Weyl points in the multi-terminal Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire devices
超导体-半导体纳米线器件的技术在过去几年中在拓扑量子计算的探索中已经成熟。这使得制造更复杂和精密的装置成为可能。我们研究了多端超导-半导体线，以获得另一种拓扑现象的可行性：它们的谱中的外尔奇异性。我们已经发现了丰富的外尔奇点的设备与中间尺寸的电极。我们描述了它们的属性和方式的奇点出现和消失时的设置参数的变化。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall
Crystalline superconductor-semiconductor Josephson junctions for compact superconducting qubits
本研究利用半导体WSe₂弱连接的垂直堆叠范德华约瑟夫森结，实现了稳健的约瑟夫森耦合及厚度依赖的行为转变，并成功制备出频率匹配设计参数的全晶体transmon量子比特，展示了其在紧凑型超导量子器件中的应用潜力。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetoconductance Oscillations in Ballistic Semiconductor-Superconductor Junctions
本文讨论了弹道半导体与超导体结中磁导振荡的机理。当界面处同时发生法向反射和Andreev反射时，出现振荡。准粒子的经典回旋运动与磁场引起的相移之间的相互作用是电导振荡的起源。
1999-09-08 cond-mat.mes-hall
Epitaxial Superconductor-Semiconductor Two-Dimensional Systems for Superconducting Quantum Circuits
固态设备上的量子比特可能提供开发可扩展的量子信息处理器所需的快速控制。在过去的二十年里，材料创新和设计突破大大提高了量子比特的功能和一致性。在这里，我们表明，通过改善作为半导体的InAs和作为超导体的Al之间的界面，可以可靠地制造压控约瑟夫森结场效应晶体管（JJ-FET），其可以用作可调谐量子比特、谐振器和耦合器开关。我们发现，带隙工程是至关重要的，在实现一个二维电子气表面附近。此外，我们展示了半导体层和超导接触之间的耦合如何影响量子比特的性质。本文给出了用结型场效应管制作的量子二能级系统中单光子和双光子吸收的非谐性和耦合强度。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Electrostatic effects and topological superconductivity in semiconductor-superconductor-magnetic insulator hybrid wires
研究了静电场对超导体-磁绝缘体混合结构中磁绝缘体和半导体导线之间邻近效应的影响。通过使用混合系统的有效模型进行自洽Schr $\ddot{\rm o}$ dinger-Poisson计算，我们发现在具有磁性绝缘体和超导体的重叠层的导线中，与拓扑超导性的出现一致的大的有效塞曼场出现在大的参数窗口内，而不是在非重叠结构中。我们表明，这种行为基本上是静电效应的结果，确定附近的超导体-磁性绝缘体界面的低能量波函数的振幅。
2020-11-03 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit Energies in Etch-Confined Superconductor-Semiconductor Nanowires
本文报道了准一维（1D）Al-InAs纳米线的磁输运测量结果，该纳米线是通过刻蚀混合超导体-半导体二维电子气（2DEG）制备的。超导能隙上方的隧道光谱测量提供了识别与受限1D区域相关联的1D子带的手段。将数据拟合到包括自旋轨道相互作用（SOI）的不同分量的模型，揭示了它们的强度，这对于评估超导体-半导体2DEG实现马约拉纳量子比特的适用性是有意义的。
2021-11-24 cond-mat.mes-hall
Recent progress on Majorana in semiconductor-superconductor heterostructures--Engineering and detection
本文综述了在半导体-超导体异质结构中工程实现与探测马约拉纳零能模的最新进展，并简要介绍了基于混合纳米线的拓扑量子计算方案。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall
Hybrid superconductor-semiconductor nanowire junctions as useful platforms to study Majorana bound states
一维拓扑超导的最有前途的平台之一是基于具有强自旋轨道耦合（SOC）的半导体纳米线，其中s波超导性由邻近效应诱导，并且外部塞曼场驱动系统进入拓扑超导相，其中Majorana束缚态（MBS）在线的末端。在过去的几年里，这个想法导致了大量的重要实验中的混合超导体半导体系统，其中的主要签名是一个紧急的零偏置峰（ZBP）的微分电导塞曼场的增加。本论文的重点是研究的半导体纳米线与Rashba SOC的混合超导半导体结。我们强调的重要性，采用混合超导半导体纳米线结对明确检测MBSbeyond零偏置异常。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
All-electrical spectroscopy of topological phases in semiconductor-superconductor heterostructures
在超导体附近的半导体已经被提出来支持相托管马约拉纳束缚态。当系统发生拓扑相变时，谱隙关闭，然后重新打开，准粒子带自旋极化反转。我们专注于两个范例的超导体-超导体异质结，并提出了一个全电子光谱探针敏感的自旋反转的拓扑转变。由于半导体中强的Rashba自旋轨道耦合，我们的建议依赖于与时间相关的电场与电子自旋的间接耦合。我们分析了线性响应理论的动态关联函数，并证明了一些组件的磁化率可以用来检测非平凡的拓扑相位。
2020-08-22 cond-mat.mes-hall
Controllable Fano resonance and fast to slow light in a hybrid semiconductor/superconductor ring device mediated by Majorana fermions
我们从理论上证明了在一个混合量子点-半导体/超导体环形器件中的Fano共振和从快到慢的光的转换，其中QD耦合到混合S/S环形器件中出现的一对MF。在适当的参量范围内，利用该混合系统研究了弱探测场的吸收谱线的非对称Fano线形及其相关的传播特性，如快光和慢光效应. Fano共振的位置可以由诸如不同失谐机制和QD-MF耦合强度的参数来确定。此外，在探测吸收光谱中的透明窗口（吸收下降接近零）伴随着快速色散，这表明慢或快的光效应，和可调谐的快到慢的光传播（反之亦然）可以通过控制不同的参数制度实现。我们的研究为研究微扰提供了一种全光学手段，并在固态器件中基于微扰的量子信息处理中具有广阔的应用前景。
2019-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid high-temperature superconductor-semiconductor tunnel diode
我们报告的混合高Tc超导体半导体隧道结的演示，使新的跨学科的凝聚态研究的方向。该器件是由我们新开发的机械键合技术，导致高Tc半导体平面结作为超导隧道二极管。Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +δ与体GaAs或GaAs/AlGaAs量子阱结合的混合结的隧道光谱表征显示出过电压和非线性-与d波超导体-正常材料结的理论预测非常一致，并且与扫描隧道显微镜获得的光谱相似。使用Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +δ与石墨或Bi 2 Te 3组合来展示额外的结。我们的研究结果为非常规超导研究，新材料和量子技术应用的新方法铺平了道路。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Comparing tunneling spectroscopy and charge sensing of Andreev bound states in a semiconductor-superconductor hybrid nanowire structure
Andreev束缚态（ABS）的输运研究由于充电效应和超导性的相互作用而变得复杂。在这里，我们比较运输方法ABS光谱在超导体岛的电荷传感方法的基础上集成的射频单电子晶体管。方法的一致性表明，快速，非侵入性的电荷传感允许准确的定量测量ABS，同时避免了一些复杂的运输。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall
Quantized conductance doubling and hard gap in a two-dimensional semiconductor-superconductor heterostructure
将二维（2D）半导体异质结构耦合到超导体的前景开辟了新的研究和技术机会，包括介观超导性，可扩展超导电子学和新的物质拓扑状态中的基本问题。例如，实现拓扑物质的一种途径是将具有强自旋轨道相互作用的2D电子气（2DEG）耦合到s波超导体。先前沿着这些路线的努力受到界面无序和不稳定门控的阻碍。在这里，我们报告的测量可门InGaAs/InAs 2DEG图案化外延铝，产生多层器件与原子原始半导体和超导体之间的接口。利用表面栅形成量子点接触（QPC），在隧穿区发现了一个硬超导能隙，克服了二维超导体-半导体混合系统中的软能隙问题.当QPC处于开放状态时，我们在4e^2/h处观察到第一个电导平台，这与理论上对正常QPC超导体结构的预期一致。硬带隙超导体-超导体系统的实现提供了一种用于低耗散电子学和拓扑量子信息的可扩展多组分混合系统的制造方法。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall
Conductance of a Semiconductor-Superconductor junction in high magnetic field
研究了高磁场中二维超导体（S）器件的电导$G$：计算了$G(ν)$。当二维电子气中的回旋直径大于二维电子气-S表面的宽度时，由于准粒子在表面的Aharonov-Bohm型干涉，$G(ν)$成为非单调函数。在结的某些参数下，电导随$ν$振荡。
2001-02-11 cond-mat.mes-hall
Photon Bell-State Analysis Based on Semiconductor-Superconductor Structures
我们提出了一个紧凑和高效的方案，完整的贝尔态分析使用的超导邻近区的半导体雪崩光电二极管的双光子吸收。单光子跃迁到导带中超导的基于库珀对的凝聚体是被禁止的，而双光子跃迁是允许的，并且被超导性强烈增强。这种基于库珀对的双光子吸收导致了对特定纠缠态的强探测偏好。我们的分析表明，所需的贝尔状态的高检测纯度与可忽略不计的错误检测概率。理论上证明的概念可以为先进的量子信息方案的实际实现铺平道路。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Equilibrium circular photogalvanic effect in a hybrid superconductor-semiconductor system
用频率低于半导体带间跃迁能量的圆偏振光照射混合超导体-超导体系统，可以在其中感应出直流电流。在光束无法产生真正的电子-空穴激发的条件下，这种现象让人想起静态磁场中的迈斯纳效应。这种效应可以应用于腔光子和超导量子线路的结合系统中。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulation of a two-photon pump in superconductor - semiconductor heterostructures
我们研究了夹在两个超导导线之间的pn结的光子统计、纠缠和压缩，并表明这种电驱动的光子泵产生了相关和纠缠的光子对。特别是，我们证明了在正交振幅的发射光的波动的压缩可以通过改变超导体的序参量的相对相位来操纵。这揭示了超导态的宏观相干性如何被用来调整双光子态的性质。
2014-03-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ballistic reflection at a side-gate in a superconductor-semiconductor-superconductor structure
我们已经制作了一个亚微米尺寸的结构组成的InAs基的2DEG，两个窄的Nb引线和一个栅极，其中的非相反的超导接触之间的间接弹道输运可以通过施加到栅极的电压来控制。这种新型的可调结可用于应用，并允许与传输机制相关的几个基本问题进行研究。在这方面进行的实验的第一结果。
2000-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductor-semiconductor magnetic microswitch
本文介绍一种混合超导体--二维电子气微器件。其工作原理是基于抑制超导体-半导体界面处的Andreev反射，该反射是由放置在结构顶部的铁磁条产生的磁屏障引起的。器件开关的预测与字段高达一些mT和几GHz的工作频率，使其有前途的应用范围从微型开关和存储单元的磁场鉴别。
2006-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimizing the topological properties of stacking semiconductor-ferromagnet-superconductor heterostructures
我们研究了一个平面超导体-超导体异质结构的电子性质，在该异质结构中，一个薄的铁磁绝缘层位于其间，并作为一个自旋过滤屏障。我们发现，在这样的系统中，可以同时增强所有三个重要的诱导物理量的强度，即，Rashba自旋-轨道耦合、交换耦合和超导配对势。我们的研究结果表明，这种堆叠的设备的几何形状相比，传统的设备的具体优势。我们进一步讨论了如何优化异质结的几何参数，并补充我们的数值模拟与分析计算。
2022-02-14 cond-mat.mes-hall
Zero-Energy Modes from Coalescing Andreev States in a Two-Dimensional Semiconductor-Superconductor Hybrid Platform
我们调查零偏压电导峰，所产生的聚结亚间隙Andreev状态，符合新兴的马约拉纳零模式，在混合超导体超导导线定义在一个二维的InAs/Al异质结构，使用自上而下的光刻和门控。测量结果表明，硬超导能隙，弹道隧道接触，和面内临界场高达$3$ ~T。自顶向下光刻允许复杂的几何形状，分支结构，和简单的缩放多组分器件相比，从组装的纳米线制成的结构。
2017-10-27 cond-mat.mes-hall
Signatures of Majorana fermions in hybrid superconductor-semiconductor nanowire devices
马约拉纳费米子是与它们自己的反粒子相同的粒子。理论上预测它们存在于拓扑超导体中。我们报告的电气测量InSb纳米线接触一个正常的（金）和一个超导电极（NbTiN）。栅极电压改变电子密度，并在正常和超导接触之间限定隧道势垒。在存在的磁场的顺序为100 mT，我们观察绑定，中间的间隙状态在零偏置电压。即使当磁场和栅极电压在相当大的范围内变化时，这些束缚态仍然固定为零偏置。我们的观察结果支持Majorana费米子在纳米线耦合到超导体的假设。
2012-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Topological superconductivity in tripartite superconductor-ferromagnet-semiconductor nanowires
出于最近的实验寻找马约拉纳零模式在三方半导体纳米线与外延超导体和铁磁绝缘体层，我们探讨了拓扑超导性的出现在这样的设备的三个组成部分的范例安排。考虑到磁性和超导性之间的竞争，我们自洽地处理超导性，并在直接波函数方法内描述电子性质，包括超导和铁磁邻近效应。我们的结论是，拓扑超导性最可行的机制依赖于超导体-半导体-铁磁安排的成分，其中自旋分裂和超导性是独立诱导在半导体中的接近和超导性是只有微弱的铁磁绝缘体的影响。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subband occupation in semiconductor-superconductor nanowires
子带占有率（即半导体中被占据的子带或能级的数量）是表征超导体-半导体混合系统在搜索非阿贝尔马约拉纳零模的上下文中的拓扑性质的关键物理参数。通过自洽求解半导体纳米线传导电子的薛定谔-泊松方程，从理论上研究了半导体纳米线器件的子带占据随外加栅电位、超导体-超导体（SM-SC）功函数差和表面电荷密度的变化.现实的表面电荷密度，这是负责带弯曲，显着增加被占用的子带的数量，使得它很难或不可能达到一个政权，只有几个子带被占用。我们还表明，子带之间的能量分离显着减少，在许多被占用的子带的制度，具有高度有害的后果，实现和观察强大的马约拉纳零模式。因此，实现强大的拓扑超导性和马约拉纳零模式的要求应该包括一个较低的化学势值，符合占领只有几个子带。最后，我们表明，暴露的纳米线刻面上的局部态密度提供了一个强大的工具，用于识别一个政权与许多占用的子带，并能够提供额外的关键信息，马约拉纳物理学的可行性在超导体超导设备。在我们的工作中，我们解决了目前实验感兴趣的InAs/Al和InSb/Al超导纳米线混合系统。
2019-10-10 cond-mat.mes-hall
Skyrmion spin texture in ferromagnetic semiconductor-superconductor heterostructures
我们提供了一个推导的自旋Skyrmion数分类的二维拓扑超导体从铁磁和Rashba自旋轨道耦合超导体异质结构。我们表明，在非平凡的拓扑相，其特征在于一个非零的陈数，总是有一个拓扑自旋纹理的占用带所代表的Skyrmion数。Skyrmion数具有物理直观和使用自旋敏感能带结构成像技术直接测量的优点。此外，我们表明，Skyrmion分类可以扩展到等效的一维拓扑超导体。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in semiconductor-superconductor-magnetic insulator heterostructures
混合超导-半导体异质结构是实现拓扑超导体和探索马约拉纳束缚态物理的重要平台。最近的实验进展的动机，我们从理论上研究如何磁绝缘体提供了一种替代使用外部磁场达到拓扑政权。我们考虑不同的设置，其中：（1）磁性绝缘体在超导体中诱导交换场，这导致通过邻近效应在半导体中分裂，以及（2）磁性绝缘体充当超导体和半导体之间的自旋过滤隧道势垒。我们表明，在超导体中的自旋分裂单独不能诱导在半导体的拓扑转变。为了克服这一限制，我们建议使用自旋过滤屏障，增强磁交换，并提供了一个拓扑相变的机制。此外，自旋相关隧穿引入了对能带对准的强烈依赖，这在量子限制系统中可能是至关重要的。与需要外部磁场的先前设备相比，该机制打开了通向拓扑导线网络的路线，其中对设备几何形状的约束更少。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kerr nonlinearity and parametric amplification with an Al-InAs superconductor-semiconductor Josephson junction
为解决约瑟夫森参量放大器的克尔非线性导致增益压缩、限制扩展性的问题，研究团队制备Al-InAs超导体-半导体混合约瑟夫森结参放，其克尔非线性比同电感Al-AlOₓ结低三个数量级，四波混频参放增益超20dB、压缩功率-119dBm，性能优于铝结单谐振JPA。
2024-08-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Weyl points in systems of multiple semiconductor-superconductor quantum dots
作为一个类比的外尔点在k-空间中，我们搜索的能级关闭在一个单一的点作为一个函数的三维参数空间。这样的点是拓扑保护的意义上，任何扰动的两个级别的子系统可以通过调整控制参数进行校正。我们发现参量控制的Weyl点在超导量子点中普遍存在，并且它们与Majorana零模有着密切的联系。本文介绍了几种具有参数控制Weyl点的超导量子点器件。此外，我们展示了如何通过电导测量实验观察到这些点。
2019-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Junction-Intrinsic Dissipation in Hybrid Superconductor-Semiconductor Gatemon Qubits
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
研究发现门控量子比特的退相干时间较短，原因在于结内固有损耗，通过对比不同结构的量子比特，揭示了温度无关的结内损耗主导了退相干时间限制。
2026-03-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
InAs/MoRe hybrid semiconductor/superconductor nanowire devices
实现能够在强磁场存在下在半导体中邻近诱导大能隙的超导体是半导体/超导体混合材料在未来量子信息技术中应用的主要目标。在这里，我们研究的性能组成的InAs纳米线的电接触的铼-铼（MoRe）超导合金的设备。MoRe薄膜的相变温度约为10 K，临界磁场超过6 T.正常/超导体设备使隧道光谱的相应的诱导超导性，这是保持高达~10 K，和MoRe的约瑟夫森设备表现出超电流和多个Andreev反射。我们确定了一个诱导的超导能隙低于预期的转变温度，并观察在有限的磁场间隙软化。这些可能是基于大间隙II型超导体的混合体的共同特征。这些结果鼓励进一步开发基于MORE的混合动力车。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson coupling through one-dimensional ballistic channel in semiconductor-superconductor hybrid quantum point contacts
研究了由In $_{0.75}% $ Ga $_{0.25}$ As窄沟道与Nb邻近电极构成的超导量子点接触。窄沟道是在InGaAs/InAlAs/InP异质结的栅极安装收缩中形成的，该异质结承载二维电子气。当沟道开口随栅极变化时，约瑟夫森临界电流呈现出离散化的变化，该变化是由沟道中的横向动量的量化引起的。约瑟夫森临界电流的量子化持续到单通道制度，提供了一个明确的演示半导体-超导体混合约瑟夫森结只涉及一个单一的弹道通道。
2014-04-22 cond-mat.mes-hall
Progress in superconductor-semiconductor topological Josephson junctions
本文综述了超导体-半导体拓扑约瑟夫森结在实现 Majorana 束缚态方面的进展，指出最终验证需通过非阿贝尔编织与融合实验。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of the Abrikosov vortex phase on spin and charge states in magnetic semiconductor-superconductor hybrids
我们探讨了利用II型超导体中Abrikosov涡旋所携带的非均匀磁场来局域化附近磁性半导体量子阱中自旋极化织构的可能性。我们展示了如何塞曼诱导的本地化引起的一个单一的漩涡确实是可能的，并使用这些结果来调查的磁性半导体的输运性质的周期性的漩涡阵列的效果。特别是，我们发现了一个非常规的量子霍尔制度，并预测直接可测试的实验结果，由于存在的周期性自旋极化结构诱导的超导涡旋晶格的磁性半导体。
2006-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev scattering and conductance enhancement in mesoscopic semiconductor-superconductor junctions
研究半导体-超导体混合结构中介观效应的一个固有困难是在界面处经常形成大的肖特基势垒。在改善超导体与半导体异质结构的二维电子气（2DEG）之间的接触方面已经投入了大量的技术努力，并且近年来这对于例如GaAs-Al、GaAs-In和InAs-Nb结已经成为可能。这一发展促使定量的理论模型的样品特定的传输特性。我们的工作的目的是模拟弹道2DEG-S接口的正常区域中的QPC的导电性能，并考虑到由于弱肖特基势垒和/或非匹配的费米特性的半导体和超导体的散射。
1999-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions in Periodically Driven Semiconductor-Superconductor Heterostructure
我们提出了一种在周期性驱动的超导体-超导体异质结边缘产生马约拉纳费米子的新方法。本文用Floquet理论计算了周期驱动异质结的准能谱。当忽略不同准能布里渊区之间的相互作用时，当驱动振幅与驱动频率之比大于最小值时，在异质结构的每一边都可以产生一个马约拉纳费米子.此外，当考虑准能区最近布里渊区之间的相互作用时，我们用驱动频率的下限来限制上述产生马约拉纳费米子的条件。我们还讨论了在周期性驱动的异质结中产生马约拉纳费米子的实验方案。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall
Spin-polarized transport and Andreev reflection in semiconductor/superconductor hybrid structures
结果表明，自旋极化电子在半导体/超导体（Sm/S）混合结构中的传输敏感地依赖于自旋极化的程度以及界面处的电势和自旋翻转散射的强度.我们表明，增加费米速度失配的Sm和S区域可以导致增强的结的透明度中存在的自旋极化。我们发现，在超导能隙处的Andreev反射振幅是自旋极化强度的一个可靠的度量，它与超导体的势散射、自旋翻转散射和费米速度的强度无关.
1999-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of charge transport in ferromagnetic semiconductor/s-wave superconductor junction
研究了铁磁半导体/绝缘体/s波超导体结中的隧穿电导，其中铁磁半导体中考虑了Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）和交换场。我们发现，归一化电导在零电压有一个最大值作为RSOI高透明界面和有限的交换场的函数。这是因为Andreev反射概率在交换场的存在下表现出对RSOI的非单调依赖性。另一方面，对于中间透明界面，在零电压下的归一化电导在零交换场或小交换场下随着RSOI的增加具有凹入形状，但在大交换场下随着RSOI的增加而单调增加。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Doubled Full Shot Noise in Quantum Coherent Superconductor - Semiconductor Junctions
我们进行了低温散粒噪声测量超导体（TiN）-强无序正常金属（重掺杂Si）弱透明结。我们表明，电导有一个最大值，由于在低能量的相干多次反射和散粒噪声，然后是泊松噪声的两倍（S= 4 eI）。由于大的准粒子贡献，散粒噪声变为正常值（S= 2 eI）。
2003-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shadow epitaxy for in-situ growth of generic semiconductor/superconductor devices
均匀、无缺陷的晶体界面和表面是实现高性能纳米器件的关键因素。一个相关的例子是，使用半导体/超导体电子器件的栅极可调和拓扑超导性的进展目前建立在从外延砷化铟/铝异质结构获得的硬邻近诱导超导能隙上。器件的制造需要选择性蚀刻工艺;这些工艺仅存在于InAs/Al混合物中，排除了使用其他潜在的优越材料组合。我们提出了一个晶体生长平台-基于三维结构的生长基板-这使得合成半导体纳米线的混合原位图案化的超导壳。该平台消除了对蚀刻的需要，从而能够完全自由地选择混合成分。我们认识到并验证了超导混合器件中最常用的架构，发现与蚀刻器件相比，产量和静电稳定性增加，以及弹道超导性的证据。除了铝之外，我们还提供基于钽、铌和钒的混合器件。这是手稿的提交版本。可从Advanced Materials获得公认的同行评审版本：http://doi.org/10.1002/adma.201908411上一篇标题：用于通用半导体/超导体器件原位生长的阴影光刻
2020-05-08 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced low-energy renormalization in hybrid semiconductor-superconductor Majorana structures
一个极小模型的混合超导体半导体纳米线马约拉纳平台的开发，充分捕捉的低能量重整化的纳米线模式所产生的母超导体的存在下的影响。在这个模型中，母超导体是一个明确参与低能物理的有源组件，而不仅仅是一个被动的伙伴，只提供邻近诱导的库珀对的纳米线。这种对超导体和半导体的平等对待是有必要的，因为最近的实验不允许仅仅根据裸半导体性质进行一致的解释。一般的理论涉及到精确的半导体格林函数，其中包括从隧道耦合超导体产生的动态自能校正的评估。拓扑超导电性的出现的一般条件的单带以及多带纳米线和详细的数值结果给出了无限和有限线的情况下。通过数值计算给出了拓扑量子相图，得到了有限线中Majorana束缚态及其波函数重叠引起的振荡能量分裂行为。重整化效应被证明是定性和定量的重要修改的低能量谱的纳米线。理论的结果被发现是在良好的定性协议与马约拉纳纳米线实验，从而得出的结论是，邻近诱导的低能量重整化的纳米线模式的母超导体是具有根本重要性的超导体-半导体混合结构。指出了获得真零能拓扑Majorana模的一般理论的意义。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electric field tunable superconductor-semiconductor coupling in Majorana nanowires
通过测量InSb半导体纳米线与外延生长的Al超导体耦合的电子输运，研究了外电场对超导体-半导体耦合的影响。我们发现，栅极电压感应电场可以大大修改耦合强度，这对邻近诱导的超导能隙，有效g因子，自旋轨道耦合的后果，都发挥了关键作用，在理解马约拉纳物理。我们进一步表明，由于自旋轨道耦合在一个有限大小的系统中的水平排斥，可以导致看似稳定的零偏置电导峰，模仿的行为马约拉纳零模式。我们的研究结果提高了现实马约拉纳纳米线系统的理解。
2018-06-04 cond-mat.mes-hall
Transparent Semiconductor-Superconductor Interface and Induced Gap in an Epitaxial Heterostructure Josephson Junction
测量多Andreev反射（MAR）在约瑟夫森结制成的InAs异质结与外延铝被用来量化的高度透明的超导体-超导体界面，表明近单位传输。所观察到的MAR的温度依赖性并不遵循传统的BCS形式，而是与量子阱中的态密度获得有效诱导能隙的模型一致，在我们的情况下为180 μeV，接近于外延超导体的能隙。MAR的载流子密度依赖性进行了研究，使用耗尽门，揭示了半导体量子阱的子带结构，与在同一晶片上进行的裸InAs的磁输运实验一致。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Role of quantum confinement in semiconductor-superconductor core-shell nanowires
Reykjavik University（雷克雅未克大学）；Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
本文通过微观模型计算，研究半壳和全壳金属超导体覆盖的半导体纳米线中超流的相干性，发现半壳系统中高能横向模的电子-空穴混合态环绕纳米线，导致Little-Parks振荡。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall
Shot noise of large charge quanta in superconductor/semiconductor/superconductor junctions
我们在实验上发现，在超导体/半导体/超导体结中，弹道电子输运的噪声相对于一般关系式S_V= 2 eIR ^2coth（eV/2kT）给出的值有所增强，在两个电压区域中，该表达式降低到其热噪声和散粒噪声极限。噪声增强的原因是大电荷量子的存在，有效电荷q*=（1+2Delta/eV）e，产生的噪声谱S_V= 2 q * IR ^2，正如物理评论Lett. 76，3814（1996）。这些电荷量子的结果从多个Andreev反射在每个结界面，这也是负责的次谐波间隙结构中观察到的结的电导的电压依赖性。
2004-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal Platform for Scalable Semiconductor-Superconductor Nanowire Networks
半导体-超导体杂化材料是拓扑量子计算研究中的常用材料。传统上，涉及干法或湿法蚀刻的自顶向下方法用于限定器件几何形状。这些通常具有侵略性的过程有可能对材料表面造成损坏，从而导致散射位点对于量子应用来说特别成问题。在这里，我们提出了一种方法，保持选择性区域生长的纳米线网络的灵活性和可扩展性，同时省略蚀刻的必要性，以创建混合段。相反，它利用定向生长方法，并使用自下而上生长的InP结构作为阴影对象，以获得选择性的金属沉积。光刻定义这些对象的位置和区域以及增加预定义高度的能力确保了对阴影区域的精确控制。我们证明了这种方法通过生长InSb纳米线网络定义良好的Al和Pb岛。纳米线的横截面切割揭示了半导体和超导体之间尖锐的无氧化物界面。通过在面内纳米线的两侧生长InP结构，可以独立地阴影沉积Pt和Pb的组合，从而实现可缩放和可再现的原位器件制造。这种方法产生的半导体超导体纳米结构处于马约拉纳实验材料开发的最前沿。
2021-05-12 cond-mat.mes-hall
Proximity effect and Majorana bound states in clean semiconductor nanowires coupled to disordered superconductors
我们研究了具有强自旋轨道耦合的半导体线，它与具有化学势无序的超导体邻近耦合。当半导体-超导体界面处的隧穿非常弱时，已知超导体中的无序不影响感生超导性，因此也不影响在临界磁场之上出现的有效拓扑超导性。我们非微扰地证明了这个结果是如何通过获得低能量（即，subgap）激发光谱通过直接数值对角化适当的BdG哈密顿量。在强邻近耦合的情况下，我们发现母超导体中的无序通过使感生对势无序来抑制零磁场下的（非拓扑）感生能隙。在大磁场下的拓扑超导相，强邻近耦合减小了Majorana束缚态的局域长度，使得诱导的无序消除了拓扑能隙，同时出现了体Majorana零模，即使对于短线也是如此。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proposed Detection of the Topological Phase in Ring-Shaped Semiconductor-Superconductor Nanowires Using Coulomb Blockade Transport
在超导体-超导体混合结构中，拓扑相变是化学势或磁场强度的函数。我们发现，这种转变的签名可以观察到非线性库仑阻塞通过环形结构的传输。特别是，对于一个固定的电子宇称的环，中性激发光谱的通量周期性的变化，从通常的h/2 e周期性的特征h/e周期性时，调谐系统从拓扑平凡的非平凡的阶段。我们将h/e周期性与最近预测的穿过由两个拓扑超导体形成的结的约瑟夫森电流的4π周期性联系起来。
2012-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Generic quantized zero-bias conductance peaks in superconductor-semiconductor hybrid structures
我们从理论上表明，量子化的零偏置电导峰应该是无处不在的超导体半导体混合采用一个零维随机矩阵模型与连续调谐参数。我们证明了一个正常的金属超导（NS）结的电导谱可以在这个模型中复制最近的实验结果中看到的所有功能一般获得。理论上的量子化电导峰，这明确地不产生从空间隔离的马约拉纳零模式，很容易发现通过准备一个等高线图的电导在几个独立的调谐参数，模仿塞曼分裂和电压的效果，在靠近结的栅极。这表明，即使是稳定的明显量化的电导峰不需要对应于孤立的马约拉纳模式，相反，$\textit{a priori}$的期望应该是，这样的量化峰一般占据了显着的分数的高维调谐参数空间的NS隧穿实验的特点。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall
Proposal for Manipulation of Majorana Fermions in Nano-Patterned Semiconductor-Superconductor Heterostructure
我们研究了一个异质结构系统，自旋轨道耦合半导体夹在一个s波超导体和铁磁绝缘体，它支持Majorana费米子（MFs）的超导涡核。我们提出了一个传输和编织的MF，这只需要在一个系统中的纳米图案的点状栅极电压的应用程序的计划。通过数值求解含时的Bogoliubov-de Gennes方程，我们监测了MF波函数的时间演化，并证明了具有非阿贝尔统计的MF的编织可以在几纳秒内通过绝热开关实现。
2013-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quest for topological superconductivity at superconductor-semiconductor interfaces
我们分析了来自隧道光谱和其他实验的纳米线中的Majorana零模的证据，并探索了量子计算感兴趣的拓扑保护态的路径。我们说明了超导体-半导体界面质量的重要性，并勾勒出这些界面的材料科学的进一步进展可以带我们去哪里。最后，我们讨论了在同一材料平台上观测更多奇异非阿贝尔任意子的前景，以及如何与高能物理联系起来。
2019-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin-resolved Andreev levels and parity crossings in hybrid superconductor-semiconductor nanostructures
超导体和低维半导体的混合组合为新的器件概念提供了多功能的基础，例如自旋纠缠电子源，纳米超导磁力计或最近提出的基于拓扑保护的马约拉纳费米子的量子位。这种混合器件背后的基本物理学最终依赖于子能隙激发的磁性，称为Andreev能级。在这里，我们报告了与传统超导体强耦合的半导体纳米线量子点（QD）的Andreev能级的塞曼效应。大量子点g因子与大超导体临界磁场的组合允许在不抑制超导性的情况下提升自旋简并。我们发现，塞曼分裂Andreev能级跨越费米能信号的量子相变的基态的超导诱导量子点，表示在系统的费米宇称的变化。这种转变表现为一个零偏置电导异常出现在一个有限的磁场，与预期的拓扑超导体中的马约拉纳费米子类似的属性。虽然本文报道的零偏异常不持有任何拓扑超导性的关系，所观察到的宇称跃迁可以被视为在长线极限的马约拉纳模式的前兆。
2014-01-23 cond-mat.mes-hall
Hybridization at superconductor-semiconductor interfaces
超导-半导体混合器件是目前实现马约拉纳零模的最有前途的平台之一。它们的拓扑性质是由两种材料的能带排列以及静电环境控制的，目前还没有很好的理解。在这里，我们追求填补这一空白，并解决在这样的设备中的能带弯曲和超导体-半导体杂交的作用，通过分析一个门控单铝铟砷接口使用自洽薛定谔-泊松方法。我们的数值分析表明，能带弯曲导致的界面量子阱，这将在系统中的超导体-半导体界面附近的电荷。我们研究了混合能带结构，并分析了其对不同栅电压和Al层厚度的响应。这是通过研究单个子带的杂交程度来完成的，其确定诱导的配对和有效的$g$因子。数值结果得到了近似解析表达式的支持，进一步阐明了能带结构的关键方面。我们发现，人们可以获得的状态与强大的超导体半导体杂化费米能量，但这需要一个很好的平衡参数，最重要的约束是对铝层的宽度。事实上，在该制度的利益，我们发现一个几乎周期依赖的杂交程度上的Al宽度，与一个周期大致等于铝单层的厚度。这意味着，混乱和形状的不规则性，存在于现实的设备中，可能会发挥重要的作用，平均这种敏感性，因此，可能是必要的稳定的拓扑相位。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Conductance matrix symmetries of multiterminal semiconductor-superconductor devices
多端超导体-超导体混合器件的非局域隧穿谱是研究母超导能隙下Andreev束缚态的有力工具。我们研究如何利用微观和几何对称性的系统提取信息的正常和Andreev传输概率从多端电或热电差分电导矩阵的静电势景观独立的偏置电压的假设下，以及没有泄漏电流。这些假设导致电导矩阵上的几个对称关系。接下来，通过考虑一个数值模型的近似半导体线与自旋轨道耦合和两个正常的接触在其两端，我们展示了如何使用这种对称性来确定方向和相对强度的Rashba与Dresselhaus自旋轨道耦合。最后，我们研究了电压偏置依赖的静电势以及准粒子泄漏如何打破导出的对称关系，并调查这两个贡献的特征签名。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall
