Experimental evidence for topological phases in the magnetoconductance of 2DEG-based hybrid junctions
虽然到目前为止，认为面外磁场的应用对于人工设计的混合超导-半导体结中的马约拉纳相的形成是有害的，但是最近的几项理论研究已经发现它在建立这样的拓扑相1-5中确实有用。基于二维电子气（2DEG）的混合结在完全面外磁场下的磁导中，出现了量子化平台的Majorana相.在2DEG中的大的横向Rashba自旋轨道相互作用，以及强的磁轨道效应，产生拓扑相变到非平凡相托管Majorana模式。这种马约拉纳模式形成在具有混合超导体-半导体完整性的2DEG基导线的端部。在这里，我们报告的实验观察约瑟夫森结，基于In0.75Ga0.25As 2DEG，通过扫描面外磁场小到0 < B（mT）< 100和探测的电导突出的特征量化的磁导平台。我们的方法对（i）创建和检测的拓扑相位在小的平面外磁场，和（ii）集成的阵列的拓扑约瑟夫森结在一个单一的芯片铺平了道路，可扩展的量子集成电路的发展，其潜在的应用容错量子处理和计算。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Co-existence of classical snake states and Aharanov-Bohm oscillations along graphene p-n junctions
Snake态和Aharonov-Bohm干涉是可以在石墨烯pn结中观察到的磁导振荡的示例。尽管已经在包括不同几何形状的悬浮和封装器械中报告了它们，但直接比较仍然具有挑战性，因为它们是在单独的测量中观察到的。由于这些效应的实验特征相似，很难进行一致的分配，这给我们留下了一个不完整的画面。在这里，我们提出的测量pn结在封装石墨烯揭示几套磁导振荡允许他们的直接比较。我们分析了它们的载流子密度，磁场，温度和偏置的依赖关系，以便将它们分配给蛇状态或Aharonov-Bohm振荡。此外，我们能够始终如一地分配各种Aharonov-Bohm干扰的边缘状态包围的相应区域。令人惊讶的是，我们发现蛇态和Aharonov-Bohm干涉可以共存于一个有限的参数范围内。
2018-04-07 cond-mat.mes-hall
Phase-locked magnetoconductance oscillations as a probe of Majorana edge states
本文计算了磁通偏置约瑟夫森结中断的超导环的Andreev电导，寻找循环边缘态的电学特征。二维对势的自旋单线态d波和自旋三线态p波对称支持，分别，（手征）狄拉克模式和（手征或螺旋）马约拉纳模式。这些产生振幅为\simeq（e^{2}/h）N^{-1/2}的h/e周期性磁导振荡，通过接地环的内周边或外周边处的N模式点接触测量。对于狄拉克模式的振荡在两个接触是独立的，而对于一个不成对的马约拉纳模式，他们被锁定在约瑟夫森结的拓扑相变。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct evidence of Klein-antiKlein tunneling of graphitic electrons in a Corbino geometry
单层石墨烯p-n结器件中电子光学输运测量的传统方法是在Hallbar磁聚焦装置中进行负折射和手征透射实验。我们展示了克莱因（单层）和反克莱因（双层）隧穿的直接签名与圆形的"无边"科尔比诺几何形状的门控石墨烯pn结。特别值得注意的是在双层石墨烯的磁导数据中出现角最佳点（布鲁斯特角），这使迎面传输最小化，与传统的菲涅耳光学器件或单层石墨烯相反，其显示传输路径的尖锐准直。双层磁导图上的局部最大值随着掺杂密度的增加而迁移到更高的场。这些实验结果与详细的数值模拟和分析预测吻合得很好。
2022-10-19 cond-mat.mes-hall
$π-$shifted magnetoconductance oscillations in mesoscopic superconducting-normal-heterostructures
介观金属环中邻近感生超导关联的干涉对环内的磁通量$Φ$很敏感。这就是在这样的系统中的磁导振荡的原因。我们从实验上检测到并从理论上解释了一种新的效应：这些振荡的相位可以在0和$π$之间切换，这取决于金属间界面的电阻和温度。这种效应是由于邻近诱导的局部电导率增强和邻近诱导的低能量态密度抑制之间的非平凡相互作用。
1998-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoconductance, Quantum Hall Effect, and Coulomb Blockade in Topological Insulator Nanocones
通过圆柱形拓扑绝缘体（TI）纳米线的磁输运是由量子限制和几何（Aharonov-Bohm和Berry）相之间的相互作用。在这里，我们认为，更广泛的类TI纳米线具有不同的半径-其中一个均匀的同轴磁场诱导一个不同的Aharonov-Bohm通量，产生一个非平凡的质量一样的潜力沿线-是通过研究其最简单的成员，一个TI nanocone。这种纳米锥允许观察有趣的介观传输现象：虽然在垂直磁场的电导是量子化的，由于高阶拓扑铰链状态，它显示了共振传输通过狄拉克朗道能级在同轴磁场。此外，它可以作为一个量子磁瓶，限制表面狄拉克电子，并导致一个主要的相互作用为主的库仑阻塞型制度。我们数值计算表明，上述效果发生的实验可访问的系统大小和磁场的值，这表明TI nanocone结可以作为狄拉克电子光学设置的积木。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall
Generic suppression of conductance quantization of interacting electrons in graphene nanoribbons in a perpendicular magnetic field
在Hartree近似下研究了电子相互作用对石墨烯纳米带（GNRs）磁导的影响。我们发现，一个垂直的磁场导致的抑制，而不是预期的改善的量化。这种抑制可以追溯到相互作用引起的能带结构的修改，导致在GNRs中间形成可压缩的条带。它还表明，硬壁限制与电子相互作用相结合，产生前向和后向传播状态之间的重叠，这可能会显着增强现实GNRs的背散射。与现有的实验进行了讨论。
2010-07-23 cond-mat.mes-hall
Suppression of Conductance in a Topological Insulator Nanostep Junction
我们研究了三维拓扑绝缘体表面纳米台阶结中的量子输运。我们计算的散射矩阵形式主义内的整个结的电导，并发现，作为偏置电压的增加，纳米台阶结的电导被抑制了1/3的通用因子相比，一个类似的平面结的电导基于一个单一的表面的拓扑绝缘体。我们还计算和分析了纳米台阶结的Fano因子，并预测Fano因子在1/5处饱和，比泊松过程小五倍。
2012-04-16 cond-mat.mes-hall
Shot noise suppression at room temperature in atomic-scale Au junctions
散粒噪声编码不能从简单的电子输运测量直接推断的附加信息。先前在低温下的原子尺度金属结中的测量已经显示出在特定电导值下的散粒噪声的抑制。这种抑制表明，这些结构中的传输通过离散的量子信道进行。使用高频技术，我们同时获得噪声数据和电导直方图在金结在室温和环境条件下。我们观察到噪声抑制在高达三个电导量子，与可能的迹象，电流引起的局部加热和$1/f$噪声在接触区在高偏压。这些测量结果表明，在室温下在原子尺度上的传输的量子特性。这项技术提供了一个额外的工具，研究耗散和相关性的纳米器件。
2010-03-07 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic field induced suppression of transport through $n$-$p$ junctions in graphene
研究了电磁场辐照下石墨烯中$n $ - $p$结的准粒子传输。在没有EF的情况下，未掺杂的石墨烯的电子光谱是无间隙的，并且可以预期垂直于结流动的准粒子的完美透射。我们证明了传播准粒子与平行于结的EF分量的共振相互作用在石墨烯的准粒子谱中的电子和空穴带之间诱导了\textit{non-equilibrium dynamic gap} $(2Δ_R)$。在这种情况下，强烈抑制准粒子传输是唯一可能的，由于带间隧道效应。该效应可以用于控制石墨烯中不同结构的传输性质，例如，$n$ - $p$ - $n$晶体管、单电子晶体管、量子点等，通过改变外部辐射的强度$S$和频率$ω$。
2007-03-16 cond-mat.mes-hall
Disorder Suppression in Topological Semiconductor-Superconductor Junctions
University of Maryland（马里兰大学）；Joint Quantum Institute（联合量子研究所）
在一个近似的大块超导体中的无序可以散射一个假定的拓扑超导体中的准粒子，并最终破坏拓扑超导态。本文用散射方法和随机矩阵计算方法估计了拓扑约瑟夫森结中无序散射时间。我们发现，从超导体的体的无序散射率，即使在强耦合的限制，抑制在半导体和超导体之间的费米动量的比例。这种无序散射的抑制伴随着在这种半导体/超导体界面处的近乎完美的Andreev反射，这可以用作这种干净的邻近效应的签名。我们还发现，这些结果可以理解的散射的半经典估计。我们讨论在其他系统中的限制，如半导体纳米线的无序散射抑制根据类似的经典估计。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall
Anisotropic supercurrent suppression and revivals in a graphene-based Josephson junction under in-plane magnetic fields
本研究构建了WSe₂封装双层石墨烯带的铌基可调谐约瑟夫森结，表征其干涉特性与动力学，发现面内磁场下超流存在强各向异性，平行磁场下超流抑制并恢复，垂直磁场下几乎无影响，该现象源于超流干涉对结几何的依赖。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall
In-plane magnetic field-driven symmetry breaking in topological insulator-based three-terminal junctions
三维拓扑绝缘体纳米带的拓扑表面态及其独特的磁导性质在拓扑电子学和拓扑量子计算中具有重要的应用前景。基于纳米带的电路的关键构建块是三端结。虽然平面边界上的拓扑表面状态的传输不直接受面内磁场的影响，但当表面状态被限制在纳米几何形状的边界时，轨道效应不能被忽略。在这里，我们报告这种三端结的磁输运性质。我们观察到的平面内的磁场的电流的依赖性，与一个不同的转向模式的表面状态电流朝向一个优选的输出端子为不同的磁场方向。我们证明，这种转向效应源于轨道效应，捕获的相位相干表面状态在不同的腿的结的相对两侧的纳米和打破左右对称的传输跨越结。所报道的磁输运性质表明，在平面内的磁场不仅是相关的，但也非常有用的三维拓扑绝缘体nanoribbon为基础的结和电路，作为一个拓扑电流开关的表征和操纵的运输。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall
Ultrafast photocurrent measurement of the escape time of electrons and holes from carbon nanotube PN junction photodiodes
在单个碳纳米管PN结光电二极管上进行超快光电流测量。当两个脉冲重叠（Δt = 0）时，对由可变时间延迟Δt分隔的亚皮秒脉冲的光电流响应显示出强烈的光电流抑制。光电流抑制的皮秒级衰减时间与所施加的偏压VSD成反比，并且与较低能量相比，对于第二子带E22以上的光子能量是两倍长。所观察到的光电流行为很好地描述了逃逸时间模型，占载流子的有效质量。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Minigap suppression in S(N/F)S junctions
我们考虑一个长扩散约瑟夫森结，其中弱连接是一个薄的正常金属（N）-铁磁（F）双层（N和F形成超导体（S）之间的平行连接）。我们表明，超导性的弱链接可以描述由一个有效的一维Usadel方程包含一个“稀释”的交换场以及一个弱depairing项，这是由双层的固有的不均匀性。退配对机制将S（N/F）S系统与SFS结区分开来，并影响S（N/F）S结的态密度。这将导致自旋分辨态密度中的小间隙被抑制。用几何参数、无功能和有效交换场来表示失效率和最小间隙。有效的一维理论可以适用于各种结构与薄的非均匀链接，并显示出良好的协议与原来的二维方程的数值解。我们还讨论了如何揭示实验预测的效果。
2021-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-periodic supercurrent oscillations in an Aharonov-Bohm-type nanowire Josephson junction
研究GaAs/InAs核壳纳米线约瑟夫森结，通过h/e与h/2e磁通振荡揭示管状导电通道和Andreev输运，证明InAs壳层被半壳超导接触完全邻近化。
2024-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppression of the critical current of a balanced SQUID
本文对三个约瑟夫森结并联的平衡SQUID的临界电流与磁通量的关系进行了实验研究。与普通直流SQUID不同，临界电流的抑制不依赖于约瑟夫森结的确切参数。抑制基本上仅受SQUID回路的电感限制。我们证明了一个临界电流抑制比高于300的平衡SQUID的最大临界电流30 nA。
2007-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppressed conductance in a metallic graphene nano-junction
计算了由两个无带隙石墨烯纳米带互连形成的金属石墨烯结的线性电导谱。在狄拉克点附近出现了很强的电导抑制。我们发现，这样的电导抑制产生的反共振效应与本地化的边缘状态在边缘肩的交界处。由于反共振的电导谷是相当强大的杂质和空位散射的存在。并且电导谷的中心可以容易地通过施加在较宽的纳米尺度上的电场来调谐。
2008-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Revisiting 2-pi phase slip suppression in topological Josephson junctions
用于检测和操纵马约拉纳费米子的现有技术设备通常由马约拉纳线和隧道结的网络组成。我们研究了这些网络的一个关键组成部分-一个拓扑约瑟夫森结与充电能量-并查明设备实现的关键功能。相位相关隧穿项包含通常的2 π周期约瑟夫森项和4 π周期马约拉纳隧穿项，表示结两侧马约拉纳之间的耦合。在非拓扑结中，当充电能量小于约瑟夫森隧穿尺度时，低能物理由2 pi相位滑移描述。相比之下，在拓扑结中，由于隧穿项的4pi周期性，通常预期只有4pi相位滑移是可能的，而2 pi相位滑移被抑制。然而，我们发现，如果马约拉纳辅助隧穿和约瑟夫森隧穿的强度之间的比例很小，因为很可能是许多设置的情况下，2 pi相位滑移发生，甚至可能主导低能物理。在此极限下，可以将4pi相位滑移视为具有任意大间隔的一对2 pi相位滑移。我们提供了一个有效的描述的系统中的2 PI和4PI相位滑移有效的隧道比的所有值。比较频谱的有效模型与数值模拟，我们确定的交叉之间的4pi相位滑移制度，2 pi相位滑移为主的制度。我们还讨论了充电能量的作用，以及我们的结果的耗散相变预期在这样一个系统的影响。
2018-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crossover from Kondo assisted suppression to co-tunneling enhancement of tunneling magnetoresistance via ferromagnetic nanodots in MgO tunnel barriers
最近，它已被证明，磁性隧道结薄氧化镁隧道势垒表现出非常高的隧道磁阻（TMR）值在室温下1，2。然而，通过MgO势垒的自旋相关隧穿物理才刚刚开始解开。使用平面磁性隧道结，其中超薄层的磁性金属沉积在中间的MgO隧道势垒在这里，我们证明了TMR强烈修改时，这些层是不连续的，由小煎饼形状的纳米点。在低温下，在库仑阻塞机制中，对于小于~1 nm厚的层，结的电导在低偏压下增加，与近藤辅助隧穿一致。在同一制度中，我们观察到对德涅斯特河沿岸摩尔多瓦共和国的抑制。对于稍厚的层和相应较大的纳米点，TMR在低偏压下增强，与共隧穿一致。
2007-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal and electrical quantum Hall effects in ferromagnet-topological insulator-ferromagnet junction
我们提出了一种测量铁磁-拓扑绝缘体-铁磁（FM-TI-FM）结量子霍尔系数的实验装置的理论描述。我们预测，在铁磁体的磁化方向的变化，可以改变感应霍尔电压和横向温度梯度从最大值，对应于量子化的霍尔系数，下降到他们的完全抑制为零。我们提供了详细的分析的热和电气霍尔电阻的功能，在铁磁体的磁化方向，在TI的自旋散射时间，FM引线和测量接触的几何位置。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Casher-Effect Suppression of Macroscopic Tunneling of Magnetic Flux
我们提出了一个系统，其中宏观磁通隧道的幅度可以通过Aharonov-Casher效应调制。该系统是一个RF-SQUID，其约瑟夫森结被布洛赫晶体管取代--两个结被一个小的超导岛隔开，在超导岛上可以通过外部栅极电压感应电荷。当结的约瑟夫森耦合能相等且感生电荷为q=e时，隧穿路径之间的相消干涉使磁通隧穿率为零。该设备也可以用作量子计算的量子比特。
2001-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Emergence of Charge-Imbalanced BCS State and Suppression of Nonequilibrium FFLO State in Asymmetric NSN Junctions
Nihon University（日本大学）；Keio University（庆应义塾大学）
利用Keldysh格林函数技术，研究电压偏置NSN结中的非平衡超导性，发现杂质散射抑制非平衡FFLO态，而引线耦合不对称性导致均匀非平衡BCS态分裂为两种不同区域。
2026-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A cascade electronic refrigerator using superconducting tunnel junctions
在亚开尔文状态下工作的微型制冷机是量子技术中的关键设备。一个经过充分研究的候选者，使用普通金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结的电子冷却器提供了可观的性能和功率。然而，其超导电极由于其热导率对低温的指数抑制而严重过热，并且冷却器的性能不能令人满意-特别是在实际应用所需的强大设备中。我们采用了第二个NIS冷却阶段的热超导体在主NIS冷却器的背面。不仅提供较低的浴温度，第二阶段冷却器主动地将准粒子从热超导体中排出，特别是在低温极限下。NIS冷却器接近其理想的理论预期，而不会影响冷却功率。这种级联设计也可以用于管理其他低温电子设备中的多余热量。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection near the Dirac point at Graphene - NbSe2 junction
尽管广泛的搜索了大约十年，镜面Andreev反射只是最近才实现在双层石墨烯-超导体界面。然而，在单层石墨烯中，尚未观察到从典型的复古型Andreev反射到独特的镜面Andreev反射的演变。我们通过测量单层石墨烯和NbSe 2超导体的范德华界面处的微分电导来研究这种转变。通过调节费米能级和偏置能量，我们发现当我们通过狄拉克锥时，归一化电导被抑制，这表明了从复古到非复古型Andreev反射的转变。该抑制表明Andreev反射的阻挡超过入射电子相对于单层石墨烯和超导体结之间的法线的临界角。结果进行了比较与相应的设置的理论模型。
2016-06-08 cond-mat.mes-hall
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
Joule overheating poisons the fractional ac Josephson effect in topological Josephson junctions
在三维拓扑绝缘体（TI）表面上设计的拓扑约瑟夫森结在常规Andreev束缚态的连续体中具有马约拉纳束缚态（MBS）。这些MBS的不同特征在于$4π$ -它们的能量-相位关系的周期性，其产生分数交流约瑟夫森效应和在$r\!f$照射下的奇夏皮罗台阶的抑制。然而，最近的实验表明，有几个，或者只是第一个，奇怪的夏皮罗步骤是失踪，对解释投下怀疑。在这里，我们表明，约瑟夫森结上定制的大带隙三维TI Bi $_2$ Se $_3$表现出分数交流约瑟夫森效应作用于第一夏皮罗步骤。用一个改进的反向分流结模型，我们证明了高阶奇Shapiro台阶的弹性可以用焦耳过热驱动的热中毒来解释。此外，我们发现在夏皮罗叶之间的节点，这提供了一个直接的和新颖的签名的MBS所携带的电流的残余超电流。我们的研究结果展示了拓扑约瑟夫森结中的热效应的关键作用，并支持马约拉纳起源的奇数夏皮罗步骤的部分抑制。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent decay in ballistic magnetic Josephson junctions
我们研究了弹道磁约瑟夫森结的输运性质，并建立了超导抑制是一个内在的属性的结，即使在没有无序。通过研究铁磁体厚度、磁化强度和晶体取向的作用，我们展示了超导电流如何随厚度呈指数衰减，并确定了两种机制：（i）大的交换分裂可以隔开少数或多数载流子，导致结中Andreev反射的抑制，（ii）由于准粒子速度随横向动量的显著色散，不同模式之间失去同步。我们的结果与最近的实验研究Nb/Ni/Nb结是很好的协议。该方法结合密度泛函理论和Bogoliubov-de Gennes模型，为磁约瑟夫森结和超导磁自旋阀的材料组分优化开辟了一条途径.
2021-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Spin injection and magnetoresistance in ferromagnet/superconductor/ferromagnet tunnel junctions
本文从理论上研究了铁磁/超导/铁磁双势垒隧道结中的自旋相关输运。自旋极化隧穿电流导致超导体中的自旋不平衡。由此产生的非平衡自旋密度抑制的超导电性与隧道电流的增加。我们重点研究了双隧道结中的非对称性对自旋注入的影响，其中隧道结的势垒高度和铁磁体的自旋极化不同，并讨论了非对称结中超导性是如何被抑制的。我们的研究结果解释了最近的实验结果的临界电流抑制高$T_c$ SC的自旋注入。
1999-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppression of quasiparticle poisoning in transmon qubits by gap engineering
本文提出在铝基 transmon 量子比特中利用能隙工程构建准粒子势垒，从而抑制低能 QP 隧穿，使电荷宇称保持超过 10^3 秒并降低能量弛豫率。
2024-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Fluxoid-induced pairing suppression and near-zero modes in quantum dots coupled to full-shell nanowires
我们分析了量子点与半导体纳米线耦合的亚能隙激发和相图。我们考虑如何一个小公园（LP）配对磁通量（在S相绕壳绕组）影响的点上的邻近效应。我们发现，在轴对称的QD-S耦合，壳fluxoids导致诱导配对消失，而不是产生一个水平重整化，推动subgap水平更接近零能量，并随着耦合强度的增加，fermionic宇称交叉。这种磁通诱导的稳定机制类似于对称S-QD-S约瑟夫森结在相位$π$，并可以自然地导致模式的近零模式弱色散的参数，但在所有的LP频谱的零瓣。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection in engineered Al/Si/InGaAs(001) junctions
在分子束外延生长的Al/InGaAs（001）结中，本征n型肖特基势垒被完全抑制。这一结果是通过在金属-半导体界面处插入Si双层来实现的，从而允许在低掺杂和低In含量的InGaAs/Si/Al结中实现真正的欧姆非合金接触。它表明，这种技术是非常适合于高透明度的超导体半导体结的制造。为此，本文研究了Al/Si/InGaAs低n掺杂单结在Al临界温度以下的磁输运特性。我们的测量结果表明，由于费米速度失配，Andreev反射占主导地位的输运对应于接近理论极限的结透明度
1999-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Novel Josephson Effects in d-wave Superconductor Junctions with Antiferromagnetic Interlayers
我们计算了通过约瑟夫森隧道结的直流超导电流，该隧道结由夹在两个d波超导体（d）之间的反铁磁（AF）夹层组成。这样的d/AF/d结表现出丰富的约瑟夫森电流对层间参数的依赖性，包括随着温度或层间厚度的变化而发生0-π跃迁的可能性。此外，我们研究了d/I/d结时，dSC导线包括次优势磁相关。在这种情况下，界面附近的感生磁性可以强烈地减小110取向结的临界电流，而对于100取向没有得到抑制。这可能有助于解决高温超导体中临界电流与晶界角关系的长期难题。
2007-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb blockade in superconducting quantum point contacts
本文计算了具有任意电子透过率$D$的单模约瑟夫森结的库仑阻塞振荡的振幅。结果表明，在弹道结中，$D\to 1$抑制了库仑阻塞。这种抑制被定量地描述为虚数时间中的朗道-齐纳跃迁。
1998-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of vanishing charge dispersion of a nearly-open superconducting island
与环境的隔离决定了电荷被限制在岛上的程度，这表现为库仑振荡，如电荷分散。研究了纳米线与量子点之间的电荷色散。我们观察到快速抑制的电荷色散增加结的透明度，符合预测的比例定律，其中包括两个分支的约瑟夫森势。我们发现在最高抑制点处的量子比特相干时间得到了改善，这表明了构建电荷不敏感量子比特的新方法。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heat transport and electron cooling in ballistic normal-metal/spin-filter/superconductor junctions
我们研究电子冷却的基础上一个干净的正常金属/自旋过滤器/超导结。由于Andreev反射的自旋滤波器效应的抑制，该系统的冷却功率被发现是非常高于传统的正常金属/非磁性绝缘体/超导体冷却器。因此，我们可以从普通金属中提取大量的热量。我们的研究结果强烈表明自旋过滤器效应在冷却探测器、传感器和量子比特方面的实际用途。
2014-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-Modulated Quantum Interference Oscillations in Sb-Doped Bi2Se3 Topological Insulator Nanoribbon
拓扑绝缘体纳米带（TI NRs）为研究拓扑表面态的相位相干量子电子输运提供了一个有用的平台，这对拓扑量子器件的发展至关重要。当施加轴向磁场时，TI NR表现出磁通周期为h/e的磁导（MC）振荡，即，Aharonov-Bohm（AB）振荡，以及h/2 e，即，Altshuler-Aronov-Spivak（AAS）振荡。在这里，我们提出了一个广泛的研究AB和AAS振荡在Sb掺杂的Bi $_2$ Se $_3$ TI NR作为栅极电压的函数，揭示相位交替拓扑AB振荡。此外，整体平均的快速傅里叶变换分析的Vg依赖MC曲线表明，在狄拉克点附近的量子干涉振荡幅度的抑制，这归因于在低载流子密度区域内的相位相干长度的抑制。对垂直MC曲线的弱反定域化分析证实了TINR中Dirac点附近相干长度被抑制的观点。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum phase slips in a resonant Josephson junction
本文研究共振约瑟夫森结中库珀对隧穿对量子相位滑移的影响，发现朗道-齐纳效应抑制$2π$滑移，使$4π$滑移主导，并在transmon电路中观察到残余电荷色散。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimal Conditions for Observing Fractional Josephson Effect in Topological Josephson Junctions
拓扑约瑟夫森结（JJ）含有Majorana束缚态，在微波辐射下呈现4个$π$周期的电流-相位关系，从而产生双Shapiro台阶.我们进行了数值计算的拓扑JJ的动力学性质，使用一个修改的电容和电容并联结模型和广泛的研究作为结参数和微波功率和频率的函数的Shapiro步骤的逐步演变。我们的计算结果表明，奇整数夏皮罗步骤，即，分数交流约瑟夫森效应的证据，通过结电容和IcRn乘积的增加以及微波频率的降低而显著增强，即使对于4 $π$周期性超电流的相同部分。我们的研究提供了观察分数交流约瑟夫森效应的最佳条件，此外，我们的新模型可以用来精确地量化拓扑超导体的实验数据的拓扑超导电流。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in a magnetic-texture coupled Josephson junction
提出一种无需自旋轨道耦合和外部磁场的磁织构耦合约瑟夫森结，实现拓扑超导，其拓扑相由势垒磁化强度和超导相位调控，可通过超电流抑制检测。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cooling, conductance and thermometric performance of non-ideal normal metal-superconductor tunnel junction pairs
我们研究了双结SINIS器件中单个正常金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结的隧道电阻差异的影响，特别强调了对电导、冷却和测温性能的影响。通过求解结的电学方程和热学方程，发现非对称性导致了许多新的特性，如子间隙电流的出现、冷却性能的改善、负微分电阻的出现以及温度灵敏度的温度范围的改善。实验也进行了补充的一些数值结果。此外，我们从理论和实验上研究了有限的串联电阻的影响，这也会导致在subgap区域的过剩电流，并在间隙边缘的电导最大值的抑制。实验结果与理论预测吻合较好。
2011-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport theory for topological Josephson junctions with a Majorana qubit
我们构建了一个半经典理论的拓扑结的运输从微观哈密顿量，全面包括马约拉纳量子比特之间的相互作用，约瑟夫森阶段，和耗散过程。利用路径积分方法，我们导出了一组半经典运动方程，可以用来计算约瑟夫森相位和马约拉纳量子比特的时间演化。在方程中，我们揭示了丰富的动力学现象，如量子比特诱导的电荷泵，有效的自旋轨道力矩，吉尔伯特阻尼。我们证明了这些动力学现象的影响上的运输签名的交界处。我们应用该理论研究了结的Shapiro阶跃，发现了由于Majorana量子比特的动力学反馈对第一个Shapiro阶跃的抑制。
2022-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum suppression of superconductivity in ultrathin nanowires
我们报道了用超导非晶MoGe合金包覆碳纳米管制备的纳米线的测量结果。我们发现，纳米线可以超导或绝缘取决于它们的正常状态电阻$R_{N}$相比，$R_{q}=h/(2e)^{2}$-量子电阻库珀对。如果是$R_{N}< R_{q}$，由于强阻尼，量子相位滑移（QPS）的隧穿被禁止，因此导线保持超导。绝缘状态，观察到如果$R_{N}> R_{q}$，解释的量子相位滑移和相应的本地化的库珀对的增殖。观察到的超导体-绝缘体转变类似于在$R_{N}= R_{q}$的约瑟夫森结中发生的耗散相变（Penttila等人，物理修订信函第82卷，第1004页，1999年）
2000-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disordered Quantum Transport in Quantum Anomalous Hall Insulator-Superconductor Junctions
本文基于有效边模型方法，数值研究了量子反常霍尔绝缘体-超导体结中的无序量子输运。特别是，我们专注于与自由平均路径的参数制度，由于弹性散射远小于样品尺寸，并讨论了无序的输运行为中存在的不同数量的手性边缘模式，以及非手性金属模式。我们的数值计算结果表明，多个手征边缘模或非手征金属模的存在将导致强烈的Andreev转换，引起半电子半空穴传输通过结结构，与单手征边缘模情况下Andreev转换的抑制形成鲜明对比.我们的研究结果表明，在量子反常霍尔绝缘体-超导体结的额外的输运模式的重要性，并将指导未来的运输测量。
2019-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurement of the Current-Phase Relation in Josephson Junctions Rhombi Chains
本文测量了一维约瑟夫森结菱形链的低温输运。我们测量了八菱体链的电流相位关系。结要么处于经典相位区，其中约瑟夫森能量远大于充电能量$E_{J}\gg E_{C}$，要么处于量子相位区，其中$E_{J}/E_{C}\approx 2$。在强约瑟夫森耦合区（$E_{J}\gg E_{C} \gg k_{B}T$），我们观察到一个锯齿状的超导电流作为相位差的函数。超导振荡的周期突然从一个通量量子$Φ_{0}$变化到一半的通量量子$Φ_{0}/2$，因为菱体在全阻挫附近被调谐。从分子链的复能基态可以理解所观察到的主要特征。对于$E_{J}/E_{C}\approx 2$，我们观察到一个戏剧性的抑制和四舍五入的开关电流依赖性，我们发现是一致的模型开发的Matveev等人。（Phys. Rev. Lett. { \bf 89}，096802（2002））用于长约瑟夫森结链。
2008-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
From Shapiro steps to photon-assisted tunneling in microwave-driven atomic-scale Josephson junctions with a single (magnetic) adatom
本文研究微波驱动的原子尺度 Josephson 结，揭示普通 Pb-Pb 结的 Shapiro 相干台阶及磁性吸附原子诱导的光子辅助准粒子隧穿导致的非相干转变。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Active quasiparticle suppression in a non-equilibrium superconductor
准粒子（qp）中毒是影响各种超导器件运行的主要问题。尽管这些设备通常在远低于激发数密度预计将被指数抑制的临界点的温度下运行，但它们的裸运行和杂散微波辐射会激发非平衡qps。在这里，我们使用电压偏置超导结来演示和量化qp提取在旋转栅门操作的超导体-绝缘体-正常金属-绝缘体-超导体单电子晶体管。在该操作机制中，激励以与驱动频率成比例的速率注入超导引线。即使在开启提取时，对于每秒$2.4\times 10^8$ qps的最高注入速率，我们也达到了一个数量级的密度降低。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero-frequency supercurrent susceptibility signatures of trivial and topological zero-energy states in nanowire junctions
我们提出了一种方法来区分平凡和拓扑，马约拉纳，零能量状态的短和长的超导正常超导结的基础上Rashba纳米线使用相位偏置平衡输运测量。特别是，我们展示了如何的超导体的超导剖面，由于足够长的超导体区域的拓扑相位中的马约拉纳振荡抑制，导致其零频率磁化率的相位差$ϕ=π$的强信号。该信号对正常区域中的化学势明显不敏感，而微不足道的零能态仅引起随化学势高度变化的磁化率中的信号，从而将正常区域的门控变成简单的实验控制旋钮。此外，我们得到，通过调整结的透明度，在短和长的交界处的临界电流进行的振荡作为磁场的函数，只有在拓扑阶段的数量减少，一种效果，发现是密切相关的马约拉纳非局域性。最后，我们表明，我们的结果也持有在有限的温度，从而突出其潜在的可测量性在现实的实验条件下。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dual Shapiro steps of a phase-slip junction in the presence of a parasitic capacitance
在一个单一的约瑟夫森结中的布洛赫振荡的相位滑移制度涉及到频率的电流。它们可以通过对直流偏置的小约瑟夫森结施加周期性驱动来测量。周期性驱动和布洛赫振荡之间的锁相然后在I-V曲线中产生恒定电流的阶跃，也称为双夏皮罗阶跃。与传统的Shapiro步骤不同，这些双Shapiro步骤的测量受到寄生电容的存在的阻碍。该电容使结分流，从而导致布洛赫振荡的幅度的抑制。寄生电容的这种有害影响可以通过片上超级电感来弥补。此外，我们引入了一个大的片外电阻，以提供必要的耗散。我们调查所产生的系统由一组分析和数值方法。特别是，我们得到了一个明确的解析表达式的双夏皮罗步骤的高度作为寄生电容的比例的函数的超感。利用这一结果，我们提供了一个定量估计的双夏皮罗台阶高度。我们的计算表明，即使在存在寄生电容，它应该是可以观察布洛赫振荡与现实的实验参数。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Phase diffusion and suppression of the supercurrent by quantum-mechanical fluctuations of the Josephson plasma
本文用电阻和电容并联的约瑟夫森结的RCSJ模型来描述从电阻到金属隧穿转变的超导点接触。由于点接触的几何形状，它们的小动态电容为$C = 0.1 $ fF，导致了巨大的等离子体频率。由于约瑟夫森等离子体的量子力学零点涨落和量子隧穿导致的从零电压状态的相当大的逃逸率，临界电流被强烈抑制，接触电阻变得有限。我们测试的预测RCSJ模型的经典超导体铅，铟，铝，镉。
1999-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Lateral electron tunneling through single self-assembled InAs quantum dots coupled to superconducting nanogap electrodes
我们利用超导铝电极与单个自组装InAs量子点横向接触，制备了超导体-量子点-超导体（SC-QD-SC）结。在40 mK时，所制造的结表现出明显的库仑阶梯和库仑振荡。此外，观察到的源极-漏极电压$|V_{\rm SD}| < 2Δ/e$，其中$Δ$是SC能隙的Al的电导明显抑制。约瑟夫森电流的情况下，流经量子点是由于在我们的测量系统中的强库仑相互作用和不可忽略的热涨落。
2007-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Molecular dynamics study of the thermopower of Ag, Au, and Pt nanocontacts
使用分子动力学模拟的许多结拉伸过程中，我们分析了银（Ag），金（Au），铂（Pt）原子接触的热电势。在所有情况下，我们观察到，平均在标准偏差内的热电势消失，其波动增加的结的最小横截面减小。然而，我们发现抑制的S价金属Ag和Au的热电势的波动，当电导起源于一个单一的，完美的传输通道。Ludoph和van Ruitenbeek [Phys. Rev. B 59，12290（1999）]关于Au、Ag和铜（Cu）的实验结果的基本特征，还没有被原子论研究所解决，因此，可以通过考虑在接触的无序最后收缩处的原子和电子结构来解释。对于多价金属Pt，我们的计算预测的热电势的波动要大一个数量级相比，Ag和Au，和supplement的波动作为电导的函数是不存在的。
2011-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinearity of transparent SNS weak links decreases sharply with length
本文研究透明SNS弱连接的非线性随长度变化，发现有限长度可使其非线性相比零长度极限最多抑制十倍，并揭示非线性对长度的非解析依赖，提出将结长度作为设计弱非线性微波电路的关键参数。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
