P-wave pairing near a spin-split Josephson junction
本研究探究自旋劈裂超导体间约瑟夫森结的特性,发现劈裂的安德列夫束缚态可引发基态跃迁与超电流阻塞,将其归因于结附近p波配对占主导,并通过配对通道分析和噪声谱验证了该结论。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge-induced pairing states in a Josephson junction through a spin-polarized quantum anomalous Hall insulator
尽管量子霍尔系统的手征边缘模对超导邻近效应具有鲁棒性,但在适当的设置下,库珀对可以穿透手征边缘沟道并携带约瑟夫森电流。我们从符合手征边缘模的对对称性角度研究了自旋极化的量子反常霍尔绝缘体(QAHI)的约瑟夫森结,其Chern数为$ν=1$,连接常规超导体.诱导配对态是等自旋三重态,是偶数和奇数频率分量的组合,非局部扩展,具有有限动量$2k_F$。等自旋三重态配对的签名通过对界面磁化方向的依赖来确认,并且通过异常格林函数的空间轮廓来确认有限动量配对状态的签名。在存在无序的情况下,手征边缘模的鲁棒性导致临界电流和平衡相位差对无序组态的高灵敏度,这是由载流通道的干扰引起的。用简化的解析模型对格点模型的数值计算进行了检验。
2021-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Odd-frequency Pairing in Josephson Junctions Coupled by Magnetic Textures
Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Uppsala University(乌普萨拉大学);Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)(西班牙国家研究委员会)
研究铁磁纹理耦合约瑟夫森结中奇频率超导性和马约拉纳物理的可控平台,分析不同磁性和几何条件下诱导配对和能谱特性,揭示拓扑相中马约拉纳束缚态与鲁棒奇频率等自旋三重态配对共存的特性。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectricity carried by proximity-induced odd-frequency pairing in ferromagnet/superconductor junctions
我们探讨的作用,邻近诱导的奇频配对的热电铁磁体耦合到一个传统的$s$波自旋单态超导体通过自旋活性界面。通过改变铁磁体中的极化及其方向和界面自旋轨道相互作用强度,我们分析了铁磁体中所有邻近感生对振幅的行为及其对热电系数的贡献。基于对Seebeck系数的计算结果,我们预测奇频自旋三重态库珀对比常规自旋单重态偶频对更能有效地增强结的热电性,尤其是混合自旋三重态对更有利.我们的热电优值的结果表明,铁磁/超导结是非常好的热电系统时,超导性是由奇频率配对。
2020-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Novel properties in Josephson junctions involving the cos(kx)cos(ky)-pairing state in iron-pnictides
我们提出了一个三层$π$结,利用非常规的$s_{x^2 y^2}=\cos k_x \cos k_y$配对对称性,改变了铁pnictides中的电子和空穴费米口袋之间的符号。此外,我们还提出了薄超导体正常金属(或绝缘体)铁磷族元素化物结的Andreev束缚态的理论结果。非平凡的间隙状态的存在下,这唯一地出现在这种非常规的配对状态,是一个独特的功能相比,其他单重配对状态。
2009-08-04 cond-mat.supr-con
Electron Transport in Mesoscopic Disordered SNS Junctions
本文将介观约瑟夫森结中多次Andreev反射的散射矩阵理论推广到多模情况,并将其应用于具有扩散电子输运的短超导体/正常金属/超导体结。直流和交流的电流-电压特性进行了分析的偏置电压$V$的范围很广。对于小于超导间隙的电压,结的直流微分电导发散为$1/\sqrt{V}$。
1997-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of odd-frequency pairing in the Josephson junction current noise
在BCS超导体与其它材料的界面处自然会出现奇频(odd- $ω$)电子对关联。奇数- $ω$对的检测仍然是一个悬而未决的问题,这些对在时间上必然是非本地的。主要原因是它们对由时间-局部关联函数描述的静态测量没有贡献。因此,动态测量,这取决于非本地时间的相关性,适合于检测这些对。在这项工作中,我们研究了奇- $ω$对通过两个超导体之间的弱连接在不同的超导相位的超导噪声的签名。我们表明,有限频率电流噪声可以分解成三个不同的贡献来自偶数频率(偶- $ω$),奇- $ω$对振幅,和电子空穴关联函数。奇数- $ω$配对是铅间的(在结的不同侧的电子之间),对噪声提供正贡献,在超导相位差$π$处变得最大。相比之下,引线内偶$ω$对振幅倾向于降低噪声,除了由结的透射控制的靠近$π$的区域。
2020-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Odd-frequency Pairing in Conventional Josephson Junctions
使用一个简单的理论模型,我们证明了出现在传统的约瑟夫森结的奇频对振幅在没有电压(直流效应)和有限的电压(交流效应)的存在下。在这两种情况下,我们发现,奇数频率interlead配对出现时,约瑟夫森电流预计流动。此外,我们表明,铅间的自旋磁化率是直接影响的奇频对振幅的存在。具体地说,我们发现,自旋磁化率被抑制时,奇频分量是最大的。通过在约瑟夫森结物理学和奇频配对之间建立一种新的联系,这项工作证明了奇频配对对于理解传统超导系统的重要性。
2018-04-19 cond-mat.supr-con
Odd-frequency superconducting pairing in Kitaev-based junctions
本文研究了正常超导体(NS)和短超导体-正常超导体(SNS)结中的奇频超导关联,S区由Kitaev模型描述.我们证明,在平凡和拓扑阶段,Andreev反射是负责的偶频和奇频对振幅在接口处的共存,而正常的反射只有助于奇频配对。在NS接口,我们发现,奇频对振幅表现出大,但有限的,在低频率的拓扑相位值。这种增强是由于在界面处出现了马约拉纳零模,但值得注意的是没有发散,并且在拓扑相位之外也存在有限的奇频对振幅。我们还表明,局部的态密度和局部奇频率配对可以单独由Andreev反射深的拓扑相位的特点。此外,在短SNS结的拓扑阶段,我们发现,偶数和奇数频率振幅捕获拓扑Andreev束缚态的出现。对于超导相位差$0<ϕ<π$,奇频幅值在低频处表现出线性频率($\sim |ω|$)依赖性,而在$ϕ=π$处,由于受保护的马约拉纳零模,奇频幅值产生共振峰($\sim 1/|ω|$)。
2019-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
$π$-junction to probe antiphase s-wave pairing in iron pnictide superconductors
研究了具有反相s波对的$FeAs$基超导体与传统s波超导体之间的约瑟夫森结。在单晶磷属元素化物和铝金属之间的平面结中的平移不变性极大地增强了磷属元素化物中的电子袋对临界电流的相对权重。在磷族元素化物的宽掺杂区,平面结和点接触结具有相反的相位,这可以用来设计具有$π$相位的三结环来探测反相配对。
2009-11-12 cond-mat.str-el 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
Using Josephson junctions to determine the pairing state of superconductors without crystal inversion symmetry
对具有反对称自旋轨道耦合的两超导体平面隧道结进行了理论研究。确定了这种超导体的半空间格林函数。然后,这是用来推导表达式的耗散电流和约瑟夫森电流的结。数值计算结果的情况下,Rashba自旋轨道耦合,相关的研究化合物CePt $_3$ Si。电流-电压图,微分电导和临界约瑟夫森电流的不同的晶体取向和不同重量的单重态和三重态的配对状态。主要结论是,具有不同晶体学取向的约瑟夫森结可能提供了这类超导体中的非常规配对与晶体中不存在反转对称性之间的直接联系。
2007-11-15 cond-mat.supr-con
Presence of $s$-wave pairing in Josephson junctions made of twisted ultrathin Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+x}$ flakes
自从铜氧化物高温超导性被发现以来,基于约瑟夫森结的相敏实验被认为是确定超导体对对称性的最有说服力的证据。无论使用的结材料和几何形状如何,这些实验中涉及的量子隧穿本质上是一个纳米级的过程,因此,实际的实验结果对结结构的原子细节非常敏感。这种情况导致了关于铜酸盐配对对称性的性质的有争议的结果:虽然平面内结实验通常支持$d$波配对对称性,但那些基于两个旋转铜酸盐块之间的平面外($c$轴)约瑟夫森结的实验支持$s$波配对。在这项工作中,我们重温$c$轴实验制造约瑟夫森结与原子级控制其界面结构。我们用最先进的剥离技术制备了90多个Bi-Bi-$_2$-Sr-$_2$-CaCu-$_2$-O $_{8+x}$(BSCCO)薄片的结,用高分辨透射电子显微镜(TEM)表征了整个结区原子级平坦的结界面。值得注意的是,所得到的均匀结在不同的扭曲角都表现出一个单一的隧道分支的行为,这表明只有前半个单位电池的扭曲薄片的两侧参与约瑟夫森隧穿过程。有了这样明确定义的几何/结构和特征性的单个隧穿分支,我们反复观察到约瑟夫森隧穿在标称扭转角为45度,这是对从一个纯粹的$d$波配对的情况下的预期。我们的研究结果非常有利于一个持久的$s$波序参量在交界处的情况。
2021-07-31 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
Magnetic interference patterns in long disordered Josephson junctions
研究了外磁场中的扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结.在长结的极限情况下,我们发现约瑟夫森电流对场和结长的依赖关系的形式取决于与磁场有关的结宽和结长之比。这两种长度尺度之间的某一临界比率将两种不同的状态分开。在窄结中,临界电流表现出作为结长或磁场的函数的纯衰减。在宽结中,临界电流表现出阻尼振荡作为相同的参数的函数。这种阻尼振荡行为不同于典型的短结或隧道结的夫琅和费模式。在宽的和长的结中,超导对关联和超导电流沿着结的边缘局部化。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic Andreev $π$-reflection and Josephson $π$-junction for centrosymmetric spin-triplet superconductors
本文系统地研究了Andreev $π$ -相位和轨道相位对约瑟夫森效应的影响。当系统是中心对称的时反不变性时,这两个相位只出现在奇宇称对中。Andreev $π$ -相位与奇宇称对的具体形式无关,并且意味着在Andreev反射中进入和离开CTSC的自旋三重态库珀对之间的固有$π$ -相位。轨道相位对应于具有相反自旋极化的自旋三重态库珀对之间的相位差,并取决于奇宇称能隙函数的具体形式。当约瑟夫森结的正常区与具有特定奇宇称配对的CTSC同一侧接触时,两相之间的竞争可以导致约瑟夫森$π$结。注意,该结不同于传统的约瑟夫森结(JJ),并且根据其几何形状被称为U形结。同时,在常规JJ中,这两个阶段的相互作用导致它们对CPR的影响被完全抵消。因此,无论CTSC具有什么样的配对对称性,在这种情况下都将导致约瑟夫森0结。我们得到我们的结果的基础上的模型的M $_{x}$ Bi $_2$ Se $_3$家族,其中M可以是Cu,Sr,或Nb。因此,我们提出了通过一个U形约瑟夫森结的超导量子干涉装置来检测M $_{x}$ Bi $_2$ Se $_3$的配对对称性。
2020-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of proximity effect in $s+p$-wave superconductor junctions
我们推导出适用于混合宇称配对的扩散正常金属/非常规超导体结的Nambu Keldysh格林函数的边界条件。将该理论应用于一维$s+p$波超导体模型,计算了DN中的LDOS和DN / $s+p$波超导结的电荷电导。当对势的$s$波分量占优势时,LDOS在零能处具有类能隙结构,DN中占优势的对是偶频自旋单重态$s$波。另一方面,当$p$波分量占主导地位时,所得到的LDOS具有零能量峰,并且DN中的主导配对是奇数频率自旋三重态$s$波。当对势的$p$波分量的幅值大于$s$波分量的幅值时,我们证明了电导量子化的鲁棒性。这些结果表明自旋三重态超导结特有的反常邻近效应的鲁棒性。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect and spin-triplet pairing correlations in SF1F2S junctions
本文从理论上研究了由两个具有透明界面的金属单畴铁磁体(F1和F2)连接的常规超导体(S)组成的平面SF_1F_2S结中的约瑟夫森效应和配对关联。我们得到自旋单重态和三重态对振幅和约瑟夫森电流相位关系的任意取向的磁化使用Eilenberger方程的自洽解决方案在清洁的限制和一个温和的无序铁磁体。我们发现,长程自旋三重态关联不能占上风,在对称的结具有相等的铁磁层。令人惊讶的是,长程自旋三重态相关给出了占主导地位的二次谐波的约瑟夫森电流相位关系的高度不对称的SF 1F 2S结。这种效应对铁磁体的层厚度和交换能的适度无序和变化是鲁棒的。
2011-07-12 cond-mat.supr-con
Controllable odd-frequency Cooper pairs in multi-superconductor Josephson junctions
本文研究多超导体约瑟夫森结中的非局域配对关联,发现超导相位和能量可高度控制非局域偶频与奇频配对,并证明奇频库珀对通过交叉安德烈耶夫反射主导非局域电导,为奇频配对提供直接证据。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Resonant propagation of fluxons in corner junctions with triplet pairing symmetry
给出了非常规三重态超导体和s波超导体构成的阻挫约瑟夫森结中I-V特性的数值解,并描述了磁通子的运动.在顺列几何和长长度限制中,移动整数通量与绑定分数通量相互作用,但不能改变其位置或极性。我们观察到不同模式的多通量传播。在小长度的限制下,移动通量是静态情况下存在的稳定解的组合,并且在I-V图中引入了额外的步骤。
2002-08-25 cond-mat.supr-con
Matrix-pairing states in the alkaline Fe-selenide superconductors: exotic Josephson junctions
多带碱性铁硒化物和最近的重费米子CeCu $_{2}$ Si $_{2}$确实具有非常规性质,它们显示出完全带隙但变号的超导性(SC)。一个双轨道的配对状态,称为$sτ_{3}$,与非平凡的矩阵结构,被提出作为一个候选人能够调和这些SC的看似矛盾的属性。出于非平凡的轨道结构的建议$sτ_{3}$状态,它具有轨道选择性配对结构,我们研究原型约瑟夫森结,其中至少有一个引线是在SC状态的这种。在两个简并轨道(带)的极限和一个简单的连接杂交形式的这些路口的分析揭示了几个显着的性能。一个是出现了无带隙的,纯粹的电子和空穴的束缚态的$sτ_{3}-N-sτ_{3}$结与任意的全球之间的相位差的铅,同样的$sτ_{3}-N-I$结。另一个是静态约瑟夫森电流的情况下,当两个引线是SC的。在这两个特征中,$sτ_{3}$结与传统的约瑟夫森结有很大的不同。我们还发现,无隙束缚态的轨道交换对称性的保护,虽然保护不是拓扑。打破这种对称性的结,如$sτ_{3}-N-s$,具有带隙的Andreev束缚态。一般来说,一旦两个轨道的简并被解除,约瑟夫森效应也会重新出现。我们支持这些结论,通过分析和数值计算结果的束缚态,以及微观计算的约瑟夫森电流。我们的研究结果表明,涉及$sτ_{3}$配对在碱性铁硒化物的结一般会有一个小的间隙,以及极大地抑制约瑟夫森电流的束缚态。
2021-08-11 cond-mat.supr-con
Cooper Pair Shape in Normal-metal/Superconductor Junctions
在s波超导体中,库珀对波函数在动量空间中是各向同性的。由于邻近效应,从超导体进入正常金属的库珀对也具有这种性质。然而,我们发现,这样的演绎是不正确的,在正常的金属配对功能是令人惊讶的各向异性,因为准粒子干涉。我们计算了NS双层膜中的角分辨准粒子态密度,它反映了配对函数的各向异性形状。我们还提出了一个磁隧道光谱实验,可以证实我们的预测。
2007-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
0-$π$ phase shifts in Josephson junctions as a signature for the $s_{\pm}$-wave pairing state
本文研究了在扩散极限和弹道极限下超导铁磷化合物的约瑟夫森结。我们专注于建议的$s_\pm$波状态,并发现相对相移固有的$s_\pm$波状态可以提供0- $π$振荡的约瑟夫森电流。这个特征可以用来区分这种配对状态从传统的s波对称性。0- $π$振荡表现为每个频带的界面电阻的比率的函数,并且更重要的是,表现为温度的函数,这极大地有助于它们的检测。
2009-06-18 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
Multiple Majorana bound states and their resilience against disorder in planar Josephson junctions
本文研究了平面约瑟夫森结中多个马约拉纳束缚态的局域化特性,发现三种拓扑超导区控制其分布,并证明这些束缚态在二维几何结构中对非磁性无序具有鲁棒性,适量无序反而能减少能级分裂。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Pairing symmetry conversion by spin-active interfaces in superconducting junctions
我们研究了当正常金属与超导体之间的界面是自旋活跃的而正常金属是弹道的或扩散的时,连接到超导体的正常金属中的邻近诱导超导相关。值得注意的是,对于任何界面自旋极化有一个临界界面电阻,在此之上,常规的偶数频率邻近分量完全消失在化学势,而奇频分量仍然有限。我们提出了一种方法来明确地观察奇频分量。
2009-02-07 cond-mat.supr-con
Spectral properties of disordered Ising superconductors with singlet and triplet pairing in in-plane magnetic fields
本文研究了面内磁场下具有伊辛自旋轨道耦合的无序超导体的谱性质,提出了修正自洽条件的简单公式,可自洽计算单重态和三重态序参量及态密度,并探讨了三重态配对对幻影能隙的影响。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Possible pi-phase shift at interface of two pnictides with antiphase s-wave pairing
本文研究了两个全同铁磷族元素化合物反相s波配对的约瑟夫森结的性质。如果结势垒较厚,并且两个铁磷族化合物相对于界面在一定方向上取向,则发现π相移。我们的理论提供了一个可能的解释所观察到的半整数磁通量子跃迁在铌/多晶NdFeAsO环,和属性的π相移的Fe pnictides的晶粒间结。
2010-09-24 cond-mat.supr-con
Intrinsic non-magnetic $ϕ_0$ Josephson junctions in twisted bilayer graphene
研究魔角扭曲双层石墨烯对称结中由手性配对和非平凡拓扑引起的内禀非磁性 $ϕ_0$ 约瑟夫森效应,并证明可通过静电调控增强和控制该效应。
2023-09-14 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
Disorder Induced Fluctuations of the Pairing Parameter in P-Wave Superconductors
我们用微扰法研究了位对角无序对振幅的影响。本文利用一个具有位间吸引的扩展哈伯德模型,分析了非磁无序时序参量的涨落,并讨论了p波配对时各种解的不稳定性。
2001-08-21 cond-mat.supr-con
Spin and Charge Currents in SNS Josephson Junction with f-wave Pairing Symmetry
基于艾伦伯格方程,研究了具有三重态f波超导体的干净超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结中的输运性质和局域态密度。研究了正常金属厚度和超导体带隙矢量间的取向差对自旋电流和电荷电流的影响。在没有电荷流的情况下,当超导体之间存在一定的相位差时,我们发现了自旋电流,这是由d矢量的不对准引起的,同时我们还发现了自旋电流的非常规行为。d-矢量的不对准也引起正常金属中的态密度的零能量峰。
2010-04-09 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
Enhanced spin-triplet pairing in magnetic junctions with s-wave superconductors
超导自旋电子学、马约拉纳费米子和拓扑保护量子计算的一条共同途径依赖于自旋三重态超导性。虽然自然发生的自旋三重态配对是难以捉摸的,甚至常见的自旋三重态候选者,如Sr $_2$ RuO $_4$,支持替代解释,异质结构中的邻近效应可以克服这些限制。磁性结中的自旋三重态超导性依赖于高自旋极化的磁体或复杂的磁性多层膜。相反,我们预测,界面自旋轨道耦合和势垒强度的相互作用,在简单的磁性结,只有一个小的自旋极化和s波超导体,可以导致几乎完整的自旋三重态超导邻近效应。这种特殊的行为源于一种有效的完美透明性:界面自旋-轨道耦合抵消了给定自旋和波矢状态的本征势垒。我们发现,增强的自旋三重态制度的特点是电导磁各向异性的巨大增加,数量级大于正常状态。
2019-04-24 cond-mat.supr-con
Why shot noise does not generally detect pairing in mesoscopic superconducting tunnel junctions
本文通过新开发的放大器实验揭示,典型介观超导隧道结中散粒噪声因大量低透明度通道而保持单电子电荷水平,无法检测配对,并据此提出可检测电子配对的结设计指南。
2024-03-15 cond-mat.supr-con
Critical currents in Josephson junctions, with unconventional pairing symmetry: $d_{x^2-y^2}+is$ versus $d_{x^2-y^2}+id_{xy}$
本文用唯象的Ginzburg-Landau理论计算了$d_{x^2-y^2}+ix$波(其中$x=s$或$x=d_{xy}$)和s波超导体拐角处可能存在的自发涡旋态。我们研究了磁通量和临界电流调制与结取向角$θ$,序参量的大小,和磁场$H$。可以看出,临界电流$I_c$与磁通量$Φ$的关系对于$x=d_{xy}/s$是对称/不对称的,当取向正好使得主导$d_{x^2-y^2}$波序参数的瓣指向两个结时,这两个结对于角结是直角的。结论是$I_c(Φ)$关系的测量可以区分序参数具有哪种对称性($d_{x^2-y^2}+is$或$d_{x^2-y^2}+id_{xy}$)。
2001-06-26 cond-mat.supr-con
Effect of disorder on coherent quantum phase slips in Josephson junction chains
我们研究了约瑟夫森结链中的相干量子相位滑移,包括两种类型的淬火无序:结面积的随机空间调制和随机感生背景电荷。通常情况下,量子相位滑移幅度对环中超导相位振荡的正常模式结构(Mooij-Schön模式,它们都是由面积无序局域化的)敏感。然而,我们发现,模式的贡献是小的无序引起的相位滑移作用的波动,和不同的结上的作用的波动主要是由本地结参数。我们研究了链上的总QPS振幅的统计,并表明它可以是非高斯的链不够长。
2018-06-25 cond-mat.supr-con
Andreev conductance in disordered SF junctions with spin-orbit scattering
本研究针对无序超导体-强半金属铁磁体结中常规Andreev反射被抑制的问题,提出利用超导体内部自旋轨道散射诱导涨落自旋三重态实现Andreev输运的机制,可解释长程三重态邻近效应并用于测量超导材料自旋轨道散射时间。
2024-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Minigap in a long disordered SNS junction: analytical results
我们回顾和完善的分析结果的状态密度在长无序超导体正常金属超导体结的透明界面。我们的分析包括在零和跨结的相位差PI附近的minigap的行为,以及能量远大于minigap但远小于超导能隙的态密度。
2002-04-03 cond-mat.supr-con
Magnon-induced transparency of a disordered antiferromagnetic Josephson junction
Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院光谱学研究所)
本研究通过磁子激发反铁磁体,增强了超导近邻效应,为超导自旋电子学提供了新可能。
2026-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder effects in planar semiconductor-superconductor structures: Majorana wires versus Josephson junctions
本文数值分析了平面 Josephson 结在电荷杂质与表面粗糙度无序下的低能物理,发现其拓扑超导相通常比混合纳米线更具鲁棒性,但大化学势区间会引发破坏 MZMs 稳定性的巨大有限尺寸效应。
2025-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Odd-frequency pairing in normal metal/superconductor junctions
本文研究了弹道正常金属/超导体(N/S)结中的诱导奇频配对态,其中超导体具有偶频对称性,正常金属层具有任意长度。使用准经典格林函数的形式主义,我们证明,相当普遍的,在交界处的对振幅有一个混合物的奇频分量,由于故障的平移不变性附近的N/S接口的对潜在的收购空间依赖性。如果超导体具有偶宇称对势(自旋单态s波态),则在N/S界面附近产生奇宇称的奇频配对分量,而在奇宇称对势(自旋三重态$p_{x}$-波或自旋单态$d_{xy}$-波)的情况下,则产生偶宇称的奇频配对分量。我们发现,在传统的s波结,奇频配对状态的振幅增强的能量对应的峰值在当地的态密度(LDOS)。在$p_x$波和$d_{xy}$波结中,N/S界面S侧的奇频分量的振幅在零能量处增强,其中由于对势的符号变化而出现中间带隙Andreev共振态(MARS)。奇数频率分量延伸到N区域中,并且在对应于LDOS峰值位置(包括MARS)的能量处超过偶数频率分量。
2007-05-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Properties of the zero energy Andreev bound state in a two sublattice SNS junction
我们研究了由两个本征自由度组成的超导体-正常金属-超导体(SNS)结中零能Andreev束缚态的性质。假设正常金属两侧的超导体具有两个子晶格,其中$intra$-子晶格配对在两个子晶格之间具有零相位或$π$。此外,我们加入一个均匀的$inter$-子晶格配对,并研究其对局域态密度(LDOS)的影响。特别地,我们发现,当打开子晶格间配对时,当跨子晶格的相位差为$π$(零)时,零偏置峰(ZBP)是不稳定的(鲁棒的)。我们讨论了我们的结果的相关性,最近提出的奇宇称$-η$配对基态在铁基超导体(FeSC)。
2016-05-24 cond-mat.supr-con
Diode effect in the Fraunhofer pattern of disordered planar Josephson junctions
University of Florence(佛罗伦萨大学);Technology Innovation Institute(技术创新研究所)
研究无序对平面约瑟夫森结弗朗霍费尔模式中二极管效应的影响,发现对称结构禁止效应,节点点放大效应,并扩展至多端口和并联系统。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson junctions of 2D time-reversal invariant superconductors: signatures of the topological phase
我们确定了包含二维时间反转不变拓扑超导体(TRITOPS)的约瑟夫森结的二端组态的电流相位关系(CPR),包括TRITOPS-TRITOPS,以及拓扑和非拓扑超导体之间的结(TRITOPS-S).我们专注于长结,其中几个通道通过结的隧道耦合干预。我们描述了不同TRITOPS模型的拓扑边模,包括$p$波配对和$s$波配对与自旋轨道耦合的组合。我们推导出描述约瑟夫森结的有效低能哈密顿量,并通过解析求解,解释了边缘态对约瑟夫森电流的贡献随相位偏置的变化。我们发现,边缘模式产生奇异修正的CPR两种交界处类型。主要的影响发生在半通量量子相位$ϕ\approx π$在TRITOPS-TRITOPS结和整数通量量子相位$ϕ\approx 0$ TRITOPS-S结的Majorana零模式的响应,分别。前一种效应在双组分超导体中特别强。后一种效应导致TRITOPS-S结中的时间反演对称性自发破缺,并导致体边界对应的击穿。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder in two dimensional Josephson junctions
考虑热涨落、随机磁场和外电流的影响,导出了二维(即大面积)约瑟夫森结的有效自由能。我们表明,通过使用复本对称性破缺的方法,该结有四个不同的阶段:无序,约瑟夫森有序,玻璃相和共存的约瑟夫森顺序与玻璃相。在S=1/2处,接近共存到玻璃化转变的临界电流为~(面积)^{-s+1/2},其中S是无序的量度。我们的结果可以解释在温度远低于体的临界温度的高T_c三层结的结有序。
1998-01-01 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
Andreev processes in mesoscopic multi-terminal graphene Josephson junctions
该研究结合实验与电路网络模型分析石墨烯四端 Josephson 结,指出微分电阻中的类多重态 Cooper 配对特征也可能源于半经典 RCSJ 网络效应。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-dependent superconducting pairing symmetry in doped graphene
该研究采用行列式量子蒙特卡罗方法,探究掺杂石墨烯中二维蜂窝晶格Hubbard模型的超导序对键无序的响应,发现高电子密度下无序增强可使配对从$d+id$波主导转为扩展$s$波主导,低电子密度下强无序则无两种配对,为理解掺杂材料超导行为提供参考。
2024-08-14 cond-mat.supr-con
Spatial fluctuations of the pairing potential in disordered superconductors
研究了具有格点间吸引的扩展哈伯德模型中格点对角非磁性无序对α对振幅的影响。通过对势涨落的分析,讨论了无序条件下混合溶液's+d'和's+ id'的不稳定性。无序对扩展的s波和d波超导体的影响似乎是可比的,但在相图的某些区域,即使是弱无序也可以改变序参量的对称性。
2001-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
Dirac-fermions and conductance-oscillations in (s,d)-wave superconductor/normal graphene junctions
我们研究了正常/超导体石墨烯异质结构中的量子输运,包括超导区域中各向异性配对势的可能性。我们发现,在某些情况下,电导显示一个无阻尼的,振荡的行为作为施加的偏置电压的函数。此外,我们研究电导谱的d-波配对对称性的影响。这些结果结合了石墨烯电子结构的不寻常特征和在高温超导体中发现的非常规配对对称性。
2007-07-30 cond-mat.supr-con
dc Conductivity of an array of Josephson junctions in the insulating state
本文研究了库仑阻塞体系中弱无序排列约瑟夫森结的微观低温输运。我们表明,在足够低的温度下,直流电导率的主要贡献来自运动的单库珀对激发,分散在阵列中的不规则性。电导率与激发态的浓度成正比,在温度范围内呈指数关系,其激活能接近于硅岛上库珀对的充电能。应用图解法处理无序势,我们计算了类德鲁德电导率,得到了弱的局域化修正。在足够低的温度或强无序下,库珀对的安德森局域化是一种非线性的局域化。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Junction through a Disordered Topological Insulator with Helical Magnetization
本文研究了由三维拓扑绝缘体无序表面态构成的约瑟夫森结中的超导和邻近涡旋。在一个政权的螺旋磁化的旋转周期大于结的宽度,我们发现超导0-π交叉作为结的厚度,磁化强度和固有的螺旋调制和表面状态的参数的函数。超导电流反转与邻近诱导的涡旋相关联,沿着结宽度成核,其中涡旋的数量和它们的位置可以通过超导相位差和上述参数来操纵。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Modulation of pairing symmetry with bond disorder in unconventional superconductors
我们研究了一个双轨道的$t$-$J_1$-$J_2$模型,该模型最初是为了描述铁基超导体在低能量下,在键无序的存在下(通过次近邻$J_2$-键稀释)。利用Bogoliubov-de Gennes方法,我们自洽地计算了局域对振幅和相应的态密度,结果表明当无序强度增加到$J_1\lesssim J_2$时,主导对对称性从$s_\pm$波变为$d$波.此外,结合的配对相互作用和强键无序导致$s_\pm$波"岛"的形成嵌入在$d$波"海"中的超导相干长度尺度。这幅图进一步补充了无序平均的对-对关联函数,与潜在无序的情况不同,在这种情况下,"海"是绝缘的。由于这种不可避免的空间不均匀性的形成,超导$T_c$确定的超流密度$ρ_s(T)$明显偏离由传统的Abrikosov-Gorkov理论预测的值,其中配对振幅被视为均匀抑制的无序增加。
2017-04-21 cond-mat.supr-con