于非线性区域的零温电荷电导的一般解析公式。分析结果与以前的数值计算在小,但有限的温度非常一致。我们预测在某些结的电导谱和局域态密度之间存在很强的偏差,这对于正确识别非常规超导性的光谱指纹是很重要的。
2017-07-07 cond-mat.supr-con
Spin Josephson diode effect induced by higher-harmonic spin Josephson currents in a diffusive Josephson junction
National Institute of Technology (KOSEN), Fukui College(福井国立技术大学短期大学部)
该研究在带有Rashba金属层的扩散型约瑟夫森结中,通过推导高次谐波自旋约瑟夫森电流的解析表达式,揭示了无需外部磁场即可产生自旋约瑟夫森二极管效应的机制。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiclassical description of transport through superconducting contacts
我们提出了一个理论研究的基础上,通过超导接触的边界条件,模仿准经典理论的超导界面的新配方的输运性质。这些边界条件是基于一个简单的哈密顿方面的接口的描述。我们展示了如何将这种哈密顿描述通过T矩阵方程纳入准经典理论,通过在开始时整合出不相关的能量尺度。由此产生的边界条件再现传统的准经典边界条件,或基于散射方法的边界条件所获得的结果。这种形式主义是非常适合于磁活性界面的分析,以及用于计算时间相关的属性,如电流-电压特性或作为任意传输和偏置电压的结中的电流波动。这种方法说明了约瑟夫森电流通过各种超导结,从传统的d波超导体的计算,并通过铁磁纳米粒子的超电流的分析。电流-电压特性和噪声的计算适用于两个d波超导体之间的接触的情况。特别是,我们讨论了使用散粒噪声的测量电荷转移在d波超导体中的多次Andreev反射。
2001-01-14 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic Josephson junction with precessing magnetization
用准经典超导理论计算了旋进磁化的扩散超导体/铁磁体/超导体结中的约瑟夫森电流。当结被相位偏置时,稳定电流(没有交流)尽管存在非平衡条件,但流体(流体)可以流过它。一个大的临界电流的预测,由于动态诱导的长程三重态邻近效应。这种效应可以在接近铁磁共振的传统混合器件中观察到。
2008-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Superconductivity near Spin Active Interfaces
本文发展了非平衡超导体的准经典理论的Riccati公式,研究磁界面附近自旋相关的散射。我们推导出的Riccati分布函数的边界条件,适用于广泛的非平衡输运性质的超导和磁性材料的混合系统的自旋活性界面。我们利用这些结果计算了正常金属-铁磁-超导体(NFS)和超导-铁磁-超导(SFS)点接触的自旋、电荷和热输运。
2004-04-05 cond-mat.supr-con
Diffusive superconductors beyond Usadel approximation: Electron-hole asymmetry and large photoelectric effect
我们扩展扩散超导体的准经典形式主义导出各向异性(梯度)的Usadel方程的修正。我们证明,在一些物理情况下,这种修正可能会发挥至关重要的作用,负责的影响,不能恢复内的标准Usadel近似。其中之一是超导体和超导-正常(SN)混合结构中的所谓光电效应。如果系统的超导部分被外部交流电磁场照射,电荷不平衡发展,并且在SN界面上感应出非零直流电压。当超导体中存在磁性杂质时,这种效应的幅度会变大,并且在现代实验中很容易检测到。
2015-06-07 cond-mat.supr-con
Inhomogeneity Effects in Topological Superconductors
我们建立了一个适用于Cu_xBi_2Se_3 [Y]的强自旋-轨道耦合超导体的准经典框架。Nagai,H. Nakamura和M. Machida:arXiv:1305.3025]。值得注意的一点是,在这个框架中,Bogoliubov-de Gennes哈密顿与建议奇宇称配对状态转向准经典的通常的自旋三重态库珀对。利用这个准经典理论,我们可以研究这种超导体中的非均匀性效应,如涡旋和表面现象,并揭示拓扑超导体的配对状态。本文将准经典框架应用于Bi_2Se_3中具有拓扑不变量的Dirac-cone能量色散的表面束缚态,研究了这些束缚态在超导序参量下的稳定性.在Cu掺杂的Bi $_{2}$ Se $_{3}$超导体中,奇宇称能隙函数不能在狄喇克锥色散带上打开。我们证明了在奇宇称拓扑超导体中,源于正常态拓扑不变量的无质量Dirac准粒子和Majorana准粒子共存于表面。在拓扑超导体中,利用我们的准经典框架可以很容易地研究非均匀性效应。
2013-10-18 cond-mat.supr-con
Spin-dependent boundary conditions for isotropic superconducting Green's functions
超导的准经典理论提供了对包括超导元素的扩散异质结构的最成功的描述,即各向同性格林函数的Usadel方程。由于准经典近似和各向同性近似在界面附近分解,Usadel方程必须补充各向同性格林函数(BCIGF)的边界条件,这在准经典描述中是不可导出的。很长一段时间,BCIGF只适用于自旋简并隧道接触,这严重限制了Usadel描述对包含铁磁元件的现代结构的适用性。在这篇文章中,我们关闭这个差距,并获得自旋相关的BCIGF接触包含超导和铁磁相关。这最终证明了几个简化版本的自旋相关的BCIGF,这已经在文献中使用到目前为止。在一般情况下,我们的BCIGF是有效的,只要准经典各向同性近似可以执行。然而,它们的使用需要的知识的接触,信息通常不适用于现实的接口的全散射矩阵。在弱极化隧道界面的情况下,BCIGF可以用几个参数来表示,即界面的隧道电导和五个解释界面散射振幅的自旋依赖性的类电导参数。在与铁磁绝缘体接触的情况下,对于更强的极化,也可以找到明确的BCIGF。在这篇文章中推导出的BCIGF是一般性的描述各种物理情况,并可以作为一个基础,模拟现实的纳米结构。
2011-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Distribution functions in non-equilibrium theory of superconductivity and Andreev spectroscopy in unconventional superconductors
我们提出了一个新的理论公式的非平衡超导现象,包括单重态和三重态配对。我们从准经典近似下的一般Keldysh-Nambu-Gor'kov格林函数出发,用2 × 2自旋矩阵相干函数和分布函数表示粒子型和空穴型激发。由此产生的分布函数的输运方程可以被解释为一个推广到超导状态的朗道输运方程的正常费米液体的传导电子。该方程非常适合于动力学现象的数值模拟。利用我们的公式,我们解决了准经典超导理论中的一个公开问题,即在表面和界面上导出扎伊采夫的非线性边界条件[A. V. Zaitsev,JETP 59,1015(1984)]的显式表示。这些边界条件包括非平衡现象和自旋单重态和三重态非常规配对。我们消除了虚假的解决方案,以及在原来的配方中存在的数值稳定性问题。最后,我们制定的Andreev散射问题在界面上的分布函数,并提出了一个理论分析的时间反演对称性破缺状态的研究,在非常规超导体通过Andreev光谱实验在N-S界面有限的传输。我们自洽地考虑了杂质散射。
1999-09-15 cond-mat.supr-con
Microscopic derivation of Ginzburg-Landau equations for coexistent states of superconductivity and magnetism
本文从具有在位排斥和最近邻吸引相互作用的推广哈伯德模型出发,在微观上导出了超导和磁性共存态的Ginzburg-Landau(GL)方程。在导出的GL自由能中,存在一个立方项,该立方项将超导序参量(SCOP)的自旋单重态和自旋三重态分量与磁化强度耦合。这一项引起自旋三重态SCOP附近的自旋单线态超导体和铁磁体之间的界面,与以前的理论研究的基础上Bogoliubov德Gennes方法和准经典格林函数理论一致。在单重态超导和反铁磁性共存的情况下,它导致π三重态SCOP的出现。
2013-03-06 cond-mat.supr-con
Nonlinear Resonance of Superconductor/Normal Metal Structures to Microwaves
本文研究了超导体/普通金属交叉结构中普通金属线在外加微波辐射下的微分电导$G=dj/dV$的变化。我们的理论处理是基于准经典格林函数技术的扩散限制。两个限制的情况下被认为是:第一,弱邻近效应和低微波频率的限制,第二,短尺寸(短正常线)和小的照射幅度的限制。
2010-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in superconductor/antiferromagnet hybrids: Neel triplets and impurity suppression of superconductivity
针对S/AF界面超导抑制机制的理论分歧,本文提出统一准经典邻近效应理论,将Neel三重态与杂质散射抑制两种图像纳入同一框架。
2023-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manifestation of the odd-frequency spin-triplet pairing state in diffusive ferromagnet / superconductor junctions
利用准经典格林函数方法,研究了奇频自旋三重态超导性对超导体上扩散铁磁体局域态密度的影响.考虑了超导体中符合泡利原理的各种可能的对称性:偶频自旋单重态偶宇称(ESE)态、偶频自旋三重态奇宇称(ETO)态、奇频自旋三重态偶宇称(OTE)态和奇频自旋单重态奇宇称(OSO)态。对于这些状态中的每一个,DF中的配对状态进行了研究。特别注意的是自旋单态s波和自旋三重态p波超导体的研究作为ESE和ETO超导体的例子。对于自旋单重态,随着交换场的增加,对振幅的OTE分量的大小增加。当OTE分量在低能量下占主导地位时,DF中的所得LDOS具有零能量峰值(ZEP)。另一方面,在DF /自旋三重态p波超导体结中,LDOS在没有交换场的情况下具有ZEP,其中仅存在OTE配对态。随着交换场的增加,DF中产生的对振幅的ESE分量增强。然后,所得到的LDOS具有ZEP分裂。我们证明了对振幅中占优势的OTE分量的出现是LDOS出现ZEP的物理原因。
2006-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect in superconductor-ferromagnet structures: From the ballistic to the diffusive limit
本文从理论上研究了超导体-铁磁体(S/F)结中超导体中的反邻近效应,即磁矩的感应。我们提出了一个微观的方法,它结合了一个模型的哈密顿量的元素,以及建立准经典理论。在它的帮助下,我们研究系统的任意程度的混乱,界面的透明度和厚度的层。在扩散极限,我们恢复了以前的工作结果:感应磁化$M$的方向是相反的F层。然而,我们表明,在弹道的情况下,$M$的符号可能是积极的或消极的,这取决于界面的质量和层的厚度。{We表明,不管它的符号,磁矩进入超导体的穿透长度是超导体相干长度的数量级,这表明该效应具有超导起源。
2005-07-14 cond-mat.supr-con
Theory of Josephson effect in unconventional superconducting junctions with diffusive barriers
本文利用准经典格林函数理论研究了具有扩散势垒的非常规超导体结中的约瑟夫森效应。通过计算电路输运理论中的矩阵电流,导出了适用于非常规超导体的结界面的广义边界条件。应用这些边界条件,我们计算了具有各种对对称性的结构中的约瑟夫森电流。作出了一些预测:(a)d波超导体/扩散正常金属/d波超导体(D/DN/D)结中的非单调温度依赖性,(b)$p $波超导体/扩散正常金属/ $p$ %波超导体(P/DN/P)结中的反常电流-相位关系,(c)D/DN/D和P/DN/P结中的二次谐波,(d)D/DF/D结中临界电流的双峰结构;(e)S/DF/P结中交换场对Josephson电流的增强。我们还研究了D/DF/D、P/DF/P和S/DF/P结中的约瑟夫森耦合特性。研究了超导电流和电流-相位关系中的二次谐波随扩散铁磁体长度变化的振荡行为。
2006-11-06 cond-mat.supr-con
Proximity effect with noncentrosymmetric superconductors
我们描述的超导邻近效应发生在一个非中心对称的超导体和扩散正常/铁磁金属之间的接触准经典理论的超导性。通过数值求解Usadel方程的边界条件有效的任意界面透明性,我们表明,在正常的一面的邻近修改的局域态密度的分析可以用来获得有关的信息的奇异超导性的非中心对称材料。我们指出了三重态配对的签名,三重态和单重态配对的共存,以及对势的特殊轨道对称性。利用三重态相关性的自旋极化对破缺效应的方向依赖性,我们展示了如何可以区分三重态和单重态间隙之间的顺序关系,并且在某些情况下可以估计特定的间隙比。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superheating fields of semi-infinite superconductors and layered superconductors in the diffusive limit: structural optimization based on the microscopic theory
本文利用BCS理论的准经典格林函数方法研究了半无限超导体和层状超导体在扩散极限下的过热场$H_{sh}$。自洽求解耦合麦克斯韦-Usadel方程组,得到磁场、屏蔽电流密度、穿透深度和对电位的空间分布。我们发现半无限超导体在扩散极限下的过热场由温度为$T \to 0$的$H_{sh} = 0.795 H_{c0}$给出。这里$H_{c0}$是零温度下的热力学临界场。此外,我们评估$H_{sh}$的层状超导体的扩散限制的层厚度($d$)的函数,并确定最佳的厚度,最大限度地提高$H_{sh}$的各种材料组合。定性解释的$H_{sh}(d)$伦敦近似的基础上进行了讨论。本工作的结果可用于改善粒子加速器用超导射频谐振腔的性能。
2020-06-22 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Interplay of ferroelectricity and interlayer superconductivity in van der Waals bilayers
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics(列夫·朗道理论物理研究所);Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)(莫斯科物理技术学院(国立研究大学));National University of Science and Technology “MISIS”(国立科技大学“MISIS”);Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院微观结构物理研究所)
研究范德瓦耳斯双层中铁电性和层间超导性的相互作用,发现自旋三态超导性受磁场影响显著,临界温度呈现非单调变化。
2025-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous Edge Accumulation of Spin Currents in Finite-Size Two-Dimensional Diffusive Spin-Orbit Coupled SFS Heterostructures
本文采用准经典方法研究了有限尺寸二维$s$ -波超导体/均匀铁磁体/s-波超导体(SFS)结中自旋和电荷流的内禀自旋轨道相互作用(ISOI).考虑到实验现实的参数,我们证明了自发破缺的时间反演对称性和缺乏反演对称性的组合可以导致自发积累的自旋电流在有限大小的二维磁性SF混合的边缘。由于自发的边缘自旋积累,F线的拐角处具有最大的自旋电流密度。我们进一步揭示,这种类型的边缘现象是强大的,独立的实际类型的ISO或交换场的方向。此外,我们研究了这些扩散自旋轨道耦合SFS结中的自旋电流-相位关系。我们的研究结果揭示了净自旋电流,而不是伴随着电荷超电流,自发积累在样品的边缘,通过调制超导相位差。最后,我们讨论了可能的实验实现来观察这些边缘现象。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of Josephson effect in chiral p-wave superconductor / diffusive normal metal / chiral p-wave superconductor junctions
利用准经典格林函数方法,在适当的边界条件下,研究了手征p波超导体/扩散正常金属(DN)/手征p波超导体(CP/DN/CP)结的约瑟夫森效应.超导序参量的px+ ipy波对称性被认为是在Sr_2RuO_4中的配对状态。结果表明,在DN中产生的库珀对具有奇频自旋三重态s波对称性,其中库珀对振幅是松原频率的奇函数。尽管库珀对具有特殊的对称性,但约瑟夫森电流的行为是相当传统的。我们发现电流相位关系几乎是正弦的,约瑟夫森电流正比于exp(-L/xi),其中xi是DN中库珀对的相干长度,L是DN的长度。计算了CP /扩散铁磁金属(DF)/ CP结之间的约瑟夫森电流。它示出了0-π过渡可以实现类似于传统的s波结的情况下,通过改变温度或结长L。这些结果对研究Sr_2RuO_4的超导态具有指导意义。
2006-11-13 cond-mat.supr-con
Tuning odd triplet superconductivity by spin pumping
研究了具有旋进磁化的扩散铁磁体/正常金属/超导体结中的邻近效应。我们发现,在正常金属中诱导的奇频配对被铁磁体的自旋泵浦所改变,因此可以通过改变进动频率来调谐。在对应于两倍的超导能隙的频率,奇频配对强烈增强。我们发现了一个交叉,从正常的金属,通过调整进动频率的奇频超导。这给出了一个清晰的签名的奇频超导可观察到的扫描隧道显微镜。根据正常金属中的配对对称性,我们发现正常金属和扫描隧道显微镜针尖之间的隧穿电导中存在从能隙到峰结构的交叉。
2009-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con