Effects of finite superconducting coherence lengths and of phase gradients in topological SN and SNS junctions and rings
我们研究了有限邻近超导(SC)相干长度的影响,在SN和SNS结组成的半导体拓扑绝缘线的两端连接到一个或两个s波超导体。我们发现,这样的系统的行为完全作为SN和SNS结从一个单一的线,其中一些区域是坐在超导体的顶部,拓扑SC区域的大小由SC相干长度确定。我们还分析了在NS界面上的非完美传输的Majorana费米子的空间扩展的效果。此外,我们研究了连续相位梯度在开放和封闭(环)SNS结的影响。我们发现,这样的相位梯度在马约拉纳费米子的空间局域化中起着重要的作用。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effects and Andreev reflection in mesoscopic SNS junction with perfect NS interfaces
本文报道了用6 nm厚的超导多晶PtSi薄膜制作的超导薄膜-普通金属丝-超导薄膜(SNS)结的低温输运测量结果。研究了两种不同长度L=1.5 $μ$ m和L=6 $μ$ m,宽度W=0.3 $μ$ m的普通金属丝结构。零偏置电阻下降有关的对电流邻近效应,观察到所有的结,而次谐波能隙结构起源于相位相干的多个Andreev反射只发生在SNS结与短线。
1999-07-18 cond-mat.mes-hall 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
Non-equilibrium current noise in mesoscopic disordered SNS junctions
本文用多重Andreev反射(MAR)的散射理论计算了超导体-正常金属-超导体(SNS)结中的电流噪声。结果表明,在具有任意透明度$D$的单模结和多模无序结中,噪声在$eV=2Δ/n$、$n=1,2,... $处均表现出次谐波带隙奇异性.随着偏压的降低,有效转移电荷$q^*=S_I(0)/2I$的单调增加叠加了次谐波结构。噪声的其他特征包括在具有小$D$的结中$q^*$的阶跃式增加,以及在小电压和过量噪声$S_{ex} = 2eI_{ex}$下的发散$S_I(0) \propto V^{-1/2}$,其中$I_{ex}$是在具有扩散输运的结中在大电压下的过量电流。
1999-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inverse Spin Hall Effect in SNS Josephson Junctions
我们考虑SNS结中的直流超电流。自旋轨道耦合与塞曼场的结合可以在正常导体中诱导有效矢量势。因此,沿横向变化的面外自旋密度导致超导端子之间的纵向相位差。由此产生的平衡相相干超电流类似于正常导体中的非平衡逆自旋霍尔效应。我们显式计算的Rashba自旋轨道耦合在一个无序的二维电子气与非均匀垂直塞曼场的效果。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium Josephson diode effect in periodically driven SNS junctions
本研究提出周期驱动的超导体-正常金属-超导体(SNS)结可产生非平衡约瑟夫森二极管效应,揭示了两种对称性破缺构型下的二极管效应及反常电流现象,且该效应在绝热极限下消失。
2023-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Self-consistent solution for proximity effect and Josephson current in ballistic graphene SNS Josephson junctions
我们使用紧束缚的Bogoliubov-de Gennes(BdG)形式自洽地计算了弹道石墨烯SNS约瑟夫森结中的邻近效应、约瑟夫森电流和局域态密度。短和长的结,相对于超导相干长度,被认为是,以及不同的掺杂水平的石墨烯。我们发现,自洽性并没有显着改变电流相位关系较早得出的短结使用非自洽Dirac-BdG形式主义,但预测一个显着增加的临界电流与更强的结长度依赖。此外,我们表明,在没有费米能级之间的N和S区域的不匹配的结超导性持续存在,即使在最长的路口,我们可以调查,表明在正常区域的发散金斯堡-朗道超导相干长度。
2008-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mutation of Andreev into Majorana bound states in long NS and SNS junctions
我们研究了一维拓扑SN和SNS长结,通过将拓扑绝缘纳米线放置在一个或两个SC有限尺寸的引线附近获得。使用Phys. Rev. Lett.中引入的Majorana极化序参量(MP)。108,096802(2012)(arxiv:1109.5697)我们发现,线的正常部分的扩展Andreev束缚态(ABS)获得有限MP:对于有限尺寸的SN结,ABS谱表现出携带完整的马约拉纳费米子的零能量扩展态,而具有相位差$π$的长SNS结的ABS变换成携带具有相同MP的两个马约拉纳费米子的两个零能量态。考虑到它们在整个正常链接中的扩展特性,而不仅仅是靠近界面,这些马约拉纳-安德烈耶夫态可以在隧道光谱实验中直接检测到。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tail States below the Thouless Gap in SNS junctions: Classical Fluctuations
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结中无隙带下方的态密度(DOS)尾部。我们表明,长波波动的正常层中的杂质浓度导致形成的subgap准粒子状态,并计算相关的subgap DOS在所有有效的维度。我们比较由此产生的尾巴与介观间隙波动所产生的,并确定无量纲参数控制的贡献占主导地位的subgap DOS。我们观察到,这两个贡献是正式相互关联的降维。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Interference Patterns and Vortices in Diffusive SNS junctions
从理论上研究了在垂直磁场作用下扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结的电子性质和输运性质。当正常导线的宽度小于磁长H = \sqrt{Φ_0/H}时,临界电流的场依赖性从宽结中的夫琅和费模式过渡到单调衰减,其中H为磁场,Φ 0为磁通量子.我们证明了这种行为是磁涡旋结构出现在正常区域的直接后果,并预测这种结构是如何表现在局域态密度。
2007-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disappearance of Ensemble-Averaged Josephson Current in Dirty SNS Junctions of d-wave Superconductors
讨论了超导体/脏正常导体/超导体结中的约瑟夫森电流,其中超导体具有$d_{x^2-y^2}$配对对称性.约瑟夫森电流的低温行为取决于晶轴和结界面法线之间的取向角。我们表明,当取向角为$π/4$且正常导体处于扩散输运状态时,系综平均约瑟夫森电流消失。$d_{x^2-y^2}$ -波配对对称性是造成这一事实的原因。
2001-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Synchronized Andreev Transmission in SNS Junction Arrays
我们建立了一个非平衡理论的电荷转移通过一个扩散阵列交替正常(N)和超导(S)岛组成的SNSNS结,与中央S岛的尺寸小于能量弛豫长度。我们表明,在非平衡制度的中央岛作为Andreev转发器与Andreev转换在两个NS接口的中央岛相关通过在间隙传输和Andreev反射。这导致在某些谐振电压下的同步传输,这可以通过实验观察到差分电导率中的尖峰序列。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge effects in the magnetic interference pattern of a ballistic SNS junction
研究了宽超导体-正常金属-超导体(SNS)结的约瑟夫森临界电流$I_c(Φ)$与穿过它的磁通量$Φ$的关系,与传统的夫琅禾费型关系相比,从侧边反射的电子轨迹改变了函数$I_c(Φ)$.在弱磁场$B\lesssim Φ_0/d^2$中,边缘效应提升了$I_c(Φ)$中的零点,并逐渐将该函数的最小值移向通量量子的半整数倍。在$B>Φ_0/d^2$,边缘效应导致临界电流$I_c(Φ)$随着$Φ$的增加而加速衰减。在更大的领域,最终,该系统预计将进入一个政权的“经典”介观波动,这是具体的宽弹道SNS结粗糙的边缘。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev bound states and supercurrent in disordered spin-orbit-coupled nanowire SNS-junctions
本文通过单通道散射形式推导了无序自旋轨道耦合纳米线SNS结中安德烈耶夫束缚态能量和电流-相位关系的一般表达式,并简化了多种极限情况,有助于实验解析自旋混合过程。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hall effect in NS and SNS junctions
考虑了SN和SNS结中的霍尔效应。结果表明,在低温度下的霍尔电压显着抑制相比,其正常的金属值。SNS结中的霍尔电压的时间依赖性具有窄脉冲的形式,具有约瑟夫森频率。
1997-03-12 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic conductance fluctuations in InAs nanowire-based SNS junctions
本文报道了超导/正常/超导(SNS)器件Nb/InAs-纳米线/Nb中介观电导涨落的系统实验研究。这些波动远远超过它们在正常状态下的值,并且即使在低温状态下也强烈依赖于温度。这种依赖性归因于高灵敏度的完美的导电通道的失相和SNS波动,从而提供了一个敏感的探针的失相在正常的运输无法检测到它的政权。此外,电导波动是强烈的非线性偏置电压和揭示子间隙结构。实验结果定性解释的多重Andreev反射在混沌量子点与不完美的接触。
2009-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent multiple Andreev reflections and current resonances in SNS junctions
研究了有限长度任意透明量子SNS结中的相干多重Andreev反射。超导束缚态的存在下,在这些结引起了极大的增强的亚间隙电流。这种效应在低透明度结$D\ll1$和施加电压$Δ/2<eV<Δ$的间隔中最为显著,其中电流结构的幅度与结透明度$D$的一次幂成比例。共振电流结构由两粒子电流的台阶和振荡以及多粒子共振峰组成。两粒子电流结构的位置具有明显的温度依赖性,其与$Δ(T)$成比例,而多粒子共振的位置具有弱的温度依赖性,主要由结的几何形状决定。尽管共振双粒子电流很大,但在大电压下的过电流很小,并且与$D^2$成比例。Pacs:74.50+。r,74.80.Fp,74.20.Fg,73.23.Ad
2001-01-18 cond-mat.mes-hall 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
Evidence for Two Time Scales in Long SNS Junctions
我们利用微波激发来阐明长超导体/正常金属/超导体约瑟夫森结的动力学。通过在10 MHz - 40 GHz的范围内改变激励频率,我们观察到,临界和再俘获电流,推导出的结的直流电压与直流电流特性,由两个不同的时间尺度设置。当交流频率大于正常金属中的反扩散时间时,临界电流增加,而当激励频率高于正常金属中的电子-声子速率时,再俘获电流被强烈地修改。因此,临界电流和再俘获电流分别与弹性和非弹性散射有关。
2009-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density of States in a Mesoscopic SNS Junction
邻近效应的半经典理论预言了长扩散SNS结激发谱中的能隙E_g \sim hD/L^2。介观涨落导致结的正常部分中的有害局域态。结果,在低于E_g的能量处出现非零但指数小的态密度。在超矩阵非线性σ模型的框架下,这些预定域态是由于超对称破缺的瞬子组态。在正常部分的无因次电导较大的条件下,得到了半经典阈值附近DOS的精确结果。也被认为是正常和非正常区域之间的不透明的界面的情况下。在这个极限下,子能隙态的总数可能很大。
2002-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Current and Multiple Andreev Reflections in Graphene SNS Junctions
在超导体-石墨烯-超导体(SGS)约瑟夫森结中观察到约瑟夫森效应和超导邻近效应,其相干长度与超导引线之间的距离相当。通过比较测得的温度和掺杂的超导电流和邻近诱导的子间隙功能(多Andreev反射)的理论预测的依赖性,我们发现,与预期相反,弹道输运模型未能描述的SGS结。与此相反,扩散结模型产生密切的定量协议的结果。这一结论与正常状态下的输运测量结果一致,正常状态下的输运测量结果在石墨烯连接中产生比结长度短得多的平均自由程。我们表明,到目前为止,所有的设备上制造的SiO2基板(我们自己的以及其他团体的报告)属于扩散结类别。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of supercurrent enhancement in SNS junctions by non-equilibrium injection into supercurrent carrying bound Andreev states
我们报告的超电流的增强首次通过注入在介观三端平面SNSNS设备由Al在GaAs上制成。当电流以注入偏压$V=Δ(T)/e$从超导Al电极中的一个注入时,在另外两个超导电极之间的DC约瑟夫森电流具有最大值,给出了由于非平衡注入到下层半导体的束缚Andreev态中而导致的增强的证据。这种效应一直持续到平衡超电流消失的温度。
1999-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-Hall current and spin polarization in an electrically biased SNS Josephson junction
本文计算了超导体-正常2DEG-超导体(SNS)约瑟夫森结中直流电偏压引起的自旋霍尔电流和自旋极化的时间周期性。我们假设正常系统中电子的能带能量由于Rashba自旋轨道耦合而分裂。输运参数已计算内的扩散近似和使用微扰展开在一个小SN接触透明。我们发现,与稳态约瑟夫森效应相反,自旋霍尔电流不会变为零。除了由Cooper对跃迁到三重态引起的直接邻近效应之外,自旋电流和极化还由与电荷不平衡相关联的周期性电场驱动。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection Enhanced Shot Noise in Mesoscopic SNS Junctions
用SQUID测量了低阻抗透明Nb-Al-Nb结中的电流噪声,其长度与相位断裂长度相当,远长于热长度。的散粒噪声幅度进行比较,由于Andreev反射扩散正常/超导体(NS)结的双散粒噪声的理论预测。我们讨论了通过NS接口从正常部分散热。一个弱的施加磁场的1/f噪声的幅度减少了两倍,表明即使远离平衡的样品是在介观制度。
1999-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Degeneracy of Majorana bound states and fractional Josephson effect in a dirty SNS junction
本文利用哈密顿量的手征对称性,研究了二维$p$ -波超导体/脏正常金属/ $p$ -波超导体结中多个Majorana费米子的稳定性.当结$φ$的相位差为$π$时,我们将证明正常金属中所有的Majorana束缚态都属于相同的手征。由于这种纯手征特征,即使在随机势的存在下,马约拉纳束缚态在零能量处也保持了高度的简并性。因此,通过简并MBS的库珀对的谐振传输在$φ=π-0^+$处携带约瑟夫森电流,这解释了在许多先前的论文中讨论的分数电流-相位关系。
2016-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Geometry-related magnetic interference patterns in long SNS Josephson junctions
我们已经测量了临界电流依赖于两个长SNS结不同的正常线的几何形状的磁通量。样品由连接到W触点的Au线通过聚焦离子束辅助沉积制成。我们可以将磁图案从准一维正常线的单调高斯样衰减调谐到方形正常线的夫琅和费样图案。我们解释的单调极限与半经典的一维模型,我们适合两个字段的依赖性与数值模拟的二维Usadel方程。此外,我们观察到整数和分数夏皮罗步骤。整数阶跃的磁通量依赖性如预期地再现了临界电流Ic的依赖性,而分数阶跃随着磁通量的衰减比Ic慢。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Minigap, Parity Effect and Persistent Currents in SNS Nanorings
我们已经评估了一个邻近诱导的minigap的态密度(DOS)的SNS结和SNS纳米环在任意浓度的非磁性杂质。我们已经证明,各向同性的能量minigap在电子光谱打开已经在任意弱的无序,而角度分辨DOS在较高的能量可以保持强烈的各向异性。可以通过使超电流通过SNS结或通过向SNS环施加磁通量$Φ$来调谐小间隙值$ε_g$。在弱无序下发现了$ε_g$对$Φ$的非单调依赖性。我们还研究了孤立的SNS纳米环中的持续电流。对于奇数个电子在环中,我们发现了一个非平凡的电流相位(电流通量)的关系-在相对较高的无序-可能会导致一个$π$结态和自发电流的基态的系统。
2006-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in silicene-based SNS Josephson junction: Andreev reflection and free energy
研究了在垂直电场和非共振圆偏振光作用下,掺杂无偏硅烯超导体-正常超导体结(SNS)中的约瑟夫森效应.研究了亚能隙输运过程中的Andreev反射(包括回射和镜面反射)、自由能、Josephson效应的反转以及$ϕ_{0}$结的出现.与铁磁-超导体界面相反,即使在干净界面和没有费米波矢失配的情况下,NS界面中的Andreev反射也是完全的。本文指出了自由度的动态极化对$0-π$跃迁和$ϕ_{0}$结的产生所起的重要作用。衬底中带电杂质的散射影响体中的输运性质以及谷弛豫,这可以通过宏观波函数来考虑。在短结极限下,讨论了Andreev能级和自由能的近似结果。除了紧束缚模型的低能限制外,只要间距模型远大于超导能隙,就需要考虑有限尺寸效应。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of interface transmissivity and inelastic scattering on the electronic entropy and specific heat of diffusive SNS Josephson junctions
从理论上研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结中的电子熵和比热。特别是,我们认为在实际实验中发生的非理想性的影响,如在NS接口,自旋翻转和非弹性散射在N区域和准粒子亚带隙状态的超导体中的势垒的存在。我们发现,自旋翻转和非弹性散射没有,典型的参数值,一个大的影响。相反,势垒的存在抑制了N区的超导关联,其结果是熵和比热最终降低到不透明界面不存在超导性时的熵和比热。最后,我们建议一个实验,并检查它是可能的,在现实条件下,测量电子比热的超导体之间的相位差的依赖关系。
2009-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent transport and nonlocality in mesoscopic SNS junctions: anomalous magnetic interference patterns
我们表明,在{ \em弹道}介观SNS结的临界电流与磁通量的依赖性(磁干涉图案),$I_c(Φ)$,周期的变化{ \em连续和非单调}从$Φ_0$ $2Φ_0$作为结的长宽比的增长,或温度下降。在{ \em扩散}介观结中,变化甚至更剧烈,其中$I_c(Φ)$的第一个零点出现在$3Φ_0$处。这种效应是超流密度和超流速度在系统正常部分的非局域关系的一种表现,具有正常金属相干长度的特征尺度$ξ_T = \hbar v_F/2πk_BT$(弹道极限)或$\tildeξ_T = \sqrt{\hbar D/2πk_BT}$(扩散极限),并且是由于结的侧边界附近的准粒子相空间的限制而产生的。它解释了Heida等人最近观察到的$2Φ_0$ -周期性(Phys. Rev. B { \bf 57},R5618(1998))。我们得到了明确的解析表达式的磁干涉图案的结具有任意的长宽比。实验提出直接观察的$Φ_0\to 2Φ_0$ -和$Φ_0\to 3Φ_0$ -的转变。
1998-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic interference pattern in planar SNS Josephson junctions
我们研究了通过厚度为$D$的弹道正常金属层的约瑟夫森电流,在该层上沉积了两个彼此相距$L$的超导电极。在存在({ \it in-layer})磁场的情况下,我们发现临界电流$I_c(Φ)$随磁通量$Φ$的振荡与普通的磁干涉图样有很大的不同。取决于$L/D$和温度的比率,$I_c(Φ)$振荡可以具有比通量量子$Φ_0$小的周期、非零最小值和比$1/Φ$小得多的阻尼率。最近在实验中观察到了类似的异常磁干涉图样。
2007-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
I-V characteristics of SNS junctions with a multivalley normal region
University of Washington(华盛顿大学)
本文研究了多谷正常区域SNS结的I-V特性,发现时间尺度分离对超导动力学有显著影响,提出了适用于多谷超导体的Larkin-Ovchinnikov方程扩展,并发现恒定电压下电流非单调变化,存在两个峰值,可能远高于临界电流。
2026-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent Quantization in Narrow Channel SNS Junctions
本文测量了窄弹道超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森接触正常区的准粒子激发谱。增加接触中的有效化学势将电子能级转换为携带超电流的Andreev能级。这些超通道的开放导致超导量子化,表现出非普遍的行为,在一般情况下,我们讨论了它对结参数的依赖性。
1999-07-29 cond-mat.mes-hall
The Mesoscopic SNS Transistor
在介观超导体-正常金属-超导体(SNS)异质结构中,准粒子分布可以被施加在正常金属两端的电压驱动远离平衡。这减少了超导电极之间的超电流,这创造了将这些SNS结用作快速开关和晶体管的可能性。我们在准经典理论的框架下描述了该系统,并与最近的实验结果很好地吻合。我们提出了进一步的实验测试,例如电流相位关系的电压依赖性,其中包括一个过渡到$π$结。
1998-03-09 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
Two-dimensional Josephson vortex lattice and anomalously slow decay of the Fraunhofer oscillations in a ballistic SNS junction with a warped Fermi surface
约瑟夫森结的临界电流是封闭磁通量$ $的振荡函数,因为量子干涉被周期性$h/2e$调制。我们计算这些夫琅和费振荡在一个二维(2D)弹道超导体-正常金属-超导体(SNS)结。对于费米圆,振荡的振幅衰减为$1/Φ$或更快。如果费米圆强烈翘曲,就像它在带中心附近的正方形晶格上一样,我们发现当磁性长度$l_m=\sqrt{\hbar/eB}$下降到NS界面的间隔$L$以下时,振幅衰减较慢$\propto 1/\sqrtΦ$。临界电流缓慢衰减的交叉伴随着正常区域中的电流涡旋和反涡旋的2D阵列的出现,其形成具有晶格常数$\simeq l_m^2/L$的二分矩形晶格。对于圆形费米面,当只剩下通常的单行约瑟夫森涡旋时,二维晶格消失。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The effect of nearest neighbor spin-singlet correlations in conventional graphene SNS Josephson junctions
利用自洽紧束缚Bogoliubov-de Gennes方法,研究了最近邻自旋-单重键(SB)关联对石墨烯SNS约瑟夫森结与常规s波超导接触中的约瑟夫森耦合和邻近效应的影响.尽管接触中的s波超导状态,结内的SB配对状态具有d波对称性,并且干净,尖锐的界面结类似于“体块遇到体块”的情况,两个不同的超导状态之间的相互作用非常小。事实上,由于超导态的有限尺寸抑制,为了在结中实现SB配对,需要比体中更强的SB耦合常数。对于短的干净的锯齿形和扶手椅结,选择与s波状态具有零约瑟夫森耦合的d波状态,因此当SB配对状态在这些结中发展时,约瑟夫森电流减小。在更现实的结中,在界面处具有更平滑的掺杂分布和原子尺度的无序,可以实现接触s波状态和SB d波状态之间的一些耦合。此外,通过破坏界面处的适当晶格对称性以诱导另一个d波状态,可以实现非零约瑟夫森耦合,这导致约瑟夫森电流的大幅增加。我们还报告的LDOS的交界处和缺乏零能量状态的接口,尽管非常规的序参量,我们归因于两个d-波的解决方案和他们的混合在一个一般的接口附近的简并。
2009-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Two-dimensional array of diffusive SNS junctions with high-transparent interfaces
我们首次对二维阵列和单超导膜-普通导线-超导膜(SNS)结的性质进行了比较研究。我们的SNS结的NS界面是非常高的透明度,超导和正常的金属部件是由相同的材料(超导多晶PtSi膜)。我们发现二维阵列显示了一些新的特征:(i)与单个SNS结相比,零偏异常(ZBA)显著变窄;(ii)出现了亚谐波能隙结构(SGS),其最大能隙数n=16(eV= \pm 2Δ/n),但有些能隙数丢失;(iii)从二维对数弱局域化行为向金属态转变。我们的实验表明,由Andreev反射控制的相干现象不仅保持在宏观尺度上,而且还表现出新颖的显著效果。的ZBA和SGS在二维阵列的SNS结的行为强烈表明,一种新的理论方法的发展是必要的,这将自洽地考虑到电流的分布,电位,和超导序参量。
2000-08-28 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in Graphene SNS Junction with a Single Localized Defect
缺陷本质上改变了石墨烯的电子输运性质。最近的实验报告的石墨烯作为结的可能应用的动机,我们研究了输运性质的石墨烯为基础的结与单一的本地化缺陷。我们解决了Dirac-Bogoliubov-de-Gennes方程与一个单一的局域缺陷超导体正常(石墨烯)超导体(SNS)结。我们考虑了在脏极限下,通过带有重掺杂s波超导电极的未掺杂石墨烯带的隧穿电导和约瑟夫森电流的性质。我们发现,Andreev束缚态的光谱的存在下,在单一的局域缺陷的体积和最小的隧道电导保持不变的修改。约瑟夫森结呈现符号振荡。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Tunneling Conductance of The Graphene SNS Junction with a Single Localized Defect
利用Dirac-Bogoliubov-deGennes方程研究了石墨烯基超导体-正常(石墨烯)-超导体(SNS)结中的电子输运。我们考虑了在脏极限下,带重掺杂超导电极的未掺杂石墨烯带的隧穿电导特性。我们发现,Andreev束缚态的光谱的存在下,单一的局域缺陷的体积修改。最小隧穿电导保持不变,并且该结果不依赖于缺陷的实际位置。
2010-06-07 cond-mat.mes-hall
Proximity DC squids in the long junction limit
我们报告的设计和测量超导/正常/超导(SNS)接近直流鱿鱼在长结的限制,即超导回路中断的两个正常的金属线大约一微米长。由于金属之间的清洁界面,在低温下,大的超电流流过设备。直流鱿鱼状的几何形状导致通过磁通量对通过器件的临界电流进行几乎完全的周期性调制,其中通过SNS回路的通量量子的通量周期性为h/2 e。此外,我们研究了整个场的依赖性,特别是最大开关电流的低场和高场的依赖性。与著名的Fraunhoffer型振荡典型的短宽结相比,我们发现一个单调的高斯消光的临界电流在高场。如[15]所示,这种单调的相关性是长而窄的扩散结的典型特征。我们还发现在某些情况下,一个令人费解的再入低场。相反,临界电流的温度依赖性由邻近效应理论很好地描述,如Dubos { \it et al.} [16]在SNS电线上的长结限制。开关电流分布和滞后IV曲线也表明有趣的动态长SNS结的扩散时间跨结发挥了重要作用。
2007-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junction arrays and Andreev weak links: linked by a single energy-phase relation
本文从单一能量-相位关系出发,系统比较SISIS隧道结与SNS安德烈夫弱连接在极限区域中的对应关系,揭示两类约瑟夫森元件的内在联系,并讨论其在受保护量子比特设计等超导技术中的意义及关键差异。
2024-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing the electron-electron interaction in a diffusive gold wire using a controllable Josephson junction
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结的临界电流随正常区电子能量分布的变化。这是在一个4端设备中实现的,其中两个电子库之间的介观金线在其中心耦合到两个超导电极。通过改变导线的长度并在导线上施加电压,我们能够控制导线中心的电子分布函数,该中心形成SNS结的正常区域。所观察到的电压和温度的依赖性是在良好的协议与现有的理论扩散SNS结,除了低能量。然而,发现电子-电子相互作用时间$τ_0$ =10 ps,这比理论预期的快三个数量级。
1999-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson transport in YBa${}_{2}$Cu${}_{3}$O${}_{7}$ weak links created by focused-helium-ion-beam irradiation: Analysis based on diffusive-SNS-junction model
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(日本产业技术综合研究所)
本研究针对聚焦氦离子束辐照制备的YBCO弱连接,基于扩散型SNS结模型分析其约瑟夫森输运,揭示临界电流等特性的剂量依赖机制,为相关结设计提供了扩散框架。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous quantum interference effects in graphene SNS junctions due to strain-induced gauge fields
研究了应变引起的规范场对石墨烯基约瑟夫森结中超导电流的影响。我们发现,在一个恒定的伪磁场${\bf B}_S$的存在下,起源于一个弧形的弹性形变,约瑟夫森电流单调增强。这与实磁场通过结引起的超导电流振荡行为(称为夫琅和费模式)形成对比。由于时间反演对称性,应变诱导的规范场在两个谷处具有相反的方向,因此不存在振荡超电流。随后,由于${\bf B}_S$,在由来自不同谷的电子和空穴组成的束缚态所携带的电流中没有净Aharonov-Bohm效应。另一方面,当磁场和赝磁场同时存在时,我们发现Fraunhofer振荡随实磁场通量的变化而变化,我们发现Fraunhofer图案,特别是其周期,随应变诱导的规范场以及结的几何纵横比的变化而略有变化。有趣的是,两种规范场的组合在局部电流密度分布中产生了两个特殊的指纹:(i)约瑟夫森电流密度的强局部化,具有更强的最大振幅;(ii)膨胀涡核的出现-约瑟夫森电流几乎减少的有限区域-其大小随着${\bf B}_S$的增加而增加。这些发现揭示了石墨烯SNS结中应变诱导的规范场的意想不到的干涉特征,并为伪磁场的灵敏探测提供了独特的工具。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
On a Possibility to Measure Thermoelectric Power in SNS Structures
两个不同的约瑟夫森结,连接到一个加热器可以作为精确的电池。由于这些电池的热电功率的差异,在热流下,具有两个不同电池的电路$ΔT\sim 10^{-5}K$将在零电阻回路周围具有净EMF $10^{-11} V$,导致回路的磁通量随时间振荡。它表明,它的理论值是成正比的温度差,以及在两个结的热电功率的差距。
2008-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
McMillan-Rowell Oscillations in a Low Spin-Orbit SNS Semiconducting Junction
研究了由InN纳米线(N)和Al接触(S)构成的超导转变温度为Tc ~ 0.92K的SNS结的电子输运性质。随着直流偏压的增加,在E=2Δ处观察到超导准粒子输运共振峰,符合BCS理论2Δ(T=0)\equiv Δ 0 =275 \mueV .在高于2Δ的高偏压下观察到几个额外的能量线性缩放的输运共振,高达E \simeq 15Δ_0,与McMillan-Rowell振荡一致。研究了高偏压和外加磁场下McMillan-Rowell振荡的持续性。
2013-05-22 cond-mat.mes-hall
Effect of Microwaves on the Current-Phase-Relation in SNS Josephson Junctions
研究了热平衡状态下和微波辐照下长扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结的电流-相位关系(CPR)。虽然在平衡良好的协议与准经典理论的预测被发现,我们观察到的CPR的形状可以强烈影响微波照射。接近π的约瑟夫森相位差,当增加射频功率时,可以强烈地抑制超电流。我们的结果可以理解在微波激发的低洼的Andreev束缚态的微型间隙在结。在所研究的频率间隔中,当微间隙以π的相位差闭合时,该机制变得重要。
2009-02-24 cond-mat.mes-hall
Subharmonic gap structure in short ballistic graphene junctions
我们提出了一个弹道超导体-正常超导体(SNS)结的电流-电压特性的理论分析,其中一条石墨烯耦合到两个超导电极。我们专注于短结制度,其中带的长度远小于超导相干长度。我们表明,微分电导表现出非常丰富的分谐波间隙结构,可以通过调制的栅极电压。在接近狄拉克点的电导归一化的正常状态电导是相同的短扩散SNS结。
2006-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Modeling long imperfect SNS junctions and Andreev bound states using two impurities and the T -matrix formalism
我们提供了一种新的分析工具来计算长的不完美SNS结中Andreev束缚态(ABS)的能量,目前这些能量只能通过数值工具来描述。我们将NS结建模为δ函数“Andreev”杂质,即,一种局部电势,它将电子散射到自旋相反的空穴中。我们使用的散射矩阵形式主义,相当令人惊讶的是,一个“Andreev”杂质相当于NS结的特点是Andreev反射和有限数量的正常散射。ABS的能量,然后使用T-矩阵形式主义应用到一个系统与两个Andreev杂质计算。我们的结果之间的Andreev近似(ABS能量线性依赖于相位和化学势的独立性)和粒子在盒中的限制(束缚态能量是独立的相位和化学势的线性依赖性)描述的一个完美的长SNS结的限制。此外,我们恢复ABS能量的封闭形式的表达式,通过扩大周围的粒子在盒子里的限制。
2020-05-07 cond-mat.mes-hall
Phase-tunable Majorana bound states in a topological N-SNS junction
本文从理论上研究了一维正常超导体-正常超导体(N-SNS)结在两个超导体之间加偏压时的微分电导。我们特别考虑由自旋-轨道耦合半导体纳米线形成的结,纳米线的区域具有由体$s$波超导体诱导的超导配对。当纳米线被塞曼场调谐到拓扑非平凡相时,它在其末端以及两个超导体之间的界面处具有零能量马约拉纳模式。相位相关的分裂的马约拉纳模式引起的功能,提供了一个明确的区分拓扑平凡和非平凡的阶段之间的微分电导。我们计算的数值结的输运特性,并提出了一个简单的分析模型,捕捉预测的隧道光谱的主要属性。
2016-02-24 cond-mat.mes-hall
Incoherent multiple Andreev reflection in an array of SNS junctions
近年来,人们在实验上发现了许多与非相干MAR有关的有趣效应,但只有少数得到了理论上的解释。例如,如果在线性阵列的边缘处的电压是$V$,则电流-电压特性中的子振子结构不仅出现在通常的非稳态约瑟夫森效应位置$V_n=2Δ/n$(其中$n$是整数)处,而且还出现在$V_n$之外的电压处。在这封信中完成了一个肮脏的SNS结阵列的电子输运的描述步骤。结果表明,subgarmonic结构可能确实出现在“不寻常”的电压。
2010-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
2D SNS junction with Rashba spin-orbit interaction
研究了洁净极限下Rashba自旋轨道相互作用对S-2DEG-S邻近结中超电流的影响。本文将Andreev能级的Beenakker公式推广到自旋轨道散射的情形。自旋轨道诱导的Andreev束缚态的分裂的无限宽的结的预测,并与非零的正常背散射在S/N界面。然而,只要忽略2DEG中的电子-电子相互作用,约瑟夫森电流的半经典平均值对Rashba耦合不敏感。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall