Long-range proximity effect for opposite-spin pairs in S/F heterostructures under non-equilibrium quasiparticle distribution
在单重态超导体/铁磁体（S/F）结构中，由反自旋对携带的超导关联在磁相干长度量级的短距离内穿透到铁磁体中。长程邻近效应（LRPE），发生在正常金属相干长度的长度尺度上，只能通过等自旋对来维持，这可以由系统中的磁不均匀性产生。在这项工作中，我们预测了一种新型的LRPE，它可以发生在非平衡条件下的S/F异质结构。F区的超导关联是由反自旋库珀对产生的，不涉及等自旋对。相反自旋对穿透到铁磁体中的可能性是通过在那里产生适当的非平衡准粒子分布来提供的。这导致了急剧增加（高达几个数量级）的临界约瑟夫森电流通过S/F/S结在某些值的电压控制的非平衡分布在F夹层。
2012-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evidence for long-lived quasiparticles trapped in superconducting point contacts
我们已经观察到，在相位偏置，高透射原子尺寸的接触的超导电流强烈减少在一个广泛的相位间隔约π。我们将这种效应归因于准粒子捕获在接触处形成的离散子间隙Andreev束缚态之一。当Andreev能量小于超导能隙Δ的一半时，俘获基本上发生，在这种情况下，被俘获的准粒子的寿命超过100 \mus。这种尖锐的能量阈值的起源目前还不清楚。
2011-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Single Quasiparticle Trapping in Aluminum Nanobridge Josephson Junctions
我们提出了微波测量的高品质因数超导谐振器，包括两个铝纳米桥约瑟夫森结在一个环并联的片上电容器。被捕获的准粒子（QP）移动共振频率，使我们能够探测被捕获的QP数和能量分布，并量化它们的寿命。我们发现，被困的QP人口服从吉布斯分布高于75 mK，与非泊松捕获统计。我们的研究结果是在定量协议与Andreev束缚态模型的运输，并展示了一个实用的方法来量化芯片上的QP人口和验证缓解策略在低温环境中。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chiral Quasiparticle Tunneling Between Quantum Hall Edges in Proximity with a Superconductor
我们研究了两端石墨烯约瑟夫森结，其接触形状形成窄收缩，长度小于100 nm。触点由II型超导触点制成，并且能够承受足够高的磁场，以达到石墨烯中的量子霍尔（QH）状态。在这种情况下，器件电导由边缘状态加上收缩区的贡献决定。特别是，收缩区域可以支持高达~2.5T的超电流。此外，通过宽范围的磁场和栅极电压观察到增强的电导。这种额外的电导和超导电流的出现归因于沿着相反的超导接触反向传播的量子霍尔边缘态之间的隧穿。
2019-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle Trapping In Three Terminal Ferromagnetic Tunneling Devices
最近，人们研究了超导体/铁磁体混合结构，以解决铁磁性和超导性之间的相互作用。它们也为研究非平衡超导开辟了新的途径。在这里，我们表明，它是如何可能的超导薄膜（S）中产生的平衡激发被本地化的铁磁陷阱（F）。具体而言，与S良好接触的铁磁纳米体积表示间隙边缘处的准粒子（QP）的势阱。由于超导邻近效应在F中被高度抑制，QPs被有效地捕获，并且它们与陷阱中的自由电子共享它们的能量。在陷阱中的电子温度Te可以增加高达60%，从浴温度在320 mK的隧道光谱法测量使用第二结。
2009-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Recovering of superconductivity in S/F bilayers under spin-dependent nonequilibrium quasiparticle distribution
本文从理论上研究了自旋积累对超导/铁磁双层膜超导电性的影响。众所周知，S/F双层中的超导电性被铁磁体的接近所抑制。自旋积累本身也是一个不利因素。但在这里，我们表明，在有效的交换减损之上，由接近铁磁体引起的自旋积累的创造，可能会导致相反的结果。自旋相关的准粒子分布可以部分恢复超导性。考虑了具有实际参数的系统，并提出了可能的实验装置。
2014-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle trapping at vortices producing Josephson supercurrent enhancement
强自旋轨道材料在磁场作用下的约瑟夫森结是一种很有希望的马约拉纳费米子候选体。在InAs纳米线约瑟夫森结中观察到磁场对超导电流的增强，并将其归因于拓扑转变。在这项工作中，我们观察到一个类似的现象，但讨论的非拓扑起源，通过考虑捕获的准粒子的旋涡，穿透超导体在有限的磁场。当上下扫过磁场时，观察到的开关电流的滞后支持这种分配。我们的实验表明了准粒子在具有磁场的超导器件中的重要性，这可以为利用超导体设计量子比特提供重要的见解。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity and Josephson effects in superconducting hybrid structures
第一章：薄SN双层中的超导性。第二章：SF系统中的邻近效应。第三章：SFS结中的约瑟夫森效应。第四章：d波约瑟夫森结中节状准粒子引起的退相干。
2003-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle trapping, Andreev level population dynamics, and charge imbalance in superconducting weak links
我们提出了一个全面的理论框架的Andreev束缚态人口动力学在超导弱连接。与以前的工作相反，我们的方法考虑到所产生的连续准粒子态的非平衡分布在一个自洽的方式。作为我们理论的应用，我们证明了超导接触与环境相位涨落的耦合引起了连续准粒子布居的电荷不平衡。这种不平衡是由于连接连续准粒子和Andreev束缚态系统的速率中的左右对称性的破坏，并且在环形几何中在约瑟夫森电流之上引起准粒子电流。我们评估的相位依赖性的准粒子电流的模型参数的现实选择。我们的理论还允许人们分析系统从任意初始态的量子相干演化。
2014-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Normal-metal quasiparticle traps for superconducting qubits
超导量子比特中准粒子的存在是对其相干性的内在约束。虽然很难防止准粒子的产生，但使它们远离量子位的有源元件提供了一种提高器件性能的可行方法。在这里，我们开发理论和实验验证一个模型的影响，一个单一的小陷阱的动力学的过剩准粒子注入transmon型量子比特。该模型允许一个评估所需的时间，以疏散注入准粒子从transmon作为陷阱参数的函数。随着陷阱大小的增加，这个时间单调减少，饱和的准粒子扩散常数和量子位几何形状所确定的水平。我们确定弛豫时间接近饱和值所需的特征陷阱大小。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quasiparticle trapping in Meissner and vortex states of mesoscopic superconductors
如今，超导体在许多应用中发挥作用，从高磁场磁铁到超灵敏的辐射探测器。介观超导器件，即那些具有纳米尺度的器件，处于特殊的位置，因为它们在典型的操作条件下很容易被驱动出平衡。非平衡超导体的特征是非平衡准粒子。这些额外的激发可能会通过引入，例如，量子器件中的泄漏电流或降低的相干时间。通过施加一个外部磁场，人们可以方便地抑制或重新分配过剩准粒子的布居。在这篇文章中，我们提出了一个实验证明和理论分析，这种有效的控制准粒子，导致电子冷却的迈斯纳和涡旋态的介观超导体。我们介绍了准粒子动力学的理论模型，这是在定量协议与实验数据。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strong anomalous proximity effect from spin-singlet superconductors
自旋三重态$p_x$波超导体与脏的正常金属之间的邻近效应导致了各种不寻常的电磁性质，反映了拓扑保护的零能准粒子与奇频库珀对之间的合作关系。然而，由于缺乏自旋三重态$p_x$波超导体的候选材料，观察这种效应一直很困难。在本文中，我们证明了异常邻近效应，这是本质上等效的自旋三重态$p_x$波超导体，可以发生在半导体/高$T_c$铜氧化物超导体混合装置中，其中两个潜在的共存：自旋单重态$d$波对势和自旋轨道耦合势维持持久的自旋螺旋状态。因此，我们提出了一个替代的和有前途的路线来观察异常邻近效应的拓扑保护准粒子和奇频库珀对的深刻性质。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kinetics of quasiparticle trapping in a Cooper-pair box
本文研究了超导岛（库珀对盒）中准粒子俘获和发射过程的动力学。在低温下，盒子上的电荷在两种状态之间波动，电子数为偶数和奇数。假设奇电子态具有最低的能量，我们评估的库珀对盒的偶数和奇数电子态的寿命分布。偶数电子态的寿命是一个指数分布的随机变量，对应于用准粒子“毒害”岛的齐次泊松过程。奇电子态的寿命分布可能偏离指数分布。这些偏差来自两个来源-超导体中准粒子态密度的特殊性和准粒子能量通过声子发射弛豫的可能性。除了寿命分布，我们还发现捕获和发射过程产生的电荷波动的谱密度。准粒子在库珀对盒中的停留时间的复杂统计可能导致噪声谱与洛伦兹形式的强烈偏离。
2007-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Continuous Real-Time Detection of Quasiparticle Trapping in Aluminum Nanobridge Josephson Junctions
非平衡准粒子在超导电子学中普遍存在。这些准粒子可以捕获在相位偏置约瑟夫森结的内部Andreev束缚态中，为研究它们的存在和行为提供了一种机制。我们描述了一种基于双结铝纳米桥超导量子干涉器件的准粒子捕获探测器。当磁通偏置时，不同的共振频率取决于被捕获的准粒子数。我们演示了连续检测多达3个被困准粒子，与检测的被困准粒子的信噪比为27在5 $μ$ s。我们描述了准粒子行为的初始测量，并讨论了可能的优化和应用，这样的探测器设备。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strong Reduction of Quasiparticle Fluctuations in a Superconductor due to Decoupling of the Quasiparticle Number and Lifetime
我们测量了嵌入NbTiN超导微波谐振器中的小Al体积中与温度相关的准粒子涨落。谐振器设计允许接近平衡的读出。通过在薄膜上放置铝膜，我们增强了涨落能级，并将准粒子效应与声子效应分离。当降低温度时，复合时间饱和，并且波动水平减少因子$\sim$ 100。从这一点，我们推断，自由准粒子的数量仍然是热的。因此，准粒子数与复合时间之间的理论反比关系在本实验中是无效的。这是一致的准粒子捕获，在陷阱上的重组限制了观察到的准粒子寿命。
2021-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimal configurations for normal-metal traps in transmon qubits
控制准粒子动力学可以提高超导器件的性能。例如，它已被证明在增加超导量子比特的寿命和稳定性方面是有效的。在这里，我们研究如何优化transmon型量子比特中的正常金属陷阱的位置。当陷阱的大小增加超过一定的特征长度时，几何形状和陷阱位置的细节，甚至陷阱的数量，变得重要。我们讨论了一些实验相关的例子如何缩短过剩准粒子密度的衰变时间。此外，我们发现，在约瑟夫森结附近的陷阱可以降低该结附近的稳态准粒子密度，从而抑制准粒子诱导的量子比特的弛豫速率。这样的陷阱也减少了准粒子产生率波动的影响，使量子比特更加稳定。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Charge-neutral nonlocal response in superconductor-InAs nanowire hybrid devices
在正常超导正常（NSN）混合结构的非局域准粒子输运探测子间隙状态的邻近区域，是特别有吸引力的马约拉纳研究的背景下。电导测量只能提供类电子和类空穴准粒子激发的非局域响应的部分信息。在这项工作中，我们将展示如何非本地散粒噪声测量提供了一个失踪的拼图在NSN InAs的基于MEMS的设备。我们表明，在一个平凡的超导相准粒子的响应几乎是电荷中性的，占主导地位的热传输组件的热导的顺序上的电导量子。这是定性地解释了大量的Andreev反射的扩散准粒子，使其电荷完全不确定。一致的，强烈的波动和符号反转观察到的子间隙非局域电导，包括偶尔的Andreev整流信号。我们的研究结果证明电导和噪声作为补充测量，以表征准粒子输运超导邻近装置。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle trapping by orbital effect in a hybrid superconducting-semiconducting circuit
准粒子在约瑟夫森结中的隧穿效应对超导量子比特和电荷宇称量子比特的相干性产生了重要影响，并且在磁场中更容易发生。在这里，我们证明了宇称寿命超过50 $\,\mathrmμ$ s在磁场高达1 $\,$ T，利用半导体纳米线transmon实时检测QP隧穿。我们利用门可调QP过滤器，并找到磁场增强的奇偶寿命，符合增加QP捕获的非门控纳米线由于轨道效应。我们的研究结果强调了QP陷阱工程对于构建磁场兼容混合超导电路的重要性。
2021-05-23 cond-mat.mes-hall
Andreev bound states formation and quasiparticle trapping in quench dynamics revealed by time-dependent counting statistics
我们分析了相位偏置超导纳米结形成过程中的量子猝灭动力学。我们发现，在没有外部松弛机制和非常一般的条件下，系统被困在一个亚稳态，对应于一个非平衡人口的Andreev束缚态。使用的时间相关的全计数统计（FCS）分析，使我们能够提取信息的渐近人口的偶数和奇数manybody状态，表明一个普遍的行为，只依赖于Andreev状态的能量，达到量子点接触极限。这些结果揭示了最近的实验观察准粒子捕获超导原子接触。
2016-11-08 cond-mat.mes-hall
Dynamics of quasiparticle trapping in Andreev levels
我们提出了一个理论，描述了两个超导体之间的单通道弱连接的Andreev束缚能级的准粒子的捕获和释放。我们计算了由光子和声子的吸收和发射引起的Andreev能级的偶数和奇数占据之间的跃迁率。我们应用的理论，最近的实验[物理评论快报。106，257003（2011）]，其中测量了在耦合到约瑟夫森结的超导原子接触的Andreev能级中捕获准粒子的动力学。我们发现，等离子体能量$hν_p$的约瑟夫森结定义了一个相当突然的过渡之间的快速弛豫制度为主的耦合到光子和慢弛豫制度为主的耦合到声子。与现实的参数的理论提供了一个半定量的描述的实验结果。
2014-02-12 cond-mat.mes-hall
Measurement and Control of Quasiparticle Dynamics in a Superconducting Qubit
近年来，超导电路作为容错量子信息处理的一个有希望的候选者引起了越来越多的关注。人们一直在努力将这些电路与外部磁场完全屏蔽，以保护超导性的完整性。令人惊讶的是，在这里，我们表明涡旋可以通过减少被称为准粒子的有害单电子类激发的寿命来提高超导量子比特的性能。使用非接触式注入技术与前所未有的动态范围，我们定量区分重组和捕获机制，在控制残留准粒子的动态，并显示由于个别旋涡准粒子捕获率的量化变化。这些结果突出了准粒子捕获在超导量子比特未来发展中的突出作用，并提供了一个强大的表征工具。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Magnetic field influence on the proximity effect in semiconductor - superconductor hybrid structures and their thermal conductance
我们证明了磁场可以通过超导体中的抗磁屏蔽电流来影响NS结中的邻近效应。使用弹道准一维（Q1 D）电子通道作为一个例子，我们表明，超电流流动移动的邻近诱导的minigap在Q1 D系统的激发谱从费米能级到更高的准粒子能量。Q1 D通道的热导率（由正常Q1 D弹道系统的热导率归一化）被预测为在对应于激发能量的温度下表现为非单调行为的光谱特征。
2004-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Efficient Quasiparticle Evacuation in Superconducting Devices
本文研究了电流偏置超导带中多余准粒子在金属陷阱结附近的扩散。特别是，我们已经准确地测量了超导体的温度在近间隙注入电压。通过对实验数据的定量分析，我们给出了超导体中多余准粒子空间分布的完整描述。我们发现，金属陷阱结有助于显着疏散多余的准粒子。
2011-06-24 cond-mat.mes-hall
Scattering states of a vortex in the proximity-induced superconducting state at the interface of a topological insulator and an s-wave superconductor
本文研究了三维强拓扑绝缘体（TI）与s波超导体（sSC）界面处的二维邻近诱导超导态中的孤立涡旋。之前对这个系统的束缚态的计算显示了一个著名的零能量态，它是它自己的共轭，一个与涡旋核束缚在一起的马约拉纳费米子。我们计算，而不是束缚态，但这个系统的散射态，并询问如何自旋动量锁定的狄拉克形式的单粒子哈密顿量，从TI表面继承，影响散射Bogoliubov准粒子从涡旋的截面。与普通超导体的情况一样，这是一个双通道问题，其中涡旋混合了类粒子和类空穴激发。在通常的情况下，由于Aharonov-Bohm效应，相同通道的微分截面在向前的方向上发散，导致无限大的总截面，但有限的传输和斜截面。我们计算的运输和斜截面数值，通过分波分析，作为准粒子激发能和化学势的函数。当粒子或空穴激发通过狄拉克点调谐时，新的效应出现了。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in a two dimensional electron gas probed with a lateral quantum dot
我们报告了低温输运测量的平面Nb-InGaAs-Nb邻近约瑟夫森结托管栅极定义的横向量子点的弱链接。我们首先研究了当所有门都接地时，准粒子和约瑟夫森输运通过开放结。当量子点通过静电耗尽被限定在正常区域时，共隧穿光谱允许我们直接探测在二维电子气中诱导的能隙。我们的数据显示出良好的定性协议与模型描述的共振隧穿通过安德森杂质连接到超导电极。这些结果证明了基于二维电子气耦合到超导体的顶栅纳米器件的可行性。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle relaxation in superconducting nanostructures
我们研究了电子平均自由程远小于超导相干长度的“脏”超导体中非平衡准粒子的能量弛豫。低能非平衡准粒子的弛豫过程主要由声子发射控制。我们推导出相应的碰撞积分，并找到准粒子弛豫率。后者对由磁场（或磁性杂质）引起的时间反演对称性（TRS）的破缺敏感。作为发展理论的一个具体应用，我们解决准粒子捕获的旋涡和电流偏置收缩。我们表明，热准粒子的捕获可能主要发生在距离涡核，或收缩，显着超过超导相干长度。
2017-07-22 cond-mat.mes-hall
Superconducting Proximity Effect and Universal Conductance Fluctuations
利用Bogoliubov-de Gennes方程的数值解研究了介观正常-超导-正常（N-S-N）结构中的普适电导涨落（UCF）。我们讨论两种情况下，根据准粒子传输的存在（“开放”结构）或不存在（“封闭”结构）。与N-S结构相比，超导电性的出现增加了波动，我们发现N-S-N结构的超导电性抑制了UCF。我们证明了在"开放“和"封闭”结构的波动表现出不同的响应所施加的磁场和超导序参量施加的相位变化。
1999-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductive proximity in a Topological Insulator slab and excitations bound to an axial vortex
我们考虑了夹在两个常规超导体之间的拓扑绝缘体中的邻近效应，通过比较s波自旋单重态超导配对关联和奇宇称三重态配对关联，零自旋分量正交于板（“极性“相）。在界面处表面态的狄拉克色散中，出现了一个超导能隙。一个轴向涡流被包括在内，沿着与超导体的界面的法线穿透平板。众所周知，当接近是s波时，在间隙中的准粒子是马约拉纳束缚态，局限于相对的界面。我们报告的完整表达式的量子场相关的midgap中性费米子，来自TI的双轨道带模型。当接近涉及奇宇称配对，midgap模式是带电的表面Andreev束缚态，它们起源于明确的手征的界面圆形状态，集中在涡旋奇点和衰减的TI膜振荡。当化学势远离间隙中心时，沿涡旋轴的扩展态也是允许的。它们的轨道结构取决于准粒子能级分裂的体能带的对称性。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall
Interplay of the inverse proximity effect and magnetic field in out-of-equilibrium single-electron devices
磁场显着影响非平衡准粒子（QP）分布的条件下的逆邻近效应的显着例子的单电子混合旋转门。这种效应抑制了与库仑封锁岛的十字转门结附近的超导引线中的间隙，从而将热量子点捕获在该区域。所施加的磁场以涡旋或导线中超导能隙减小的区域的形式产生额外的QP陷阱，导致QP从结释放。我们提出了明确的实验证据，这种相互作用的逆邻近效应和一个磁场揭示自己在超导能隙增强的磁场，以及在显着改善的旋转栅门特性。观察到的逆邻近效应和外部磁场的相互作用，其在QP过热的背景下的理论解释是重要的各种超导和混合纳米电子器件，发现应用在量子计算，光子探测和量子精密测量。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
How long does it take to form the Andreev quasiparticles ?
我们研究的瞬态效应的设置，其中的量子点（QD）是突然夹在金属和超导导线。专注于邻近诱导的电子配对，表现在间隙束缚态，我们确定这些准粒子发展所需的特征时间尺度。特别是，我们推导出解析表达式（i）量子点的电荷占有率，（ii）诱导电子配对的幅度，和（iii）在平衡和非平衡条件下的瞬态电流。我们还研究了Hartree-Fock-Bogolubov近似下的相关效应，揭示了库仑相互作用和电子配对之间的竞争。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Trapping $e/4$ quasiparticles in bilayer graphene
Institute of Physics, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所）；International Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料科学研究所纳米材料国际中心）；Center for Quantum Science and Engineering (QSE Center), École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院量子科学与工程中心）
本研究通过门控反点测量双层石墨烯分母为偶数的FQH态准粒子电荷，观测到$e/4$等电荷，揭示其与非阿贝尔基态兼容，为准粒子局域用于拓扑量子计算提供依据。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium regimes for quasiparticles in superconducting qubits with gap-asymmetric junctions
本文研究具有能隙不对称结的超导量子比特中准粒子密度随温度的变化，提出四种非平衡态区，并指出磁场测量有助于准确识别这些状态区。
2025-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Twofold symmetry of proximity-induced superconductivity in Bi$_{2}$Te$_{3}$/Bi$_{2}$Sr$_{2}$CaCu$_{2}$O$_{8+δ}$ heterostructures revealed by scanning tunneling microscopy
我们在\textit{in situ}中观察到邻近诱导超导现象，这种异质结构由拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Te $_{3}$薄膜和高温铜酸盐超导体Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$组成.在两个五层厚度的Bi $_{2}$ Te $_{3}$薄膜表面上，超导带隙最大值约为7.6 meV，且带隙值随薄膜厚度的增加而减小.此外，准粒子干涉数据还清楚地证明了Bi $_{2}$ Te $_{3}$的一对主晶轴上存在着双重对称超导带隙，带隙极小值。这种能隙形式与在这种系统中提出的拓扑超导性的$Δ_{4y}$符号是一致的。我们的结果为高温超导铜氧化物中邻近效应引起的拓扑超导电性提供了丰富的信息。
2020-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-equilibrium and proximity effects in superconductor-normal metal junctions
本文用一个简单的准一维模型研究了正常金属-绝缘体-超导体-绝缘体-正常金属（NISIN）结中的非平衡加热和逆邻近效应。我们特别关注的观测值和参数区域，在设计的SINIS冷却器与准粒子陷阱的兴趣。我们提出的数值计算结果，通过求解Usadel方程，并提出了分析近似在两个极限情况下：一个短结的两端和一个长结的一个透明的接触不可忽略的电阻在一端。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall
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
Using materials for quasiparticle engineering
超导体中的基本激发--博戈留波夫准粒子--在超导器件中既可以是一种资源，也可以是一种负担：它们使微波动力学电感探测器能够探测光子，但它们是量子比特和电子泵的误差来源。为了改善后一种设备的操作，人们设计了减轻准粒子效应的方法;特别是，将不同的材料结合起来，准粒子可以被捕获在不会造成伤害的地方，并且可以阻止它们的产生。我们回顾这些缓解努力的最新进展，并讨论开放的问题。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Superconducting proximity effect on a two-dimensional Dirac electron system
二维无质量狄拉克电子的超导邻近效应通常采用由狄拉克哈密顿量和能量无关的对势组成的简单模型来分析。虽然这个传统的模型是合理的，但它是否能完全描述超导体的邻近效应是值得怀疑的。在这里，我们推导出一个更一般的邻近模型从一个适当的微观模型的狄拉克电子系统在平面接触的超导体。由此产生的模型描述的邻近效应的能量依赖的对势和重整化项。在这个框架内，我们分析了态密度，准粒子波函数，和电荷守恒的狄拉克电子。结果揭示了邻近效应的几个特征，这是传统模型无法捕捉的。
2014-01-21 cond-mat.mes-hall
Dissipation by normal-metal traps in transmon qubits
准粒子是超导量子位弛豫和退相干的内在来源。最近的工作表明，正常金属陷阱可以用来疏散准粒子，并有可能提高量子比特的寿命。在这里，我们研究了正常金属本身可以引入量子位弛豫的程度。我们确定正常金属内的欧姆损耗和隧道电流通过正常的金属超导体界面作为相关的弛豫机制。我们发现，欧姆损耗的贡献强烈依赖于设备和陷阱的几何形状，作为一个结果，在量子比特的不均匀电场。另一方面，由于隧穿电流引起的品质因数的校正对准粒子的非平衡分布函数高度敏感。总的来说，我们表明，即使选择低于最佳参数，正常金属陷阱的存在并不影响国家的最先进的量子位的品质因数。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Trapping Abelian anyons in fractional quantum Hall droplets
我们研究了阿贝尔任意子（准空穴和准粒子）被局域势（例如，诱导的AFM针尖）的分数量子霍尔液体与长程库仑相互作用和边缘限制电位的微观模型。我们发现，特别是，在Laughlin填充分数$ν= 1/3$，准空穴和准粒子的状态可以出现作为系统的基态的存在下的陷阱势。正如预期的那样，我们发现阿贝尔准空穴的存在对量子液体的边缘光谱没有影响，这与非阿贝尔情况不同[Phys. Rev. Lett. { \bf 97}，256804（2006）]。虽然准空穴和准粒子在系统中普遍存在，但它们的稳定性取决于束缚势的强度、俘获势的强度和范围。我们讨论的相关性的计算的高精度生成和控制的个别任意子在潜在的实验，特别是在拓扑量子计算的背景下。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Proximity coupling in superconductor-graphene heterostructures
本文综述了超导体-石墨烯异质结构的电子性质和未来的研究方向。介绍了石墨烯的基本电子性质，以突出结合两个看似无关的物理学，超导性和相对论的独特可能性。然后，我们专注于石墨烯为基础的约瑟夫森结，最通用的超导量子器件之一。已经开发的各种理论方法来描述石墨烯约瑟夫森结的检查，连同它们的优点和局限性，随后在设备制造和相关的长度尺度的进展进行了讨论。研究了石墨烯约瑟夫森结的相敏特性和相粒子动力学，以了解石墨烯与约瑟夫森耦合的基本机制。然后，讨论了超导界面上Andreev反射产生的关联准粒子的微观输运及其相相干行为。综述了以石墨烯作为静电可调二维平台研究量子相变的进展。讨论了邻近诱导超导和量子霍尔相之间的相互作用，作为研究拓扑超导和非阿贝尔物理的可能途径。最后，对未来的研究方向进行了展望.
2017-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spatially-resolved probing of a non-equilibrium superconductor
实验研究了超低温超导体中非平衡准粒子的空间分辨弛豫。人们发现，准粒子注入通过隧道结的结果在修改的I-V特性的远程'检测器'结的形状。该效果取决于温度、注入电流和与注入器的接近程度。这种现象可以从准粒子电荷和能量不平衡的产生来理解，其特征在于两种不同的长度尺度$Λ_{Q^{\ast}}$ $\sim5$ $μ$ m和$Λ_{T^{\ast}}\sim$ $40$ $μ$ m。研究结果与现有的唯象模型吻合得很好，而更详细的微观理论是强制性的详细定量与实验比较。这些结果对于理解各种纳米电子电路中的电子输运现象具有重要意义。
2011-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppressing relaxation in superconducting qubits by quasiparticle pumping
动态误差抑制技术通常用于提高量子系统的相干性。它们通过施加控制脉冲来减少移相误差，该控制脉冲被设计为逆转由环境噪声驱动的错误相干演化。然而，这种方法不能校正不可逆过程，如能量弛豫。在这项工作中，我们研究了一种互补的随机方法来减少错误：我们使用控制脉冲来动态地塑造噪声环境，而不是确定性地逆转不需要的量子比特演化。在超导量子比特的背景下，我们实施泵浦序列以减少靠近设备的未成对电子（准粒子）的数量。我们报告了70%的准粒子密度减少，导致量子位弛豫时间增加了三倍，相干性变化也相应减少。
2016-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Non-invasive thermometer based on proximity superconductor for ultra-sensitive calorimetry
我们提出了基于超导体和邻近正常金属之间的隧道结的射频测温。它允许在广泛的偏置条件下工作。我们表明，标准的有限偏置准粒子隧穿温度计遭受大的耗散和损失的灵敏度在低温下，而基于零偏异常测温避免了这两个问题。由于这些原因，后一种方法适用于低至较低的温度，这里为约25 mK。这两个温度计示出测量相同的本地温度的电子在正常的金属在其适用范围内。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle dynamics in epitaxial Al-InAs planar Josephson junctions
本文通过向集成在SQUID中的外延Al-InAs约瑟夫森结注入准粒子，研究其安德烈夫束缚态对QP的捕获与清除动力学，揭示几微秒时间尺度与电子-声子弛豫一致，为高透明度结的准粒子效应提供实验依据。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unconventional superconductivity and paramagnetic Meissner response triggered by nonlocal pairing interaction in proximitized heterostructures
研究耦合常规超导体的二维电子系统中非局域配对引发的非常规超导，揭示准粒子隧穿与自旋三重态层间配对产生的奇频超导关联导致顺磁迈斯纳响应并影响态密度。
2023-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Proximity Effect and Theoretical Design for its Realization
本文讨论了在面内塞曼场作用下，附着在超导薄膜上的脏正常金属在Dresselhaus [110]自旋轨道耦合下的零能态的稳定性. Dresselhaus超导体保留了额外的手征对称性，并在其边缘捕获了多个零能态。由于有效的$p$波配对对称性，在大塞曼场中，边缘处的所有零能态都属于同一手征。波函数中的纯手征性质使得零能态能够穿透到脏的正常金属中，同时保持它们的高度简并性。通过应用一个定理，证明了在零能量下，理想Andreev反射到脏的正常金属中。本文对反常邻近效应作了微观的理解。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced proximity effect in zigzag-shaped Majorana Josephson junctions
高密度超导体-半导体-超导体结具有小的诱导超导能隙，这是由于具有大动量的准粒子轨道平行于具有非常长的飞行时间的结。由于大的感应间隙保护马约拉纳模式，这些长轨迹将马约拉纳器件限制在低电子密度。我们发现，一个椭圆形的几何形状消除了这些轨迹，允许强大的创建马约拉纳状态与诱导间隙$E_\textrm{gap}$和马约拉纳大小$ξ_\textrm{M}$改善了一个以上的数量级的现实参数。除了改进的鲁棒性的马约拉纳，这种新的锯齿形的几何形状是不敏感的几何细节和设备调整。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall
Mapping the topological proximity-induced gap of multiterminal Josephson junctions
本文提出通过测量扩散型多端约瑟夫森结的电阻来映射其拓扑邻近诱导能隙，揭示准粒子态密度随相位差的调制，为探索拓扑效应提供了简单有效的技术。
2024-12-13 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced collective modes in an unconventional superconductor heterostructure
非常规超导体长期以来一直在寻求它们在量子技术和器件中的潜在应用。阻碍这一努力的一个关键挑战是与探测和表征候选材料以及建立其序参量相关的困难。在这封信中，我们提出了一个平台，使我们能够通过邻近效应在薄层材料中光谱探测非常规超导性。我们发现，诱导一个s波间隙的样品与固有的d波不稳定性导致准粒子对的束缚态的形成，这表现为集体模式的d波通道。这一发现提供了一种方法来研究潜在的配对相互作用，通过系统的集体模式光谱的替代。在系统进一步冷却后，我们观察到这种模式大大软化，甚至可能冷凝，标志着时间反演对称性破缺超导性的开始。因此，我们的建议也允许创建和研究这些难以捉摸的非常规状态。
2022-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana quasiparticles in semiconducting carbon nanotubes
工程有效的p波超导体托管马约拉纳准粒子（MQPs）是现在特别感兴趣的，也鉴于可能利用MQPs的容错拓扑量子计算。在准一维系统中，横模之间的耦合显著缩小了拓扑超导性的参数空间。再加上在实验可行的条件下实现拓扑相的要求，这在实践中强烈限制了可以托管MQPs的系统的选择。在这里，我们证明，半导体碳纳米管（CNT）在接近的超导体，如剥离的NbSe $_2$，满足这些需求。通过精确的数值紧束缚计算，在真实空间中，我们显示了本地化的零能量状态的出现在CNT两端的临界值以上的所施加的磁场。知道微观波函数，我们毫不含糊地证明了马约拉纳性质的局域化状态。采用精确的解析模型哈密顿量计算了拓扑相图。
2017-11-09 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle diffusion based heating in superconductor tunneling micro-coolers
在超导体-绝缘体-正常金属混合隧道结中，偏压在间隙下方，从正常金属中提取热电子导致电子冷却效应。注入超导体中的准粒子在隧道界面附近积累，从而提高了有效超导体温度。我们提出了一个简单的模型，多余的准粒子在一个额外的陷阱结超导带的扩散。这个扩散模型有一个完整的解析解，这取决于实验可访问的参数。我们发现结附近积累的准粒子降低了器件的效率。这项研究也是相关的更一般的情况下，利用超导隧道结，作为低温探测器。
2009-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Josephson Interference in a Nanowire Proximity Effect Junction
建立了半导体纳米线超导-正常超导（SNS）结的理论模型。沿纳米线轴施加平行于电流的磁场。在考虑N截面径向约束电子子带的情况下，求解了Andreev束缚态的Bogoliubov-de Gennes方程。Andreev束缚态的能量-相位曲线随着具有轨道角动量的N段准粒子耦合到轴向场而相移。类似的相移中观察到的连续电流的结。量子力学的结果表明，减少到一个直观的，半经典的模型时，Andreev近似成立。临界电流与轴向场的数值计算揭示了磁通非周期振荡，我们确定为一种新的形式的约瑟夫森干涉由于这种轨道子带效应。这种行为被研究作为一个功能的结长度和化学势。最后，我们讨论了对模型的扩展，这些扩展可能有助于描述现实设备。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Localized quasiparticles in a fluxonium with quasi-two-dimensional amorphous kinetic inductors
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；Northwestern University（西北大学）；Budapest University of Technology and Economics（布达佩斯技术与经济大学）
研究通过在微波谐振器和通量onium量子比特中嵌入钨硅化物导线，探讨了高动能电感材料在量子电路中的非线性特性及损耗机制。
2025-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Spin-blockade qubit in a superconducting junction
我们解释了最近的一个开创性的实验[Zgirski M.例如，物理学评论快报，106（2011）257003]关于超导断裂结中的准粒子操纵，根据与自旋量子比特的自旋阻塞绘图类比。我们提出了一种新的量子位设计，利用两个被困准粒子的自旋状态。我们详细的共振量子操纵的所有四个自旋态的相干控制和计算相应的拉比频率。读出技术是基于自旋阻断，抑制准粒子复合在三重态。我们提供了广泛的微观估计我们的模型的参数。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall
