Josephson Detection of Time Reversal Symmetry Broken Superconductivity in SnTe Nanowires
奇异超导体，如高T $_C$、拓扑超导体和重费米子超导体，需要相敏测量来确定潜在的配对。在这里，我们研究的SnTe纳米线，其中产生的$s\pm is^{\prime}$超导状态，缺乏时间反演和山谷交换对称性的母体SnTe的邻近诱导的超导性。这种效应，在低温下的晶格的铁电畸变结合，结果在一个显着的改变使用SnTe纳米线制造的约瑟夫森结的属性。这项工作建立了一个铁电过渡存在于SnTe纳米线，并阐明了铁电畴壁的作用，通过SnTe弱连接的超电流的流动。我们详细介绍了这些结的两个独特的特性：直流约瑟夫森效应中的非对称临界电流和交流约瑟夫森效应中的突出的二次谐波。每一个都揭示了结中时间反演对称性的破缺。新的$s\pm is^{\prime}$超导性和新的约瑟夫森效应可用于研究分数涡旋[1，2]，多带材料中的拓扑超导性[3-5]，以及邻近诱导多带和铁电超导体中的新型约瑟夫森基器件[6，7]。
2020-02-19 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
Dimerization-induced topological superconductivity in a Rashba nanowire
我们分析了二聚化对邻近超导衬底的Rashba纳米线的拓扑相的影响。我们发现跳跃积分和自旋-轨道耦合的周期性交替可以导致能带反转，诱导过渡到拓扑非平凡的超导相，主机的马约拉纳零能模式。这种“二聚诱导拓扑超导性”完全排斥均匀纳米线的拓扑相，无论它们何时发生重叠。我们提供了一个分析的理由，这种令人费解的行为的对称性/宇称的考虑的基础上，并讨论可行的光谱方法，其经验观察。我们还测试了拓扑超导相对静电无序的稳定性。
2020-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Josephson current between two $p$-wave superconducting nanowires in the presence of Rashba spin-orbit interaction and Zeeman magnetic fields
计算了在Rashba自旋轨道相互作用、面内磁场和法向磁场存在下，具有邻近感应$p$波超导配对的一维纳米线之间的约瑟夫森电流.我们表明Andreev反向隧道是通过三个通道实现的。当类电子准粒子反射到具有相反自旋的类空穴准粒子时，对约瑟夫森电流的主要贡献是在传统的粒子-空穴沟道中产生散射，产生的电流仅取决于序参量的相位差$φ$，并以$4π$周期振荡。第二个反常的粒子-空穴通道，对应于入射的类电子准粒子到具有相同自旋取向的类空穴准粒子的Andreev反射，仅在存在面内磁场的情况下存在。该沟道对约瑟夫森电流的贡献不仅与$φ$而且与面内磁场$θ$的取向角以$4π$周期振荡，导致磁约瑟夫森效应。第三种异常粒子-粒子通道，代表类电子（类空穴）准粒子到具有相反自旋取向的类电子（类空穴）准粒子的反射，仅以面内磁场取向角$θ$振荡。我们提出了一个详细的理论分析，在这样一个系统中的直流和交流约瑟夫森效应显示所有这些渠道的贡献，并讨论实验，可以测试我们的理论。
2019-11-21 cond-mat.supr-con
Andreev spin qubits in multichannel Rashba nanowires
理论分析了超导体-纳米线-超导体约瑟夫森结中的Andreev束缚态及其与外辐射的耦合。我们提供了一个有效的哈密顿结投影到Andreev能级子空间，并将纳米线多通道结构，Rashba自旋轨道耦合，和塞曼场的影响。基于这个有效的模型，我们调查的Andreev水平和当前运营商的矩阵元素对系统参数，如化学势，纳米线的尺寸和正常传输的依赖性。我们表明，多通道结构和自旋轨道耦合的综合效应引起有限的电流矩阵元之间的奇数状态具有不同的自旋极化。此外，我们的分析结果允许确定合适的参数范围内的检测之间的过渡，以及奇数状态的电路QED类实验，这可能会提供一种方式的Andreev自旋量子比特操纵。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
AC Josephson effect in a gate-tunable Cd$_3$As$_2$ nanowire superconducting weak link
本文通过辐射谱和Shapiro花样测量研究Cd$_3$As$_2$纳米线超导弱连接的交流约瑟夫森效应，发现传统超流占主导，并结合RCSJ模型热噪声解释了拓扑贡献被掩盖的机制。
2023-05-31 cond-mat.supr-con
Josephson Current through a Semiconductor Nanowire: effect of strong spin-orbit coupling and Zeeman splitting
我们研究了在外加磁场作用下存在自旋轨道耦合和塞曼分裂的半导体纳米线的相干输运。通过采用解析和数值方法，我们发展了超导体-半导体晶体-超导体结构中约瑟夫森效应的理论。我们发现，约瑟夫森电流通过清洁的半导体纳米线表现出一些有趣的功能，由于塞曼分裂和自旋轨道耦合之间的相互作用。我们还研究了纳米线中的无序对Andreev束缚态能谱的影响，并计算了结处的局域态密度。
2012-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect due to magnetochiral anisotropy in topological insulator and Rashba nanowires
超导体的临界电流可以取决于当反转和时间反转对称性都被破坏时由于磁手征各向异性而导致的电流流动的方向，这种效应被称为超导（SC）二极管效应。在这里，我们考虑一维（1D）系统，其中超导性是通过邻近效应诱导。在拓扑绝缘体和Rashba纳米线中，由于沿自旋极化轴并垂直于纳米线施加的磁场引起的SC二极管效应提供了在超导体存在下的反转对称性破缺的量度。此外，SC二极管效应对平行于纳米线施加的磁场的附加分量以及对化学势的位置的强烈依赖性可用于检测器件处于预期出现向拓扑超导性的相变的参数空间的区域中。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect via a non-equilibrium Rashba system
Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能机构先进科学研究中心）；RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（理化学研究所 emergent matter 科学中心）
研究揭示非平衡Rashba系统在电流偏置下产生约瑟夫森二极管效应的机制，通过隧道哈密顿量建模，发现磁场所致的非平衡态导致耦合不对称，其强度与电极间距、磁场和自旋轨道耦合强度相关。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson effect in semiconducting nanowires as a signature of the topologically nontrivial phase
我们研究了具有Rashba自旋轨道耦合的半导体纳米线制成的约瑟夫森结，其中超导关联由邻近效应引起。在适当定向的磁场存在下，系统显示出反常的约瑟夫森效应：在两个超导体之间没有相位偏置的情况下出现非零的超电流。我们发现，这种反常电流可以显着增加，通过调整到螺旋状制度的纳米线。特别是，在短结中，大的反常电流是纳米线中拓扑非平凡超导性的特征。
2016-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Frequency pulling and mixing of relaxation oscillations in superconducting nanowires
许多超导技术，如快速单通量量子计算（RSFQ）和超导量子干涉器件（SQUID）依赖于约瑟夫森结中非线性动力学的调制来实现功能。然而，最近，基于纳米线的开关和热加热的超导器件已经被开发出来，用于诸如单光子检测和数字逻辑等领域。在本文中，我们使用电阻分流来控制超导纳米线的非线性加热，并比较所产生的动力学观察到的约瑟夫森结。我们发现，热点生长与外部分流的相互作用产生高频弛豫振荡与观察到的约瑟夫森结由于其快速的时间常数和能力，由一个弱的周期性信号调制的类似的行为。特别地，我们使用微波驱动器来拉动和混合振荡频率，从而产生类似于AC约瑟夫森效应的锁相特征。基于这些结论的新型纳米线器件在参量放大和频率复用等领域具有广阔的应用前景。
2017-09-19 cond-mat.supr-con
Influence of the Rashba effect on the Josephson current through a superconductor/Luttinger liquid/superconductor tunnel junction
计算了具有Rashba自旋轨道和电子-电子相互作用的一维量子线中的约瑟夫森电流。我们表明，Rashba和塞曼相互作用的相互作用引起了一个超导电流通过1D导体，这是异常的，在这个意义上说，它坚持在没有任何相位差的情况下，它所连接的两个超导导线。在Luttinger液体导线中，由Rashba相互作用引起的电子色散不对称性对传输不良的结起着重要作用。结果表明，对于一个弱或中等的电子-电子相互作用的等离子体激元模式的光谱局限于正常部分的结成为准随机的色散不对称的存在下。
2004-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin and Charge Signatures of Topological Superconductivity in Rashba Nanowires
我们考虑了一种具有邻近带隙的Rashba纳米线，它可以通过调节外部磁场或化学势而进入拓扑相。研究了开、闭系统中体准粒子态通过拓扑跃迁时的自旋和电荷。我们表明，分析和数值，自旋周围的拓扑间隙的散装状态反转其符号时，由于带反转的过渡，独立的存在下，在系统中的马约拉纳费米子。这种自旋反转可以被认为是可以通过实验获得的拓扑超导性的体特征。我们发现一个类似的行为的散装准粒子状态的电荷，也表现出在过渡的符号反转。我们表明，这些签名是强大的，对随机静态无序。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunability of Andreev levels via spin-orbit coupling in Zeeman-split Josephson junctions
通过求解Bogoliubov de-Gennes方程，研究了塞曼分裂超导体/Rashba线/塞曼分裂超导体结中的Andreev反射和Andreev能级$\varepsilon$.我们从理论上证明了Andreev能级$\varepsilon$可以通过调节Rashba自旋轨道相互作用的强度或Rashba自旋轨道相互作用与塞曼场的相对方向来控制。特别是，它被发现，带分裂的幅度是可调的Rashba自旋轨道相互作用的强度和强度的线，这可以解释为在Rashba线的自旋进动。我们还发现，如果超导体中的塞曼场具有平行于结方向的分量，则$\varepsilon$ - $ϕ$曲线关于超导相位差$ϕ$变得不对称。然而，与每个赝自旋带相关的Andreev反射过程对自旋轨道场和交换场的相对取向很敏感，有趣的是总电导保持不变。
2017-10-10 cond-mat.supr-con
Suspended InAs nanowire Josephson junctions assembled via dielectrophoresis
提出了一种基于InAs半导体纳米线实现悬浮约瑟夫森结的新技术。该装置是使用介电泳引导的滴铸技术组装的，该技术允许精细地对齐电极顶部的纳米结构。所提出的架构消除了纳米线和衬底之间的相互作用，这是已知的影响Rashba矢量的无序和取向。这种方法的相关性，鉴于实施的约瑟夫森结的基础上高温超导体进行了讨论。
2016-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoelectric effects in superconducting nanowires with Rashba spin-orbit coupling
最近的实验在半导体纳米线的自旋轨道耦合和邻近诱导的超导性表现出马约拉纳束缚态的签名预测存在于拓扑相。在这项工作中，我们预测，这些纳米线系统表现出非常规的磁电效应，在拓扑相变表现出尖锐的交叉行为。我们发现，具有平行于自旋轨道场的分量的磁场可以在平衡状态下产生电流。令人惊讶的是，垂直于自旋轨道场的场也可以感应电流，并且可以用于绝热电荷泵浦。垂直场磁电效应可以看作是反常霍尔效应在一维空间的表现。我们讨论了如何预测的现象可以在实验中观察到，并在探测的拓扑相变。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic field independent sub-gap states in hybrid Rashba nanowires
超导-超导纳米线混合器件中的亚能隙态是一种拓扑非平凡的量子态，人们对其进行了讨论。模糊性的一个来源是缺乏一个能量和空间定义良好的隧道光谱仪。在这里，我们使用量子点直接集成到纳米线在生长过程中进行隧道光谱的离散子带隙状态在一个长的纳米线段。除了与标准的磁场依赖的子间隙状态，我们发现拓扑平凡的子间隙状态是独立的外部磁场，即被钉扎到一个恒定的能量作为场的函数。我们定性和定量地解释这种效应，考虑到强自旋轨道相互作用的纳米线，这可能会导致从场由于空间自旋纹理的限制本征态的Andreev束缚态的去耦。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent reversal in ferromagnetic hybrid nanowire Josephson junctions
该研究测量 InAs/EuS/Al 混合纳米线约瑟夫森结，发现超导窗口内 0 相与 π 相突变，并将其归因于 EuS 磁畴翻转导致的超电流反转。
2023-03-11 cond-mat.supr-con
Majorana Bound State leakage to impurity in Su-Schrieffer-Heeger-Rashba scenario
我们显示的Majorana束缚态泄漏的情况下，拓扑Rashba纳米线是二聚根据苏-Schrieffer-Heeger（SSH）的情况下，杂质是存在于系统的一端的异常功能。我们发现，两个拓扑分支：通常，土著Rashba纳米线和二聚的，存在作为SSH二聚的纳米线的结果，有不同的自旋极化的不对称性，可以解释为相反的顺序带参与拓扑转变。此外，引入杂质的二聚纳米线的影响泄漏的马约拉纳束缚态到平凡的杂质，由于Andreev束缚态的出现，表现不同，无论系统是或不是在拓扑相。这导致在一定范围内的参数的零能态的杂质网站的钉扎。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junctions in double nanowires bridged by in-situ deposited superconductors
我们表征了基于原位沉积超导体桥接的紧密生长双纳米线的平行双量子点约瑟夫森结。平行双点行为发生，尽管纳米线的接近和纳米线夹持在生长期间的潜在风险。通过调整电荷填充和铅耦合，我们绘制了最简单的平行双量子点Yu-Shiba-Rusinov相图。我们的准独立的两线混合动力显示出实现奇异拓扑相位的希望。
2021-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Double path interference and magnetic oscillations in Cooper pair transport through a single nanowire
我们证明，由超导电极通过具有两个导电沟道的纳米线耦合组成的约瑟夫森结的临界电流可以揭示多周期磁振荡。多周期性起源于强自旋轨道耦合和塞曼相互作用共同影响下的通道间的量子力学干涉。这个最小的双通道模型示出解释最近观察到的复杂的干扰现象，通过Bi纳米线的约瑟夫森输运。
2014-11-06 cond-mat.supr-con
Quantum charge diffusion in underdamped Josephson junctions and superconducting nanowires
在欠阻尼极限下研究了量子涨落对约瑟夫森结和超导纳米线电流-电压特性的影响。量子涨落引起库仑阻塞和超电流分支之间的跃迁，并且在高电阻环境的情况下可以显著地修改电流-电压特性的形状。由于相荷对偶性，我们的结果可以直接推广到相反的过阻尼极限。
2008-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximitized Josephson junctions in highly-doped InAs nanowires robust to optical illumination
研究了不同入射光通量和三种不同波长的光频光对基于高掺杂InAs纳米线的邻近InAs/Al约瑟夫森结的影响。实验获得的IV曲线建模使用分流结模型，该模型考虑到在接触界面处的散射。约瑟夫森结被发现是令人惊讶的鲁棒性，与入射辐射仅通过加热相互作用，而在临界电流以上，我们的设备显示出由光子暴露引起的非热效应。我们的工作为约瑟夫森结与量子光子电路的共集成提供了重要的指导方针，并为基于量子阱的混合光子探测器的未来工作奠定了基础。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional Josephson supercurrent diode effect induced by chiral spin-orbit coupling
本研究理论探讨了具有交叉界面拉什巴场的约瑟夫森结库珀对传输，发现交叉场相互作用可在势垒磁化与电流共线时产生非常规超流二极管效应，为手性自旋织构提供灵敏探针。
2025-04-18 cond-mat.supr-con
Supercurrent in Nb/InAs-Nanowire/Nb Josephson junctions
我们报道了平面介观约瑟夫森结的制备和测量，该结由InAs纳米线耦合到超导Nb终端形成。使用具有不同体载流子浓度的Si掺杂的InAs纳米线允许调整结的性质。我们研究了结特性作为温度，栅电压和磁场的函数。在高掺杂浓度的纳米线结中，约瑟夫森超电流值可达100 nA，由于采用Nb作为超导体，约瑟夫森耦合在4K温度下仍能保持。在所有的结中，临界电流随磁场单调下降，这可以用最近发展的超小约瑟夫森结邻近效应的理论模型来解释。对于低掺杂的约瑟夫森结，通过改变栅电压来控制临界电流已被证明。我们研究了纳米线耦合到超导和正常的金属终端的电导波动。超导接触纳米线的电导波动幅度约为接触纳米线的6倍。电导涨落的增强归因于相位相干Andreev反射以及由于Nb电极的大超导能隙而产生的大量相位相干通道。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current in a normal-metal nanowire coupled to superconductor/ferromagnet/superconductor junction
我们考虑超导纳米线与超导体/铁磁体/超导体结的邻近耦合，其中磁化穿透到纳米线中的超导段以$\sim\exp[-\frac{\mid n \mid}ξ]$形式衰减，其位指数为$n$，衰减长度为$ξ$。我们调整化学势和自旋轨道耦合，使拓扑超导制度托管马约拉纳费米子实现长$ξ$。我们发现当$ξ$变短时，超导体与铁磁体界面处的零能态从零能分裂为两个。因此，约瑟夫森电流的行为由于这种“零模-非零模交叉”而急剧改变。通过调整模型参数，我们发现了一个几乎二次谐波的电流相位关系，$\sin2φ$，相位差$φ$。通过对Andreev束缚态（ABS）的分析，阐明了电流-相位关系是由能隙内态的耦合决定的。我们发现，ABS交叉点的出现是产生电流-相位关系中$\sin2φ$依赖性的关键因素。我们进一步研究了铁磁区中对振幅的能量和$φ$依赖性。对于长$ξ$，奇频自旋三重态$s$波分量占主导地位。在ABS的能级处，奇频对振幅的幅度增强。
2015-11-20 cond-mat.supr-con
Spin Orbit coupling and Anomalous Josephson effect in Nanowires
在存在自旋轨道耦合和磁场的情况下，超导体-半导体超导体-超导体异质结构即使在超导电极之间没有相位差的情况下也可以支持超电流。我们研究这种现象，反常约瑟夫森效应，采用一个模型能够描述许多带在正常区域。我们讨论了几何和对称条件所需的有限的异常超电流，特别是我们表明，这种现象是增强时，费米能级位于靠近正常区域的带开口。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect in multichannel Rashba nanowires: Role of inter-subband coupling
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究多通道Rashba纳米线约瑟夫森结中的二极管效应，揭示子带耦合对拓扑相图和二极管响应的影响，发现子带混合可增强二极管效率并实现非反向超导传输优化。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical current oscillation by magnetic field in semiconductor nanowire Josephson junction
从理论上研究了具有强自旋轨道相互作用的半导体纳米线约瑟夫森结的临界电流。临界电流在外加磁场作用下振荡。我们揭示了在存在自旋轨道相互作用的情况下，临界电流的振荡依赖于磁场的方向。我们使用紧束缚模型对纳米线进行了数值模拟。Andreev能级被计算为两个超导体之间的相位差$φ$的函数。在短结的情况下，直流约瑟夫森电流从Andreev水平评估。自旋-轨道相互作用产生有效磁场。当外场与有效场平行时，临界电流振荡并伴随着$0$ - $π$类跃迁.当外场与有效场之间的夹角越大时，振荡周期越长。
2014-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interaction Driven Floquet Engineering of Topological Superconductivity in Rashba Nanowires
我们分析，解析和数值计算，周期性驱动的Rashba纳米线接近耦合到$s$波超导体使用玻色化和重整化群分析在该制度的强电子-电子相互作用。由于排斥相互作用，超导间隙被抑制，而Floquet塞曼间隙被增强，从而导致更高的有效值的$g$-因子相比，非相互作用的情况下。不同的耦合常数，速度，和Luttinger液体参数的流动方程明确建立，即使对于小的初始值的Floquet塞曼间隙相比，超导邻近间隙，相互作用驱动系统的拓扑相和带间相互作用项有助于实现更大的区域的拓扑相在参数空间中。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Magnetic anisotropy of critical current in nanowire Josephson junction with spin-orbit interaction
本文提出并研究了半导体纳米线约瑟夫森结的一个极小模型，该模型考虑了塞曼效应和自旋轨道效应。直流约瑟夫森电流的Andreev能级的相位依赖的能量进行评估。在改变所施加的磁场时，临界电流振荡，表现出发出$0$ - $π$转变信号的尖点。在没有自旋轨道相互作用的情况下，尖点的振荡和位置是有规律的，不依赖于磁场的方向。在自旋轨道相互作用的存在下，电流的磁场依赖性变得各向异性和不规则。我们调查这种依赖性的详细说明，它可以用来表征的强度和方向的自旋轨道相互作用的实验与纳米线。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable Josephson diode effect in Rashba spin-orbit coupled quantum dot junctions
本文理论研究了磁场与Rashba自旋轨道耦合作用下超导量子点结中的约瑟夫森二极管效应，发现栅极电压可将整流系数调至70%，为超导器件设计提供新思路。
2024-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conduction Channels of an InAs-Al nanowire Josephson weak link
我们提出了一个电可调约瑟夫森结定义在InAs纳米线由外延生长的超导铝壳接近的定量表征。从高度非线性的电流-电压特性中提取了导电通道的数量和传输系数的集合的栅极依赖性。虽然传输非单调地发展，但是可以调整独立通道的数量，并且实现具有单个准弹道通道的配置。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson effect induced by spin-orbit interaction and Zeeman effect in semiconductor nanowires
从理论上研究了在磁场存在下，具有强自旋轨道相互作用的半导体纳米线的约瑟夫森结。利用紧束缚模型，数值计算了短结情况下Andreev束缚态能级$E_n$与两超导体间相位差$φ$的关系.直流约瑟夫森电流从Andreev水平评估。在不存在SO相互作用的情况下，由于磁场的存在，可以清楚地观察到$0$ - $π$的跃迁。当存在SO相互作用时，SO相互作用和塞曼效应共存，产生$E_n (-φ) \ne E_n (φ)$，在$φ=0$处也有反常约瑟夫森电流流过.此外，观察到的临界电流的方向依赖性，与实验结果一致。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-tunable Josephson parametric amplifiers based on semiconductor nanowires
University Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Grenoble INP（格勒诺布尔国立理工学院）；Institut Néel（内尔研究所）；Center for Quantum Devices（量子器件中心）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本研究基于平行InAs纳米线阵列制备出栅极可调约瑟夫森参量放大器，实现近1 GHz的频率调谐范围、超20 dB的多频增益及接近量子极限的噪声水平，为同材料体系的栅极可调量子比特与量子极限放大器片上集成提供了新平台。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The self-actuating InAs nanowire-based nanoelectromechanical Josephson junction
半个世纪前，布赖恩·约瑟夫森（Brian Josephson）做出了一系列惊人的预测，这些预测与夹在两个超导体之间的隧道势垒有关。一个特别的预测，后来被称为交流-约瑟夫森效应，说在有限的直流偏压下，隧道电流包含一个交流。超导元件，在微波频率下振荡。通过观察与电磁辐射的相互作用修改的结的电流-电压特性，并直接检测从结本身发射的微波辐射，实验验证了这一预测。直流电流-电压特性的行为也被证实是由约瑟夫森结的高频动力学决定的，并可用于研究各种系统，如电子自旋共振中的原子、高温超导体中的光学声子和振动的Nb分子。在这里，我们提出了一个InAs纳米线约瑟夫森结设备，其中振动的纳米线弱连接起着纳米机电谐振器的作用。交流电的流动-通过结的约瑟夫森电流使得能够通过简单的直流传输测量来驱动和检测谐振器的振动模式。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson radiation and shot noise of a semiconductor nanowire junction
利用交流耦合超导隧道结中的光子辅助准粒子隧穿效应测量了InSb半导体纳米线结的约瑟夫森辐射。我们通过评估纳米线结的非弹性库珀对隧穿的频率依赖性来量化局部微波环境的作用，并找到截止频率为$f_0=33.1\,$ GHz的零频率阻抗$Z(0)=492\,Ω$。我们提取的电路耦合效率的$η\approx 0.1$和探测器的量子效率接近统一的高频极限。除了约瑟夫森辐射，我们确定了一个散粒噪声的贡献与Fano因子$F\approx1$，一致的纳米线通道中存在的单电子态。
2017-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamic current susceptibility as a probe of Majorana bound states in nanowire-based Josephson junctions
我们从理论上研究了基于半导体纳米线的约瑟夫森结在随时间变化的磁通偏置下的特性。我们建立了一个通用的密度矩阵方法的Majorana结的动态响应，并计算所得的磁通依赖的磁化率使用微观和有效的低能量描述的纳米线。我们发现，对角分量的磁化率，与动态的马约拉纳州人口，占主导地位的标准久保贡献范围广泛的实验相关参数。对角项，迄今为止未探索的马约拉纳物理学的背景下，允许准确地探测存在的马约拉纳结合态的结。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall 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
Signatures of interactions in the Andreev spectrum of nanowire Josephson junctions
我们进行了微波光谱的InAs纳米线之间的超导接触实现有限长度，多通道约瑟夫森弱链接。光谱中的某些特征，例如安德烈耶夫态之间跃迁线的自旋-轨道相互作用分裂，已经在非相互作用模型中得到了理解。然而，我们在这里确定额外的过渡，这证明了库仑相互作用的存在。通过结合实验测量和模型计算，我们达到这些非常丰富的Andreev光谱定性的理解。
2022-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Kramers pairs in Rashba double nanowires with interactions and disorder
我们分析了电子-电子相互作用和无序的Rashba双纳米线设置耦合到s波超导体，这是最近提出的一个多功能的平台，以产生Kramers对马约拉纳束缚态的情况下，磁场的影响。我们确定这些Kramers对是稳定的相互作用和无序效应的参数制度。我们使用玻色化，微扰重整化群，和副本技术，推导出模型的各种参数的流动方程，并评估相应的相图与拓扑和无序为主的阶段。我们确认上述结果，考虑一个更微观的方法，从三维s波超导体和纳米线之间的隧穿哈密顿开始。我们再次发现，相互作用驱动系统进入拓扑相，并作为来自隧道哈密顿量的源项的强度增加，强烈的电子-电子相互作用需要达到拓扑相。
2018-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting junction of a single-crystalline Au nanowire for an ideal Josephson device
我们报告的单晶金纳米线，连接到铝电极的超导结的制造和测量。电流-电压特性曲线显示出明显的超导转变温度以下的Al和量子化的电压平台上的应用微波辐射的超导分支，从约瑟夫森关系预期。在正常金属（Au）和超导体（Al）之间的界面处形成非常接近理想极限1的高度透明（0.95）接触。非常高的透明度归因于Au纳米线的单一结晶性和Au与Al之间形成的无氧化物接触。差分电导的子隙结构很好地解释了介观约瑟夫森结的标志--相干多次Andreev反射（MAR）。这些观察结果表明，单晶Au纳米线可用于开发利用相干电输运的新型量子器件。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zero-energy Andreev bound states from quantum dots in proximitized Rashba nanowires
我们研究了一个Rashba纳米线的分析模型，该纳米线被薄超导层部分覆盖并耦合到薄超导层，其中纳米线的未覆盖区域形成量子点。我们发现，即使没有拓扑超导相的可能，有一个平凡的Andreev束缚态，成为钉扎指数接近于零能量的函数时，磁场强度的量子点的长度是关于其自旋轨道长度调谐，使得法布里-珀罗型的共振条件得到满足。在这种情况下，我们发现，Andreev束缚态仍然钉扎在接近零的塞曼能量，超过Andreev束缚态能级之间的特征间距，但小于自旋轨道能量的量子点。重要的是，由于Andreev束缚态的钉扎仅取决于量子点的性质，因此我们得出结论，这种行为与拓扑超导性无关。为了支持我们的分析模型，我们还进行了混合系统的数值模拟，同时明确纳入薄超导层，表明我们的分析模型的所有定性特征也存在于数值结果。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux-induced Topological Superconductor in Planar Josephson Junction
具有附着在其顶表面上的正常金属的平面约瑟夫森结由于其三维性质而将形成中空纳米线结构。在这种中空纳米线结构中，由小磁场（约0.01 T）感生的磁通量将使系统调谐到拓扑非平凡相，因此在纳米线的端部处将形成两个马约拉纳零模。通过调节正常金属的化学势，可以获得几乎所有能带能量的拓扑非平凡相。此外，系统可以方便地通过超导体之间的相位差在拓扑平凡和非平凡相位之间进行调谐。这样的设备，通过通量可操纵，可以方便地制造成所需的2D网络。最后，我们还提出了一种通过控制相位差实现马约拉纳零模编织的十字形结。
2019-06-27 cond-mat.supr-con
Anomalous and diode Josephson effect in junctions with inhomogeneous ferromagnetic barrier and interfacial Rashba spin-orbit coupling
University of Montenegro, Faculty of Natural Sciences and Mathematics（黑山大学自然科学与数学学院）；University of Belgrade, Faculty of Physics（贝尔格莱德大学物理学院）
研究了平面二维约瑟夫森结中异常和二极管约瑟夫森效应，通过分析对称性和数值计算揭示了非对称输运机制及超导序参数方向的影响。
2026-05-11 cond-mat.supr-con
Pb/InAs nanowire Josephson junction with high critical current and magnetic flux focusing
我们研究了由高掺杂$n$的InAs纳米线和超导Ti/Pb源漏引线形成的介观约瑟夫森结。通过改变温度和外加面外磁场，研究了系统的电流-电压特性。Pb电极的超导性持续到$ \sim 7$ K，磁场值高达0.4 T。约瑟夫森耦合在零背栅电压观察到高达4.5 K和临界电流被测得高达615 nA。作为磁场的函数的超电流抑制揭示了衍射图案，该衍射图案由形成结的超导电极提供的强磁通量聚焦来解释。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-resolved nonlocal transport in proximitized Rashba nanowires
本文数值研究邻近效应Rashba纳米线，提出利用自旋极化侧向引线的非局域电导符号探测准粒子自旋密度，并实现拓扑相变识别及CAR/ECT过程切换。
2024-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson coupling driven magnetoresistance in superconducting NiBi3 nanowires
本研究通过对比含与不含Ni杂质的100 nm宽颗粒状NiBi₃纳米线的磁阻测量，证实磁性杂质引发的随机约瑟夫森耦合是导致负磁阻与磁阻振荡的原因，验证了相关理论预言。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Junction of Nodal Superconductors with Rashba and Ising Spin-Orbit coupling
研究Rashba自旋轨道耦合对Ising超导体节点相的影响，发现特定磁场方向下残余镜面对称性保护节点晶态相，其Josephson结电流相位关系呈现平庸的$2π$周期性。
2024-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Energy spectrum and current-phase relation of a nanowire Josephson junction close to the topological transition
一个半导体纳米线接近的$s$波超导体可以调整到一个拓扑状态，通过施加磁场。这种量子相变的标志是在导线两端出现马约拉纳零模。在两个纳米线之间的结处的Majorana模式的融合导致$4π$ -周期性约瑟夫森效应。我们阐明如何在高度透明的短纳米线结的拓扑相变的$4π$周期性出现。由于高的传输系数，来自不同导线的马约拉纳零模强烈耦合，由邻近诱导的，场无关的配对势设置的能量尺度。同时，超导关联和塞曼分裂之间的竞争所定义的拓扑谱隙在跃迁点附近变窄。由此产生的杂交的融合马约拉纳状态的光谱连续强烈影响电子的状态密度在结和约瑟夫森能量。我们研究了这种杂交的表现形式在约瑟夫森电流的能谱和相位依赖性。我们查明实验观察到的签名的拓扑相变，重点与弱反向散射的交界处。
2019-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bridging the gap between nanowires and Josephson junctions: a superconducting device based on controlled fluxon transfer across nanowires
超导电子学的基础可以大致分为两种技术：约瑟夫森结和超导纳米线。虽然约瑟夫森结（JJ）由于其高速和低功耗而仍然是主导技术，但最近提出的纳米线器件提供了诸如增益、高扇出和与CMOS电路的兼容性的改进。尽管有这些好处，但基于超导的电子器件在很大程度上限于二进制操作，器件在超导状态和由不受控制的热点动态控制的高阻抗电阻状态之间切换。与JJ不同，它们不能通过连续切换增加输出，并且它们的操作速度受到缓慢的热复位时间的限制。因此，需要一种中间器件，其具有纳米线的接口能力，但具有更快的、适度的响应，允许调制输出。在这里，我们提出了一个纳米线器件的基础上控制通量输运。我们表明，该设备是能够响应成比例的强度，其输入，不像其他纳米线技术。该器件可以被操作以产生具有可区分状态的多电平输出，其可以通过电路参数来调谐。实验结果和MEMS电路模拟之间的协议表明，该设备是经典的，可以很容易地设计的应用程序，包括使用作为一个多级存储器。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Fully in-situ InAs nanowire Josephson junctions by selective-area growth and shadow evaporation
采用一种特殊的超导电极阴影蒸镀工艺，原位制备了基于InAs半导体纳米线和Nb超导电极的约瑟夫森结。与其他金属超导体如Al相比，Nb具有更大的超导能隙的优点，这允许在更高的温度和磁场下操作。我们的结是通过在两个相邻的倾斜Si（111）面上选择性生长的InAs纳米线对上阴影蒸发Nb来制造的，并且彼此以很小的距离交叉。相对于沉积源的上部线充当确定下部纳米线上的超导电极的间隙的荫罩。电子显微镜测量表明，完全原位制备方法给出了一个干净的InAs/Nb界面。在电流-电压特性曲线中观察到明显的约瑟夫森超电流，并可通过底栅进行控制。0.68的过量电流表示高的结透明度。在微波辐射下，观察到明显的整数夏皮罗台阶，表明正弦电流-相位关系。由于Nb的临界场很大，在超过1 T的磁场下仍能维持约瑟夫森超导电流。我们的研究结果表明，原位制备的Nb/InAs纳米线接触是非常有趣的候选人超导量子线路需要大磁场。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
