Magnetization Reversal by Tuning Rashba Spin-Orbit Interaction and Josephson Phase in a Ferromagnetic Josephson Junction
本文从理论上研究了s波超导体/正常金属/铁磁金属/s波超导体（S/N/F/S）约瑟夫森结中邻近效应引起的含有Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）的正常金属内部的磁化强度.通过求解考虑RSOI的线性化Usadel方程，我们发现通过调节RSOI可以使N中邻近效应引起的磁化方向反转，并且我们还发现通过改变超导相位差可以使N中的磁化方向反转，即，约瑟夫森相。从这些结果，它是预期的磁化强度的依赖关系的RSOI和约瑟夫森相位可以应用到超导自旋电子学。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional Spin Josephson Effect and Electrically Controlled Magnetization in Quantum Spin Hall Edges
本文研究了由二维时反不变拓扑绝缘体构成的隧道结耦合的两个铁磁体系统中的自旋约瑟夫森效应。在类比的约瑟夫森效应在超导体中的电荷的更常见的研究的情况下，我们调查的相位相干{ \it自旋}电流的性质导致的两个铁磁体的面内磁化角的错位。我们发现，拓扑绝缘势垒提供了令人兴奋的前景托管{ \it分数}自旋约瑟夫森效应介导的束缚态在铁磁体-拓扑绝缘体界面。我们提供了多种观点来理解这种效应的$4π$周期性。我们讨论了几个可测量的后果，如，产生的横向电压信号，允许纯电气测量，这种效果的逆，其中施加的电压引起的横向自旋电流，和分数AC自旋约瑟夫森效应。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall
FMR induced Josephson Current in a Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Junction
提出了超导体/铁磁体/超导体（SC/FM/SC）约瑟夫森结中自旋波诱导的相位动力学。利用两个s波超导体之间的规范不变相位差，将描述超导体相位差动力学的反向分流结（RSJ）模型推广到包含铁磁共振（FMR）激发自旋波的情形.在SC/FM/SC结中，通过将微波频率调谐到FMR来驱动FM中的磁化时，电流-电压特性显示出台阶结构。这一结果为利用约瑟夫森效应观察自旋波激发提供了一条新的途径。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous currents and half-integer Shapiro steps in Superconductor-Ferromagnet-Superconductor 0-pi Josephson junctions
本文研究了势垒厚度随空间变化的超导-铁磁-超导（Nb-Cu_（0.47）Ni_（0.53）-Nb）约瑟夫森结。临界电流与磁通量的衍射图案表明，临界电流密度沿着结的宽度改变符号，在0和π结区域之间产生界面，自发电流可以围绕该界面循环。在半整数约瑟夫森电压下观察到的夏皮罗阶跃可以通过自发循环电流对所施加的射频调制的锁相来解释。
2005-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin transfer torque and exchange coupling in Josephson junctions with ferromagnetic superconductor reservoirs
本文研究了扩散/弹道-三重态/单重态铁磁超导材料的约瑟夫森结的自旋转移矩和交换耦合，以及S $_{1}$ /F $_{1}$ /I $_1$ /N/I $_2$ /F $_2$（I为绝缘势垒）的扩散约瑟夫森结。利用Nazarov量子线路理论，发现对于扩散的FS $_1$ /N/FS $_2$结构，仅在垂直于F $_1$和F $_2$的交换场平面的方向上出现力矩，导致有利的交换耦合的反平行/平行或相反平行/反平行转变，这取决于所考虑的系统参数，包括隔离层厚度，超导相位差、铁磁体的长度和交换场。此外，过渡的宽度，相位差的间隔，其中可以发生层间长度诱导的反平行/平行的转变，进行了分析。例如，随着交换场或温度的增加，相位差的间隔变大。另一方面，研究了含三重态铁磁超导库的弹道约瑟夫森结，求解了16 $\times$ 16 Bogoliubov-de-Gennes方程。发现虽然FS的交换场位于z和y方向，但有趣的是STT存在于x，y和z的所有三个方向。这一令人兴奋的发现表明，关于最小交换耦合的有利平衡构型发生在不同于0或$π$的相对交换场方向上。据我们所知，这是第一次报告发生面内STT。此外，有趣的是，获得了具有两个振荡周期的面外STT的拍频行为的发生。
2019-07-13 cond-mat.mes-hall
Composite excitation of Josephson phase and spin waves in Josephson junctions with ferromagnetic insulator
从理论上研究了超导体/铁磁绝缘体/超导体（S/FI/S）结中约瑟夫森相位波和自旋波的耦合。结合Maxwell方程和Landau-Lifshitz-Gilbert方程计算了FI中结内的电磁场和与自旋波耦合的Josephson电流。在S/FI/S结中，发现电流-电压（I-V）特性曲线出现两个共振峰。共振峰处的电压是电磁场简正模的函数，这表明S/FI/S结中电磁场和自旋波的复合激发。我们还研究了另一种类型的结，在这种结中，绝缘体（I）位于S和FI之间的界面之一。在这样的S/I/FI/S结中，由于约瑟夫森相位耦合到I层中的EM场，所以在I-V曲线中出现三个谐振峰。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions by spin injection
我们发现，注入非平衡自旋到超导导线强烈增强了静态约瑟夫森电流通过超导铁磁超导结。由此产生的长程超电流通过铁磁体由三重态库珀对携带，这些库珀对是通过自旋注入和交换相互作用的组合效应在s波超导体中形成的。我们量化的交换相互作用的朗道费米液体因子。远程约瑟夫森电流的大小和方向可以通过改变注入极化相对于铁磁体磁化强度的角度来操纵。
2012-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Zero-Field Fiske Resonance Coupled with Spin-waves in Ferromagnetic Josephson Junctions
直流偏置下约瑟夫森结中的交流约瑟夫森电流密度受到外部磁场的空间调制，并在结内感应出电磁场。电流-电压（$I$ - $V$）曲线由于EM场和空间调制的AC约瑟夫森电流密度之间的谐振而呈现峰值。这被称为{ \it Fiske共振}。这种空间调制的约瑟夫森电流密度也可以由非均匀绝缘势垒引起，并且在没有外部磁场的情况下出现Fiske共振。这就是所谓的零场费斯克共振（ZFFR）。本文从理论上研究了具有非均匀铁磁绝缘势垒的超导体/铁磁绝缘体/超导体结（铁磁约瑟夫森结）中的自旋波与零场反馈耦合。在没有外加磁场的情况下，可以诱导出与自旋波耦合的共振模。我们发现$I$ - $V$曲线显示出与结中自旋波和电磁场的复合激发有关的共振峰。谐振处的电压作为EM场的简正模的函数而获得。与自旋波耦合的ZFFR被发现作为偏置电压的函数的直流约瑟夫森电流密度的峰值结构。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin current driven by superconducting phase difference in a Josephson junction with double layer ferromagnets
本文从理论上研究了由s波超导体和两层铁磁体组成的约瑟夫森结中通过铁磁体（F）的自旋电流。利用准经典理论，我们证明了在无电压降的情况下，长程自旋电流可以由超导相位差驱动。这种自旋电流的来源是由于F中的邻近效应引起的等自旋电子形成的自旋三重态库珀对（STC）。我们发现，由STC进行的自旋电流表现出在F中的长程传播，即使约瑟夫森电荷电流几乎为零。我们还表明，这种自旋电流持续超过一个显着更长的距离比普通的自旋极化传导电子在F。因此，我们的研究结果表明，基于多层铁磁体的约瑟夫森结在自旋电子学应用中具有很大的潜力。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of odd-frequency correlations in the Josephson current of superconductor/ferromagnet hybrid junctions
将双层铁磁体与单重态偶频超导体接触，可以实现有效的三重态奇频超导体。在这项工作中，我们研究了具有不同对称性的超导体之间的约瑟夫森效应（例如，奇频率与偶频率）。特别地，我们研究了通过弱单重态偶频超导体的两个三重态奇频超导导线之间的超电流流动。我们表明，下面的超导转变的弱超导体的临界电流的特殊的温度依赖性是奇/奇频率和奇/偶频率约瑟夫森耦合之间的竞争的签名。
2015-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics and Majorana fermions in ferromagnetic Josephson junctions along the quantum spin Hall edge
我们研究了量子自旋霍尔绝缘体边缘铁磁序和超导序之间的相互作用。利用互补的解析和自洽的数值方法，我们研究了铁磁约瑟夫森结，并展示了磁性和超导U（1）相之间的直接耦合是如何引起几个不寻常的现象的，这些现象将本系统与它的非拓扑等价系统区分开来。特别是，我们演示了如何异常的电流相位关系触发超导感应磁化动力学，也研究了出现在结中的马约拉纳费米子的空间定位。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scattering by magnetic and spin-orbit impurities and the Josephson current in superconductor-ferromagnet-superconductor junctions
本文分析了任意杂质浓度下两个超导体（S）和一个铁磁层（F）组成的结中的约瑟夫森电流。除了非磁性杂质，我们还考虑磁性杂质和自旋轨道散射。在弱邻近效应的限制下，我们求解了线性化的Eilenberger方程，并导出了适用于宽参数范围的约瑟夫森临界电流的解析表达式。这个表达式使我们不仅能够获得已知的结果，在肮脏和清洁的限制，但也在中间区域的杂质浓度，这可能是非常重要的比较与实验数据。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet contribution to the Josephson current in the nonequilibrium superconductor/ferromagnet/superconductor junction
在铁磁层间电子态的非平衡自旋相关占据区域，对长s波超导体/弱铁磁体/s波超导体弱连接中的Josephson电流进行了理论研究.在所考虑的非平衡条件下，载流态密度的单重态部分携带的标准超电流没有被修改，而通过载流态密度的三重态部分流动的额外的超电流出现。取决于电压，控制夹层中自旋相关非平衡的特定形式，该附加电流可以增强或减小单重态分量的通常电流，并且还在0-和$π$ -状态之间切换结。
2009-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal noise effects on the magnetization switching of a ferromagnetic anomalous Josephson junction
讨论了热噪声对具有自旋轨道耦合和面外磁化的横向铁磁约瑟夫森结磁响应的影响。铁磁层中的磁矩的方向可以通过使用受控电流脉冲来反转。这种现象是由于耦合流动的充电电流和铁磁体的磁化的磁电效应。我们研究了磁化反转效应与铁磁体的内禀参数，如吉尔伯特阻尼和自旋轨道耦合强度的关系。我们估计的磁化反转时间，并找到快速开关的参数的最佳值。以提高工作温度为目的，我们研究了热涨落对平均稳态磁化强度的影响，并找到了使系统对噪声更具鲁棒性的条件。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybridization of Spin and Plasma Waves in Josephson Tunnel Junctions Containing a Ferromagnetic Layer
本文研究了具有薄铁磁层的隧道约瑟夫森结[超导体-绝缘体-铁磁体-超导体（SIFS）结]的动力学。在导出的超导相位和磁矩方程的基础上，我们分析了系统中的集体激发，发现了一种新的类等离子体波和自旋波的混合模式。后者在表征系统的广泛参数范围内耦合在一起。利用描述集体模的解，我们证明了除了Fiske台阶外，由于铁磁层中磁矩M的振荡，I-V特性曲线上还出现了新的峰。因此，通过测量SIFS结的I-V曲线，可以提取关于铁磁体F中自旋激发谱的信息。
2009-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long range Josephson coupling through ferromagnetic graphene
研究了石墨烯基弹道超导-铁磁-超导（SFS）结中的约瑟夫森效应。我们发现了F石墨烯的振荡约瑟夫森耦合$I_c R_N$，其振幅对于半金属石墨烯是非零的，对于高于费米能$E_{F}$的交换场$h$是增加的，并且在强交换场$h\gg E_{F}$处仅显示出缓慢的阻尼。我们解释这种长程约瑟夫森耦合的结果交换介导的Andreev-Klein过程在FS接口，提高诱导的反平行自旋超导相关的F石墨烯增加$h$以上$E_{F}$。我们进一步证明了在$T$和$h$的平面中存在0和$π$耦合之间的规则温度诱导的转变，其中相边界在$h$的两个制度下和$E_{F}$以上具有不同的形状。
2008-06-23 cond-mat.mes-hall 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
Subgap modes in two-dimensional magnetic Josephson junctions
我们考虑二维超导体/铁磁体/超导体结，并研究沿结界面的亚能隙模式。亚能隙模表现出类似于Yu-Shiba-Rusinov态的特征，这些特征起源于磁结中超导性和铁磁性之间的相互作用。的subgap模式的色散关系示出了定性不同的配置文件取决于铁磁体的传输状态（金属，半金属，或绝缘）。随着铁磁体中的自旋分裂增加，子带隙模式在穿过结的约瑟夫森电流中引起$0$ - $π$跃迁，其中约瑟夫森电流密度强烈地取决于沿着结界面的动量（即，入射电流的方向）。对于干净的超导体-铁磁体界面（即，超导体和铁磁体之间的强耦合），亚能隙模式发展出平坦的准粒子带，其允许沿着非均匀磁性结设计亚能隙模式的波函数。
2022-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin superfluid Josephson oscillator
约瑟夫森效应的磁模拟可以用来开发一类新的纳米自旋振荡器，我们称之为自旋超流约瑟夫森振荡器。提出并分析了一种由两个交换耦合的易平面金属铁磁体组成的器件。自旋化学电势差驱动每个铁磁体的面内磁化的$2π$旋进。的$2 π$旋进角给出的巨磁阻的最大值，从而在大的输出功率相比，传统的自旋霍尔振荡器。施加的交流电流导致具有Shapiro样台阶的时间平均磁阻。自旋Shapiro步骤所表现出的多态锁模行为可以在神经形态计算中应用。自旋超流约瑟夫森结的电学测量作为一种实验表征方法，可以提供自旋超流的额外特征。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall
Coupled Superconducting Phase and Ferromagnetic Order Parameter Dynamics
通过磁序参量和单重态约瑟夫森超电流之间的直接耦合，我们检测自旋波共振，和它们的色散，在铁磁约瑟夫森结中，通常的绝缘或金属势垒被替换为弱铁磁体。耦合出现在约瑟夫森效应的夫琅和费干涉描述中，因为磁性层充当时间相关的相位板。频率为ws的自旋波共振意味着耗散，当hbar ws = 2 eV时，该耗散反映为约瑟夫森结的电流-电压曲线中的凹陷。因此，我们只对10^7个镍原子进行了共振实验。
2009-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Controllable generation of a spin-triplet supercurrent in a Josephson spin-valve
从理论上预言，在非共线磁化的多层铁磁结构中，可以感应出超导序参量的非常规奇频自旋三重态分量。在这项工作中，我们实验研究纳米尺度的设备，其中铁磁自旋阀嵌入到约瑟夫森结。我们展示了两种方法，在原位分析这样的约瑟夫森自旋阀：通过磁阻测量和通过原位磁强计的基础上，在结中的磁通量子化。我们观察到，通过该设备的超导依赖于两个铁磁层的磁化的相对取向，并在自旋阀的非共线状态下增强。这为铁磁体中自旋三重态超导分量的可控产生提供了直接的证明。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Area-dependence of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
2010年，几个实验小组获得了强铁磁材料约瑟夫森结中自旋三重态超电流的有力证据。我们自己的最佳结果是从大面积结中获得的，该结包含一个厚的中心Co/Ru/Co“合成反铁磁体”和两个由Ni或PdNi合金制成的薄外层。因为我们的样品中的铁磁层是多畴的，所以人们会期望结内的局部电流-相位关系的符号作为横向位置的函数随机变化。在这里，我们报告测量的临界电流在几个样品的面积依赖性，在那里我们找到了一些证据，这些随机符号的变化。然而，当样品被磁化时，临界电流变得与面积明显成正比，这表明电流-相位关系在整个结面积上具有相同的符号。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long range statistical fluctuations of the crossed Josephson current
我们研究了在两个超导体之间具有隧道界面的双铁磁桥几何结构中的交叉约瑟夫森效应。由于Andreev反射空穴不遵循与入射电子相同的杂质序列，所以交叉约瑟夫森电流平均为零.我们证明了：i）交叉约瑟夫森电流分布的均方根与结面积的平方根成正比;以及ii）由波动介导的相干耦合是"长范围“的，因为它在铁磁体相位相干长度$l_ϕ$上衰减，大于交换长度。如果铁磁体的长度小于$l_ϕ$且大于交换长度$ξ_h$，我们预测了由于涨落引起的交叉约瑟夫森电流。
2005-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of the dominant spin-triplet supercurrent in Josephson spin valves with strong Ni ferromagnets
实验研究了含强Ni铁磁体的纳米级约瑟夫森结和约瑟夫森自旋阀。我们观察到，与结相反，具有相同几何形状的自旋阀表现出异常的Ic（H）图案，两个峰被一个凹陷分开。我们开发了几种原位表征纳米器件中微磁态的技术，包括磁阻、绝对约瑟夫森磁通测量和一阶反转曲线分析。它们揭示了超导电流的下降与自旋阀的反平行态以及与两个非共线磁态的峰的明显相关性，从而为自旋三重态超导的产生提供了证据。定量分析表明，Ni基自旋阀中的三重态电流比传统的单重态电流大三倍。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Josephson current in a superconductor-ferromagnet junction with two non-collinear magnetic domains
研究了具有非共线磁化的铁磁畴的超导-铁磁-超导（SFS）结中的约瑟夫森效应。作为我们研究的一个模型，我们考虑了一个扩散结与两个铁磁畴沿结。超导体被假定为接近临界温度$T_c$，和线性Usadel方程预测一个正弦电流相位关系。我们发现解析临界电流作为一个功能的域长度和它们的磁化方向之间的角度。作为这些参数的函数，结可以经历0和$π$相之间的转变。我们发现，域的存在下减少的范围内观察到的$π$相的结的长度。对于具有相同长度的两个畴的结，一旦取向差角超过$π/2$，$π$相就完全消失。我们进一步评论可能的影响，我们的实验观察到的0-$π$过渡SFS结的结果。
2007-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin flip scattering engendered quantum spin torque in a Josephson junction
我们研究了两个铁磁体和一个夹在两个超导体之间的自旋翻转器组成的约瑟夫森结。在这种铁磁约瑟夫森结中，平衡自旋力矩仅在铁磁体未对准时存在。这是解释通过“传统”的自旋转移力矩，这是由于其起源的两个铁磁体的未对准的机制。然而，令人惊讶的是，当铁磁体的磁矩平行或反平行排列时，由于自旋翻转散射的量子机制，存在有限的平衡自旋力矩。我们探讨了这种独特的自旋翻转散射诱导的平衡量子自旋矩的性质，特别是它通过交换耦合和超导体之间的相位差的可调谐性。
2019-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electrical control of magnetization in S/F/S junctions on a 3D topological insulator
具有铁磁夹层和自旋轨道耦合的约瑟夫森结中约瑟夫森能量对磁化方向的强烈依赖性为通过约瑟夫森电流或约瑟夫森相位控制磁化提供了一种途径。本文研究了三维拓扑绝缘体表面的超导体/铁磁体/超导体（S/F/S）约瑟夫森结的磁化控制问题。由于这些狄拉克准粒子的自旋-动量锁定，实现了约瑟夫森电流-相位关系对磁化方向的强烈依赖。它表明，这可能会导致分裂的铁磁体的易轴在电压驱动制度。我们表明，这种分裂可以导致非常规的四重简并铁磁态的稳定。
2019-08-09 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
Spin supercurrent in Josephson contacts with noncollinear ferromagnets
本文从理论上研究了两个s波超导体通过非共线铁磁畴扩散接触连接时的约瑟夫森耦合。首先，我们考虑一个接触与两个域的磁化矢量取向错误的角度$θ$。利用量子线路理论，我们发现除了电荷超电流，自旋超电流，这是偶数在$ϕ$和奇数在$θ$，与自旋极化垂直的磁化矢量之间流动的域。此外，在结的界面处的非对称绝缘势垒，该系统可能会经历反铁磁-铁磁相变为$ϕ=π$。其次，我们讨论了具有多畴壁的扩展磁织构中的自旋超电流。我们发现了位置相关的自旋超流。自旋超电流的大小强烈地依赖于超导体之间的相位差和畴壁的数量。我们的研究结果表明，耦合超导相的磁化动力学的可能性。
2011-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum dynamics of tunneling between ferromagnets
通过推导结的有效作用量，研究了两铁磁金属间的类约瑟夫森自旋电流。得到了具有完全O（3）对称性的直流自旋约瑟夫森电流。通过类比超导结，我们证明了一个与时间无关的均匀磁场可以作为交流自旋约瑟夫森效应的源。也就是说，自旋电流变成时间的周期函数，其周期与外部磁场的大小的倒数成比例。
2003-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current in a superconductor -- ferromagnet -- superconductor junction with in-plane ferromagnetic domains
本文研究了具有面内铁磁畴的扩散超导-铁磁-超导（SFS）结。在超导转变温度附近，我们用线性化的Usadel方程描述了结中的邻近效应。我们发现，这种结的性质取决于相对于磁相干长度的磁畴的大小。在大畴的情况下，结表现出向$π$状态的转变，类似于单畴SFS结。在小畴的情况下，磁化强度有效地平均，并且结总是处于零状态，类似于超导体-正常金属-超导体（SNS）结。在这两种情况下，畴壁的影响可以近似地描述为有效的自旋翻转散射。我们还研究了结中局部电流密度的不均匀分布。在0- $π$转变附近，临界电流的方向在畴壁附近和畴中间可能相反。
2007-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Area-dependence of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
含有多层铁磁层的约瑟夫森结在一定条件下可以携带自旋三重态超电流。包含多个域的大面积结预计在整个结表面具有0或π耦合的随机分布，而磁化样品应该在任何地方都具有独特的π耦合。我们已经测量了在这种结的临界电流的面积依赖性，并确认在磁化结的临界电流的比例与面积线性。对于生长态（多域）样品，结果是混合的。在厚Nb基底上生长的样品表现出临界电流，其随面积呈次线性比例，而在更平滑Nb/Al多层基底上生长的样品表现出临界电流，其随面积呈线性比例。后者的结果是一致的理论图片由于Zyuzin和Spivak预测，生长的样品应该有全球的π/2耦合。
2012-04-28 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
Devil's Staircases in SFS Josephson Junctions
研究了在圆极化磁场作用下超导体/铁磁体/超导体约瑟夫森结中超导电流与磁化强度的耦合效应。数值计算表明，在磁化强度和平均临界电流密度的频率依赖性的铁磁共振的表现。IV-特征显示形成魔鬼阶梯的次谐波步骤，遵循连续分数算法。发现的步骤的起源是有关的磁化动力学的效果上的相位差的约瑟夫森结。我们的系统的动力学描述的广义RCSJ模型耦合到Landau-Lifshitz-Gilbert方程。在本文的补充部分中，我们从理论上证明了超导体/铁磁体/超导体约瑟夫森结的IV特性中出现的分数阶。
2018-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimization of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
在过去的一年里，几个研究小组已经观察到在含有铁磁（F）材料的约瑟夫森结中存在长程自旋三重态超电流的证据。在我们的工作中，自旋三重态对的相关性是由中心的Co/Ru/Co“合成反铁磁体”（SAF）和两个外部薄F层之间的非共线磁化产生的。在这里，我们目前的数据表明，自旋三重态超电流增强到20倍后，我们的样品受到一个大的面内磁化场。如果Co/Ru/Co SAF经历“自旋翻转”转变，由此两个Co层的磁化方向最终垂直于两个薄F层的磁化方向，则可以解释该令人惊讶的结果。自旋翻转转变的直接实验证据来自于扫描电子显微镜的极化分析和自旋极化中子反射计。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-driven source of highly spin-polarized ac current on the basis of superconductor/weak ferromagnet/superconductor voltage-biased Josephson junction
我们从理论上探讨了一个机会，实现高自旋极化交流电流源的基础上超导体/弱铁磁体/超导体（SFS）的电压偏置结的制度的基本邻近效应和计算电流流过探针电极隧道耦合到铁磁层间区域。结果表明，虽然直流电流分量的极化一般是小的情况下，弱交换场的铁磁体，有一个交流分量的电流系统。这种交流电流是高度自旋极化的，完全源于层间的非平衡邻近效应。电流的频率由施加到SFS结的电压控制。我们讨论了一种可能性，以获得一个源的相干交流电流与一定的相移之间的隧道耦合两个探针电极在不同位置的夹层区域。
2008-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
dc Josephson Effect in Altermagnets
本文研究交替磁体中的直流约瑟夫森效应，发现无净磁化时仍产生0-π振荡，其衰减和周期依赖晶格取向，可作为区分交替磁性的特征并调节超电流。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of the spin-dependent quasiparticle distribution on the Josephson current through a ferromagnetic weak link
在准粒子分布随自旋变化的条件下，从理论上研究了含铁磁元素的弱连接中的约瑟夫森电流。结果表明，超导引线与中间层铁磁元素之间的邻近效应引起的三重态超导关联与自旋相关的准粒子分布之间的相互作用，导致了对约瑟夫森电流的额外贡献。在实验中，这种附加贡献$j_t$可以从全约瑟夫森电流中提取。额外的超导电流$j_t$的特点，这是主要的物理兴趣是：（i）我们提出的实验装置，其中的三重态超导关联的短程（SRTC）和长程（LRTC）的组件，可以分别测量的贡献。它可以在S/N/F/N/S结的基础上实现，其中中间层由两个正常的金属区和夹在它们之间的螺旋铁磁层组成。对于隧道结的情况下，在这样的系统中的$j_t$的测量可以提供关于描述SRTC和LRTC的能量分辨的异常格林函数分量的直接信息。(ii)在某些情况下，交换场抑制的超电流不仅可以恢复，而且还可以通过自旋相关的准粒子分布的存在，相对于具有相同界面电阻的非磁性结的值增强。这种效应在具有磁性S/N界面的S/N/S结中得到了证实。此外，还发现，在所考虑的条件下，约瑟夫森电流对温度的依赖性可以是不平凡的：在第一个电流上升时，温度升高，只有在这之后才开始下降。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theoretical study of magnetism induced by proximity effect in a ferromagnetic Josephson junction with a normal metal
从理论上研究了铁磁约瑟夫森结的邻近效应在正常金属中引起的磁性，这种结是由两个$s$波超导体通过铁磁金属/正常金属/铁磁金属结（${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结）分隔而成的.我们通过求解Eilenberger方程计算了$N$的磁化强度。我们证明了当${N}$中的自旋三重态偶频奇宇称Cooper对和自旋单重态奇宇称Cooper对的反常格林函数的乘积具有有限值时，磁化在${N}$中产生。感应磁化强度$M(d,θ)$可以分解为两部分，$M(d,θ)=M^{\rm I}(d)+M^{\rm II}(d,θ)$，其中$d$是$N$的厚度，$θ$是两个${S}$之间的超导相位差。因此，$M(d,θ)$的$θ$依赖性允许我们通过改变$θ$来控制磁化的幅度。$M(d,θ)$随$θ$的变化确实是由邻近效应引起的磁化的良好证据，因为某些磁化测量方法拾取了${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结中的总磁化。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exceptional Points in a Parallel Double-Quantum-Dot Josephson Junction Coupled to a Ferromagnetic Reservoir
Shanghai Jiaotong University（上海交通大学）
研究与铁磁库耦合的平行双量子点约瑟夫森结中的例外点，通过积分引线获非厄米描述，发现自旋相关耗散等产生并可调控EPs，多体宇称分析建立联系，计算的约瑟夫森电流验证相关特性，确立自旋选择性耗散和干涉磁通为控制参数。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of spin-triplet superconductivity in Co-based Josephson Junctions
我们在含有Co（一种强铁磁材料）的约瑟夫森结中，测量了在Co和两个超导Nb电极之间插入PdNi或CuNi弱铁磁合金薄层时的长程超电流。在这样的结的临界电流几乎不衰减的Co厚度在12-28 nm的范围内，而它衰减非常陡峭的类似的结没有合金层。长程超电流是可控的合金层的厚度，达到最大的厚度为几纳米。这些实验观察提供了强有力的证据，诱导自旋三重态对的相关性，这已被预测发生在超导/铁磁混合系统中存在的某些类型的磁不均匀性。
2009-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exchange induced ordinary reflection in a single-channel superconductor-ferromagnet-superconductor junction
本文重新讨论了任意大自旋极化下洁净超导-铁磁-超导结中的定态约瑟夫森效应。超电流的准经典计算假设Andreev反射对所有通道都是完全的。然而，De Jong和Beenakker已经表明，由于铁磁体中的交换相互作用，在干净的FS界面处的Andreev反射是不完整的。考虑到这种不完全Andreev反射，我们研究了弹道单沟道SFS结中的准粒子谱、约瑟夫森电流和$0-π$跃迁。我们发现能隙在相位相关谱中是开放的。虽然当交换能增加时，光谱被强烈地修改，但是约瑟夫森电流和$0-π$跃迁仅受不完全Andreev反射的微弱影响，除了当交换能接近费米能时。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall 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
Chiral Magnetic Josephson junction: a base for low-noise superconducting qubits?
具有非中心对称晶格的超导材料缺乏空间反转对称性，已知表现出各种有趣的宇称破缺现象，包括反常约瑟夫森效应。在这里，我们考虑一个约瑟夫森结由两个非中心对称的超导体（NCS）连接的单轴铁磁体，并证明它表现出直接模拟的手征磁效应中观察到的狄拉克和外尔半金属。我们建议使用这种“手征磁约瑟夫森结“（CMJ结）作为量子比特的一个元素，其哈密顿量可由铁磁体的磁化强度调节。CMJ结允许避免在电感分流的量子位中使用偏移磁通量，从而实现更简单且更鲁棒的架构。当单轴铁磁体的易磁化轴穿过结时，所得到的”手性磁性量子比特”被保护免受磁化波动引起的噪声的影响。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-ph
Perturbative Analysis of the Field-Free Josephson Diode Effect in a Multilayered Josephson Junction
该研究采用准经典格林函数与微扰方法，揭示铁磁层和Rashba自旋轨道耦合可在无外磁场下诱发由自旋三重态承载的约瑟夫森二极管效应，并指出可通过正常金属厚度与耦合强度调控其效率。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Controlled Coexistence of 0 and π States in SFSFS Josephson Junctions
利用Keldysh-Usadel方法，理论研究了扩散区磁性$SFSFS$和$SFSFFS$ Josephson纳米结的$π$跃迁轮廓和电流-相位关系.通过允许铁磁层的磁化采取任意取向，可以经由铁磁层之一中的磁化旋转来控制流过铁磁区域的电荷超电流的强度和方向。根据结的参数，我们发现相反的电流在铁磁层，揭示了显着这样的配置具有良好的控制$0$ -和$π$ -状态同时，创建一个三端$0$ - $π$自旋开关。我们证明了自旋控制的$0$ - $π$分布可以追溯到由铁磁层产生的邻近诱导的奇频超导关联。它也表明，自旋开关效应可以更明显的$SFSFFS$结构。电流-相位关系揭示了中间$S$电极的重要作用，其中自旋控制的超电流关键取决于其厚度和与外部$S$端子的相位差。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
