Local imaging of diamagnetism in proximity coupled niobium nano-island arrays on gold thin films
在这项工作中,我们研究了工程无序对邻近耦合超导岛阵列的局部磁响应的影响,通过比较扫描超导量子干涉仪(SQUID)的磁化率测量,我们将系统视为一维(1D)超导体-正常金属-超导体(SNS)约瑟夫森结的网络模型,每个具有由结长度或岛之间的距离确定的约瑟夫森耦合能量$E_J$。我们发现,无序阵列表现出空间非均匀的抗磁响应,低的局部施加磁场,很好地描述了这个结网络模型,我们讨论这些结果,因为它们涉及到非均匀的二维(2D)超导体。我们的模型的阵列的静态磁响应不完全捕获发病的非线性和耗散与增加施加的字段,因为这些影响与涡旋运动由于扫描SQUID磁阻测量的动态性质。本工作演示了一个具有工程无序的二维超导系统模型,并强调了耗散对二维超导体和约瑟夫森结阵列的局部磁性的影响。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anharmonic lattice dynamics and superconductivity in strained bulk and surface niobium
Graz University of Technology(格拉茨工业大学);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);University of Colorado, Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);Intellectual Ventures(智囊团)
通过第一性原理计算,研究均匀应变和晶面取向如何调控铌的振动和超导性质,发现应变增强超导转变温度,表面需考虑非谐效应,并识别出最有效的配对声子能量范围。
2026-06-01 cond-mat.mtrl-sci 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
Tunneling Spectroscopy Study of Low Baked Bulk Niobium for Superconducting RF Cavity Applications
IRFU, CEA, University Paris-Saclay(法国原子能及替代能源研究所,法国原子能和替代能源委员会,巴黎萨克雷大学)
本研究通过点接触隧道谱实验,发现低温烘烤(特别是两步烘烤)能显著抑制腔级铌表面由氢化物引起的超导退化区域,为理解SRF腔性能提升提供了微观证据。
2026-10-05 cond-mat.supr-con
Phase soliton and pairing symmetry of a two-band superconductor: Role of the proximity effect
本文提出了一种机制,这种机制促进了具有s ~+-型配对的双带超导体的超导带隙的相对相位中形成的相位孤子--拓扑缺陷的存在。这种机制利用了传统s波超导体的邻近效应,该效应有利于双带超导体的相位对准,在s+配对的情况下,双带超导体在没有邻近的情况下发生π位移。在强邻近的情况下,这种效应可以用来将孤子的能量降低到无孤子态的能量以下,从而使孤子成为量子稳定的。基于这一观察,我们考虑一个实验装置,适用于稳定和亚稳态孤子,它可以用来区分s+-和s++类型的配对在铁基多带超导体。
2012-07-23 cond-mat.supr-con
Triplet proximity effect and odd-frequency pairing in graphene
通过自洽求解蜂窝晶格上的Bogoliubov-de Gennes方程,研究了石墨烯中邻近诱导超导性和铁磁性之间的相互作用。我们发现,一个强大的三重态邻近效应产生的石墨烯,导致奇频配对相关。这些奇频相关性在石墨烯片的局域态密度中清楚地表现出来,这可以通过STM测量来探测。受最近S $\mid$ N $\mid$ S石墨烯约瑟夫森结实验的启发,我们还研究了由于邻近效应在正常区域形成的Andreev束缚态的光谱。我们的结果可能是有用的解释光谱数据,也可以作为未来实验的指导方针。
2010-04-26 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic Superconductivity in Two-dimensional Niobium Diselenide
本研究发现插层稀钴原子的二维NbSe₂在超导转变温度以下存在超导介导的铁磁性,提出基于自旋三重态序参量的RKKY耦合机制,经实验验证其自旋三重态本质,为铁磁超导体设计提供新方向。
2023-06-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Odd-frequency pairing and proximity effect in Kitaev chain systems including topological critical point
本文研究了非均匀Kitaev链系统中奇频配对与邻近效应之间的关系,特别是拓扑临界点。首先,我们关联的奇频配对和马约拉纳费米子在一个半无限Kitaev链,在那里我们发现,奇频对振幅的空间依赖性相吻合的局域态密度在低频。其次,我们证明,相反的标准观点,奇频对振幅传播到一个半无限Kitaev链的大部分在拓扑临界点。最后,我们表明,奇频库珀对导致邻近效应在正常金属/扩散正常金属/ Kitaev链结,即使在拓扑临界点。我们的研究结果具有相关性的奇数频率配对和拓扑超导性在更复杂的系统,涉及Rashba纳米线与磁场的调查。
2020-01-11 cond-mat.supr-con
Induced spectral gap and pairing correlations from superconducting proximity effect
本文利用Bogoliubov-de Gennes理论,研究了由正常s波超导体和非超导材料组成的异质结中的超导邻近效应,邻近效应是由超导板到非超导板的库珀对隧穿驱动的.超导邻近效应的应用可能依赖于诱导的谱隙或诱导的配对相关而没有任何谱隙。阐明了在非超导材料中,由邻近效应引起的谱隙和配对关联是相互独立的物理量。这是通过邻近效应创造拓扑超导性的建议中的一个关键问题。在传统s波超导体(SC)衬底上的3D拓扑绝缘体(TI)板的异质结构提供了一个平台,期望在薄TI板的“裸”顶表面上观察到邻近诱导的拓扑超导性。我们从理论上研究了这种裸表面上的感应超导能隙。此外,我们对感应光谱间隙的异质结构的SC与正常的金属或半导体与强自旋轨道耦合和塞曼分裂电位(拓扑超导的另一个平台)进行比较。我们发现,对于任何模型的非SC金属(包括金属TI)的裸露表面上的诱导光谱间隙衰减为$L^{-3}$的厚度($L$)的非SC板增加,相反,较慢的$1/L$衰减的配对相关性。我们之间的邻近诱导的光谱间隙(其更快的空间衰减)和配对相关(其较慢的空间衰减)的区别有重要的意义,目前积极寻找拓扑超导性和马约拉纳费米子在各种超导异质结构。
2016-04-20 cond-mat.supr-con
Ising superconductivity in monolayer niobium dichalcogenide alloys
NbSe $_{2}$和NbS $_{2}$是同构的二维材料,当降低到单层极限时,它们表现出对比鲜明的超导性质。单层NbSe $_{2}$是一种Ising超导体,而单层NbS $_{2}$的超导性还没有报道。NbS $_{x}$ Se $_{2-x}$合金的超导转变温度与硫含量呈现出有趣的非单调关系,这被解释为分形超导电性的一种表现。然而,关于这一结果的几个关键问题是未知的:(1)合金的电子结构是否与母体化合物不同,(2)已被证明是突出的单层NbSe $_{2}$的自旋波动也存在于合金中?利用第一性原理计算,我们发现NbS $_{x}$ Se $_{2-x}$合金中费米能级的态密度和接近磁性的态密度都比母体化合物降低了,前者会降低相变温度,而后者会提高相变温度,我们还发现在NbSe $_{2}$中可能会形成大浓度的Se空位,这可能是磁对断裂缺陷.基于我们的结果,我们提出了NbSPDMATHABMN Se $_{2-x}$合金超导转变温度非单调行为的另一种解释,它不需要多重分形的猜想.
2021-08-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Upper critical field and superconductor-metal transition in ultrathin niobium films
最近的研究表明,在无序超导薄膜中,超导态可能是本征不均匀的。在这里,我们调查的SC状态的性质在Nb 2 O3薄膜,厚度$d$范围从1.2 nm到20 nm,经历了从非晶到多晶结构的转变,在厚度$d \simeq 3.3$ nm。结果表明,在多晶和非晶薄膜中,SC态的性质有很大的不同。上临界场($H_{c2}$)在第一种情况下是轨道限制的,在第二种情况下是顺磁限制的.观察到磁场诱导的超导体-金属转变,在多晶或非晶薄膜中,临界场近似恒定或随薄膜电导呈幂律减小。标度分析表明,在这两种类型的电影不同的标度指数。SC波动对电导率的负贡献存在于$H_{c2}$之上,在非晶膜中特别明显,这表明存在波动的库珀对。这些观察表明,在非晶薄膜中的局部不均匀性的发展,在邻近耦合SC岛的形式。在非晶薄膜中观察到冷却时SC相关性的通常演变,这可能与邻近诱导的相位相干性上的量子涨落的影响有关。
2020-09-08 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Unconventional proximity effects and pairing symmetries in cuprates caused by conventional phonons
巨和零邻近效应和铜氧化物超导体的非常规对称性的解释作为一个各向异性的非局域变形势的作用与c轴极化光学声子的空穴的强Froehlich相互作用的结果。
2007-09-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect at superconductor-ferromagnet interfaces: Evidence for induced triplet pairing in the superconductor
在超导体-铁磁体(S-F)界面的铁磁侧存在邻近诱导三重态超导性的相当多的证据;然而,超导体侧的相应效应几乎没有得到解决。我们对NbN超导薄膜与半金属铁磁体La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3(LCMO)的磁场场耦合进行了扫描隧道谱测量。我们已经发现,在零和低施加磁场的NbN上的隧道光谱通常显示出一个异常的间隙结构与抑制相干峰,在某些情况下,零偏压电导峰。随着磁场增加到LCMO的磁饱和,其中磁化是均匀的,光谱变得更加BCS样和临界温度的NbN增加,这意味着减少邻近效应。因此,我们的研究结果表明,三重配对的相关性也诱导在S侧的S-F双层。
2015-08-05 cond-mat.supr-con
Quasiparticle Fermi surfaces of niobium and niobium-titanium alloys at high pressure
该研究结合相干势近似与动力学平均场理论,探究250 GPa高压下纯铌及Nb$_{0.44}$Ti$_{0.56}$合金的电子结构与费米面演化,揭示其高压强超导性的相关机制,为后续实验提供方向。
2025-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect at the superconductor - topological insulator interface
从微观模型出发,研究了与s波超导体接触的拓扑绝缘体的激发谱,并建立了一个有效的邻近效应低能模型。在狄拉克锥顶点附近,描述局域在界面处的状态的有效模型很好地近似于狄拉克电子经历超导s波配对的模型。远离锥顶,诱导的配对电位发展的p波分量的大小敏感的接口的结构。观察诱导的s波超导性可能需要调整化学势接近狄拉克点。此外,我们发现,超导体的接近导致一个显着的重整化的原始参数的有效模型描述的拓扑绝缘体的表面状态。
2010-06-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity of niobium thin films in the BiOCl/Nb heterostructures
本文研究了BiOCl/Nb异质结构中25 nm铌薄膜的超导输运性质,发现激光激发增强界面反邻近效应,且结果与McMillan模型及BiOCl光电导行为一致。
2016-09-08 cond-mat.supr-con
Emerging Dirac and Majorana fermions for carbon nanotubes with proximity-induced pairing and spiral magnetic field
我们研究了具有邻近诱导超导配对的扶手椅型和小禁带半导体碳纳米管在螺旋磁场中的低能能带结构,其中磁场的塞曼项和轨道部分的周期势产生了强的有效自旋轨道相互作用.我们发现,无带隙狄拉克费米子可以产生一个单一的参数的变化。对于一个半导体管与场在同一平面上,一个非简并零模在动量k=0,可以诱导,允许拓扑保护的马约拉纳费米子端态的产生。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced unconventional superconductivity in topological insulators
研究了不同对称性的拓扑绝缘体-超导体混合结构中的邻近诱导超导配对,并对其进行了分类。狄拉克表面态给出了自旋单重态和自旋三重态配对振幅之间的耦合,以及p波SC的奇数频率配对。我们还发现,所有的SC诱导的配对是奇数的频率和轨道(带)指数,与奇数的频率和轨道指数是完全可互换的。不同的诱导配对振幅显着修改的TI表面层的态密度。
2013-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gapped superconductivity with all symmetries in InSb (110) quantum wells in proximity to s-wave superconductor in Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov phase or with a supercurrent
研究表明,在Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov相的s波超导体附近的InSb(110)自旋轨道耦合量子阱中,或在超导电流的作用下,可以实现单重偶频、单重奇频、三重偶频和三重奇频对,以及相应的序参量(能隙).结果表明,在邻近效应导致单重偶频序参量的情况下,由于自旋轨道耦合导致自旋转动对称性破缺,导致三重偶频配对.由于在Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov相或在超导作用下,库珀对的质心动量破缺了平移对称性,因此可以诱导单重态奇频配对。由于平移和自旋-转动不对称性,三重态奇频配对也得以实现。然后,我们证明了相应的序参量可以由电子-电子库仑相互作用的自能和动态屏蔽得到。单重态和诱导三重态偶频序参量在动量空间分别表现出传统的s波和p波特征。而量子阱中的奇频序参量,单重态和三重态序参量分别表现出p波和d波的特征。单重态奇频率序参量的p波特征相对于质心动量方向表现出各向异性。而对于三重态,我们发现相对于质心动量方向,可以得到$d_{x^2}$波和$d_{xy}$波的特征。......
2017-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting proximity effects in metals with a repulsive pairing interaction
对正常导体/超导体$(N/S)$结中超导邻近效应的研究几乎普遍假设在$N$区域没有有效的电子-电子耦合。虽然这种近似导致了对邻近效应的简单描述,但尚不清楚如何严格证明这一点。我们揭示了一个更复杂的图片的邻近效应在$N/S$双层,其中$S$是一个干净的s波BCS超导体和$N$是一个简单的金属与排斥有效的电子耦合。我们阐明的邻近效应的行为,使用一个高度精确的方法来自洽地解决Bogoliubov-deGennes方程。我们提出了我们的结果的范围很广的值的界面散射,费米波矢失配,温度,和比例$g$的有效相互作用强度在$N$和$S$区域。我们发现,排斥相互作用,表示为一个负的$g$,强烈地改变签名的邻近效应可以看出,在空间依赖性的库珀对振幅和对电位,以及在界面附近的局部态密度。
2010-10-04 cond-mat.supr-con
First-principles approach to thin superconducting slabs and heterostructures
本文提出了一种研究超导薄膜的完全第一性原理方法。计算了该体系的层相关声子谱,并将其与Kohn-Sham-Bogoliubov-de Gennes方程耦合,以无参数方式求解。然后将该理论应用于不同的表面方面的铌板和铌-金异质结构。我们调查的转变温度的依赖关系的厚度的板坯和反邻近效应中观察到的薄超导异质结构。
2016-07-02 cond-mat.supr-con
Fulde-Ferrell States in Inverse Proximity Coupled Magnetically-Doped Topological Heterostructures
本文研究了磁掺杂拓扑绝缘体(TI)与薄膜BCS超导体邻近耦合的超导特性。利用平均场论,我们证明了在常规超导体中,由于存在逆邻近效应(IPE),可以诱导出Fulde-Ferrell(FF)对。当TI对超导体的IPE足够大,使得超导体的正常带具有邻近诱导的自旋轨道耦合和磁化时,就会发生这种情况。我们发现,不同的配对的能量依赖于TI和BCS超导体之间的耦合强度和超导膜的厚度。随着超导膜厚度的增加,我们发现了从FF对到BCS对的交叉。这是由于超导带的数量增加,有利于BCS配对,意味着FF相只能在薄膜极限下观察到。此外,我们还提出了运输实验,显示不同的签名FF阶段。
2017-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-Induced Mixed Odd and Even Frequency Pairings in Monolayer NbSe$_2$
过渡金属二硫属化合物NbSe $_2$是一种利用磁场形成的结状超导体。由于所谓的伊辛自旋轨道耦合,强烈钉扎电子自旋到平面外的方向,库珀对单层超导体NbSe $_2$保护免受施加的平面内磁场比泡利极限大得多。在单层NbSe $_2$中,除了与其他半导体过渡金属二硫属化物类似的具有相反晶体动量的布里渊区的拐角处的费米口袋之外,在具有小得多的自旋分裂的$Γ$点周围存在额外的费米口袋,这可以导致用于通过较小的磁场可操纵的配对可能性的替代策略。通过考虑单层NbSe $_2$ -铁磁衬底结,研究了空穴掺杂单层NbSe $_2$中$Γ$点口袋的修正配对关联.基本的物理是迷人的,因为有一个微妙的相互作用的诱导交换场和伊辛自旋轨道耦合。我们实现了一个混合的单重态-三重态超导,s+f,由于伊辛自旋轨道耦合。此外,我们的研究结果揭示了混合状态,包括奇数和偶数频率分量,与铁磁邻近效应。通过控制感应磁化强度的大小和方向,可以实现感应配对关联的不同频率对称性。
2018-07-23 cond-mat.supr-con
Substrate mediated nitridation of niobium into superconducting Nb2N thin films for phase slip study
在这里,我们报告了一种新的氮化技术,将铌转化为六方晶系Nb 2N,似乎是超导低于1 K。在高真空条件下,对生长在Si_3 N_4/Si(100)衬底上的Nb薄膜进行高温退火,实现了Nb薄膜的氮化。的结构表征指导形成的大多数Nb 2N相,而形态显示颗粒性质的薄膜。随温度变化的电阻测量揭示了一个宽的金属到超导体的过渡具有两个不同的过渡区。接近正常状态的区域随膜厚强烈变化,而在超导状态附近的第二区域几乎保持不变,但表现出电阻拖尾。电流-电压特性也显示出宽的过渡嵌入中间电阻状态起源的相位滑移线。电流的过渡宽度和电阻阶跃的数目取决于膜厚,它们都随厚度的减小而增大。过渡区宽度的加宽是由邻近耦合超导纳米颗粒逐渐建立超导性所解释的,而有限尺寸效应和量子涨落可能导致电阻拖尾。最后,通过与Nb对照样品的比较,我们强调Nb 2N提供了非常规的超导性,在基于相位滑移的器件应用领域具有前景。
2019-06-20 cond-mat.supr-con
Effective Long-Range Pairing and Hopping in Topological Nanowires Weakly Coupled to $ s $-Wave Superconductors
在这封信中,我们首先制定了一个有效的理论,它通常捕获的表面系统弱耦合到s波超导体的长程邻近效应。长程邻近效应包括表面系统中涌现的长程配对和跳跃相互作用。然后,我们考虑到在弱耦合极限的紧急非局部效应的Rashba自旋轨道耦合纳米线附近的s波超导体模型。在这个极限下,我们发现感应超导对势远小于宿主超导体的感应超导对势,这与最近的实验结果是一致的。与先前考虑的强耦合极限和局部邻近效应相比,长程相互作用可以显著地改变拓扑相图,并大大降低出现Majorana零模的阈值磁场.
2018-06-09 cond-mat.supr-con
Dimensional crossover and incipient quantum size effects in superconducting niobium nanofilms
系统地研究了在不同衬底上溅射铌纳米薄膜的超导和正常态性质,在d=9-90 nm范围内,作为薄膜厚度的函数。所有薄膜的超导到正常转变的宽度保持在几十mK,因此非常窄,证实了它们的高质量。我们发现,超导临界电流密度表现出明显的最大值,三倍大于其体积值,膜厚度约25 nm,标志着3D到2D的交叉。提取的磁穿透深度示出了一个相当大的增强最薄的膜,除了通常的退磁效果。在蓝宝石衬底或挤压纳米膜的横向尺寸的情况下,已经获得了超导性质的附加放大效应。对于接近20 nm的厚度,我们还测量了两倍的垂直临界磁场相比,其饱和值为d>33 nm,表明缩短的相关长度和形成小的库珀对的冷凝。我们的数据分析证明了量子尺寸和邻近效应之间令人兴奋的相互作用,以及强耦合效应和最薄薄膜中无序的重要性,定位具有最佳增强的临界特性接近BCS-BEC交叉制度。
2017-09-30 cond-mat.supr-con
Controversy over large proximity induced s wave like pairing from a d wave superconductor
通过将强自旋轨道相互作用的金属与超导材料放置在一起,利用邻近效应产生有效的拓扑超导体,旨在产生可用于拓扑保护量子计算的Majorana零模。在最近的实验中,将高$T_c$材料$\text{Bi}_2\text{Sr}_2\text{CaCu}_2\text{O}_{8+δ}$与几个五倍层厚的$\text{Bi}_2\text{Se}_3$接触,并且报道了相互矛盾的实验结果。我们用标准平均场方法研究了这种异质结构,发现它不可能有大的邻近感应超导能隙。所声称的观测到的s波带隙可能不是纯粹的超导相干带隙,尽管它似乎是正确的温度依赖性。对邻近诱导的体相干带隙和界面处的能带结构的进一步研究将有助于解决这一问题。
2016-01-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect and inverse proximity effect in a topological-insulator/iron-based-superconductor heterostructure
基于微观模型,对拓扑绝缘体/铁基超导体异质结构中的邻近效应和逆邻近效应进行了理论研究。超导序参量的自洽计算。当这两个系统的耦合增加时,其幅度减小。诱导配对序参量有负值和正值两种,但在$Γ=(0,0)$点附近负配对占主导地位。该参数具有双重对称性,并且包括$s$波分量和$d$波分量。诱导的配对序参量的大小在耦合强度$t_p=0.3\approx 0.06$ eV处有一个最大值。计算了能谱函数和局域态密度,可用于探测邻近效应。我们还讨论了拓扑绝缘体对铁基超导体层的反馈。正常状态的费米面被扭曲的耦合,并诱导额外的费米口袋。引入了有效的自旋-轨道相互作用项。在超导态中,序参量的四重对称性被打破,同时引入了一个$d$波分量对项。我们的主要结果可以通过分析原系统的费米面得到很好的理解。
2023-03-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity-induced triplet superconductivity in Rashba materials
我们研究了一个传统的s波超导体和导体之间的邻近结与Rashba自旋轨道耦合,特别关注的自旋结构的诱导配对振幅。我们发现,自旋三重态配对关联诱导自旋轨道耦合在一维和二维系统由于提升自旋简并。此外,这种诱导的三重配对具有对无序具有鲁棒性的奇数频率依赖性的分量。我们的预言是基于精确的Gor'kov方程的解,并且超越了准经典近似。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting monolayer deposited on substrate: effects of the spin-orbit coupling induced by proximity effects
自旋轨道耦合可以导致奇异的物质状态和系统性质的意外行为。本文研究了邻近效应引起的自旋-轨道耦合对置于绝缘体上的单层超导体(具有s波或d波配对)的影响。我们证明了在在位和位间配对的情况下,超导态的临界温度$T_{c}$都可以通过自旋轨道耦合来调节。此外,我们讨论了改变的最大$T_{c}$的位置从半填充到欠掺杂或过掺杂制度的可能性。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Spin-flipping with Holmium: Case study of proximity effect in superconductor/ferromagnet/superconductor heterostructures
超导体/铁磁体/超导体异质结构表现出所谓的长程邻近效应,只要在相应的界面区域中包括一些锥形磁体钬层。Ho层导致在界面处的自旋翻转过程,在铁磁体中产生等自旋自旋三重态配对相关。这些等自旋自旋三重态配对的相关性渗透到异质结更进一步的自旋单重态和不等自旋自旋三重态的相关性,发生在没有Ho。在这里,我们提出了这种效果的计算的基础上的自旋相关的微观Bogoliubov-德Gennes方程内的紧束缚模型中的清洁限制解决。的铁磁体和锥形磁体层的厚度上诱导的等自旋自旋三重态配对的相关性的影响,并获得与现有的实验数据进行比较。结果表明,与实验一致,一个临界的最小厚度的锥形磁铁层必须存在,以观察到相当数量的等自旋自旋三重态配对相关。
2015-04-03 cond-mat.supr-con
Unconventional proximity-induced superconductivity in bilayer systems
研究了一般双层-常规$s$ -波超导体混合结构中的邻近感生超导态。对于双层,我们包括一个一般的抛物线色散,Rashba自旋轨道耦合,有限层隧穿以及施加偏置电位和磁塞曼场的可能性,以解决实验相关的双层系统,从拓扑绝缘体薄膜到通用双量子阱系统。通过提取双层中邻近诱导的反常格林函数,我们展示了一个非常丰富的超导配对结构,包括不同的自旋态和奇频配对。在有限自旋-轨道耦合和反自旋-三重态$p_x\pm ip_y$ -波配对的存在下,诱导在两个层中出现奇数频率依赖性的反自旋-三重态$s$-波配对的外加磁场塞曼场。有限层间配对通常也存在于双层中。层间配对在层索引中可以是偶数或奇数,在频率和层索引中的奇偶性之间具有完全的互易性。我们还发现,一个双层提供的超导序参量的符号反转的可能性,无论是在两个层之间和多个费米面之间。
2015-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetometry with low resistance proximity Josephson junction
我们描述了一种基于Nb-Cu-Nb SNS弱连接的超导量子干涉邻近晶体管(Nb-SQUIPT)。的Nb-SQUIPT和SNS设备制造同时在两个单独的光刻和沉积步骤,依赖于Ar离子清洗的Nb接触表面。Nb-Cu界面的质量的特征在于通过测量SNS结的温度依赖的平衡临界超电流。在Nb-SQUIPT器件中,我们观察到在偏置电压的子带隙区域中的最大磁通-电流传递函数值约为55 nA/Φ_0。这导致功率耗散抑制到几fW。该器件可以实现低耗散SQUIPT,与基于Al-Cu-Al SNS结和Al隧道探针(Al-SQUIPT)的传统器件相比,提高了两个数量级。
2017-10-04 cond-mat.supr-con
Effect of a spin-active interface on proximity-induced superconductivity in topological insulators
研究了自旋激活界面对拓扑绝缘体中邻近诱导超导对振幅对称性的影响。我们开发了一个模型来研究主序对配对振幅的贡献,考虑3种不同类型的自旋活性界面:1)诱导自旋相关散射相的界面,2)翻转入射电子自旋的界面,以及3)既诱导自旋相关相又翻转入射电子自旋的界面。我们发现,在情况(1)和(3)中,在TI中诱导了奇频三重配对,而在情况(2)中,没有诱导奇频配对到前导序列。我们将我们的结果与正常金属和铁磁材料的结果进行比较,发现TI的非平凡自旋结构导致了质的不同的行为。
2014-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observability of surface Andreev bound states in a topological insulator in proximity to an s-wave superconductor
为了指导寻找马约拉纳零能模式的实验工作,我们计算了三维拓扑绝缘体与s波超导体相结合的超导配对对称性。在类比的情况下,纳米线与强自旋轨道耦合,我们展示了如何在不同的拓扑制度的配对对称性的变化。我们证明了一个占主导地位的p波配对关系是不足以实现一个马约拉纳零能量模式的量子计算。本文的主要结果是在所谓的Majorana区域中,利用格林函数技术研究了三维拓扑绝缘体中奇频配对与Majorana零能模之间的关系。此后,我们讨论如何在不同的制度的配对关系可以观察到的形状的隧道电导的s波近似的三维拓扑绝缘体。我们将讨论的必要性,将铁磁绝缘体本地化的零能量的束缚态的界面作为一个马约拉纳模式。
2015-06-18 cond-mat.supr-con
Triplet superconductivity and proximity effect induced by Bloch and Néel domain walls
在超导体(SC)/铁磁体/SC异质结构中引入的非共线磁性界面允许自旋翻转过程,并且能够在铁磁区域内产生等自旋三重态配对相关。这导致了所谓的远程邻近效应的发生。非共线磁界面的具体例子包括布洛赫和内尔畴壁。在这里,我们提出的结果包含布洛赫和Néel域壁的基础上的自旋相关的Bogoliubov $-$德Gennes方程的自洽的解决方案,在干净的限制异质结构。特别是,我们调查的厚度依赖性的布洛赫和Néel域壁诱导自旋三重态配对的相关性,并与其他实验和理论结果,包括锥形磁性层作为非共线磁界面进行比较。它示出,布洛赫和内尔域壁导致产生的不相等的自旋自旋三重态配对的相关性相似的强度为锥形磁性层。然而,对于特定的异质结构的几何形状的调查,只有布洛赫域壁导致产生的等自旋自旋三重态配对相关。它们比由等效厚度的锥形磁层产生的磁层更强。为了使奈埃尔畴壁诱导等自旋自旋三重态配对关联,它们必须被定向,使得非共线出现在平行于界面区域的平面内。
2015-07-14 cond-mat.supr-con
Isolation of proximity-induced triplet pairing channel in a superconductor/ferromagnet spin valve
本文研究了$_x$ /Py 1/Cu/Py 2/Cu/Pb自旋阀结构(其中Py = Ni $_{0.81}$ Fe $_{0.19}$)中的邻近诱导超导三重态配对。通过优化该结构的参数,我们发现了一个三重态通道辅助的正常态和超导态之间的完全切换。为了观察“孤立的”三重态自旋阀效应,我们利用了普通自旋阀效应$ΔT_c$的幅度随Py 2层厚度$d_{Py2}$变化的振荡特性。我们确定了$d_{Py2}$的值,在该值下,由普通自旋阀效应引起的$ΔT_c$(Py 1和Py 2层的反平行和平行相互磁化取向之间的超导转变温度$T_c$的差异)被抑制。对于这样的样品的“纯”三重态自旋阀效应,导致在$T_c$的最小值在正交配置的磁化已被观察到。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting proximity in three dimensional Dirac materials: odd-frequency, pseudoscalar, pseudovector and tensor-valued superconducting orders
我们发现,接近三维狄拉克材料(3DDM)的传统s波超导体,对于隧道中的所有阶微扰,仅会诱导s波和p波配对的组合。我们发现超导对的洛伦兹不变性阻止了3DDM中具有较高轨道角动量的库珀对的形成。当从常规超导体隧穿到3DDM的正能态和负能态的概率相等时,这个不通过定理获得了更强的形式。在这种情况下,所有的p波的贡献,除了最低阶,相同地消失,因此,我们得到了一个精确的结果,在3DDM的诱导p波超导。对超导矩阵进行Fierz分解,发现超导矢量序的时间分量和超导赝矢量序的空间分量是奇频配对。我们发现,后者是奇数交换的位置和手性的电子在库珀对和自旋三重态,这是必要的NMR检测这样一个外来的伪矢量配对。此外,我们还发现张量序分裂成一个极矢量和一个轴矢量,它们除了是自旋三重态外,都是常规配对。根据我们的研究,对于无带隙的3DDM,张量超导阶将是唯一关于化学势μ为奇数的阶。因此,我们预测,横向pn结束缚马约拉纳费米子。这种效应可以用来用电场控制中性马约拉纳费米子。
2017-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con hep-th
Two-dimensional topological superconducting phases emerged from d-wave superconductors in proximity to antiferromagnets
基于最近在Bi $_{2}$ Sr $_{2}$ CaCu $_{2}$ O $_{8+δ}$衬底上生长的单层CuO $_{2}$中的无结超导电性的观察,我们研究了在反铁磁(AF)绝缘体附近的二维$t$ - $J$模型所描述的二维超导相.我们发现:(1)邻近感应AF场可以驱动节d波SC态通过连续跃迁进入无节d波配对态。(ii)在强场区中,能量有利的配对态具有扩展的s波对称性,可以是节态或无节态。(iii)在纯d波和s波配对相位之间,出现两个拓扑上不同的SC相位,具有($s+$ i $d$)对称性,即,弱配对相和强配对相,发现弱配对相是受谷对称性保护的$Z_{2}$拓扑超导体,表现出强的无带隙非手征边缘模.这些结果有力地表明,高$T_{c}$超导体在反铁磁体附近可以实现完全能隙对称性保护的拓扑超导。
2017-04-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect and spatial Kibble-Zurek mechanism in atomic Fermi gases with inhomogeneous pairing interactions
本文通过Bogoliubov-de Gennes方程研究具有非均匀配对相互作用的原子费米气体,统一分析邻近效应和空间Kibble-Zurek机制,揭示不同淬火模式下关联长度的标度行为差异,并探讨实验验证方法。
2023-05-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Realizing Majorana Zero Modes by Proximity Effect between Topological Insulators and d-wave High-Temperature Superconductors
从理论上研究了高温d波超导体(dSC)与拓扑绝缘体(TI)之间的超导邻近效应。当TI-dSC异质结构违反90度旋转和一定的反射对称性,我们表明,一个相当大的s波配对,共存的d波之一,出现在邻近诱导的超导电性在TI的顶面状态。弱无序进一步抑制d-波配对,但不是s-波一个在TI的表面状态。更重要的是,当表面态的费米口袋相对较小时,表面态的配对能隙是无节点的,并且接近各向同性。我们的理论结果定性地解释了最近的实验证据的近各向同性配对间隙的Bi_2Se_3的表面态诱导接近高T_c铜酸盐Bi_2Ca_2Cu_2 O_{8+δ}。我们还展示了令人信服的证据马约拉纳零模式的磁hc/2 e涡核,这可能是在未来的实验中检测。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el 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
Majorana edge states and topological properties in 1D/2D Rashba semiconductor proximity coupled to iron-based superconductor
研究了铁基超导体上沉积的一维和二维Rashba半导体在不同方向的塞曼场作用下的Majorana边态及其拓扑性质.用递归格林函数方法计算了$s_{\pm}$和$s_{++}$两种波对的局域态密度。我们阐明,它表现出各向异性响应所施加的塞曼场特定的马约拉纳边缘状态。这种各向异性可以通过缠绕数来理解,缠绕数表明本系统是否是拓扑的。得到的LDOS和绕组数为$s_{\pm}$和$s_{++}$波配对是显着不同的较低的塞曼场。这些结果为确定铁磷属元素化物的配对对称性提供了指导。
2014-03-25 cond-mat.supr-con
Superconducting phase with a chiral $f$-wave pairing symmetry and Majorana fermions induced in a hole-doped semiconductor
研究表明,通过与\textit{s}波超导体的近接接触,可以在空穴掺杂杂质半导体薄膜的最低重空穴带中诱导出手征$f+if$波超导配对.这种对的手征性来源于重空穴在费米面上沿闭合路径运动时所积累的$3π$ Berry相。存在三个手征无带隙的Majorana边态,与手征$f+if$ %波配对一致.通过数值求解Bogoliubov-de-Gennes方程,以及在强约束极限下的解析解,证明了超导体-超导体异质结构中涡旋中零能Majorana费米子的存在性.
2011-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Signature of odd-frequency pairing correlations induced by a magnetic interface
研究了超导体与正常金属通过磁界面接触时的相互邻近效应。分析和自洽的数值结果,我们认为这两个扩散和弹道制度。我们专注于在正常和超导区域的状态密度,并发现,存在的自旋相关的相移发生在接口定性修改的状态密度。特别地,我们发现在正常金属区域中邻近诱导的配对振幅在费米能级处经历了从纯偶频到奇频的转换。在界面自旋极化的临界值以上(或者,等效地,对于固定的界面自旋极化,在临界界面电阻以上),仅保留奇数频率相关性。这是伴随着取代熟悉的邻近minigap或pseudogap在正常层的增强状态的密度高于其正常状态值附近的化学势的能量。对非弹性散射,杂质散射,和超导序参量接近界面的耗尽的影响的鲁棒性进行了研究。我们还研究了扩散极限下的逆邻近效应。我们发现,上述转换也持续为薄超导层的超导相干长度$ξ_\text{S}$的大小相媲美,只要逆邻近效应是相对较弱的。伴随着,我们发现一个转变的关键界面电阻的配对转换发生。我们的研究结果提出了一个强大的和简单的方法来产生纯粹的奇频超导相关性,可以通过实验来测试。
2010-04-07 cond-mat.supr-con
Emergence of a condensate with finite-energy Cooper pairing in hybrid exciton/superconductor systems
本研究理论探究双谷激子与超导近邻效应结合的系统,发现不同谷导带价带电子间形成含奇偶频贡献的有限能量谷间库珀配对,且存在向其宏观凝聚体转变的相变并给出希格斯模特性。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-sensitive Long-ranged Proximity Effect for Triplet Superconductors
非中心对称超导体(例如CePt $_3$ Si)和手征超导体(例如Sr $_2$ RuO $_4$)的发现需要实验方法来识别自旋三重态配对的存在。在这里,我们展示了一种方法,实现这一点在一个有吸引力的简单的方式:自旋敏感的邻近效应的铁磁$\mid$三重态超导双层。它示出了如何可以使用的字段的方向来明确区分不同的自旋三重态。此外,与传统的S $\mid$ F结相比,尽管存在交换场,甚至没有任何磁不均匀性,邻近效应仍变得长程。我们的研究结果可以通过STM光谱验证,并可能是有用的工具来表征非常规超导材料中的配对状态。
2010-09-15 cond-mat.supr-con
Josephson and proximity effects on the surface of a topological insulator
我们研究了超导体和铁磁体沉积在拓扑绝缘体表面上的约瑟夫森效应和邻近效应。超导区域由传统的BCS哈密顿量描述,而不是超导狄拉克哈密顿量。假设连接接口是脏的。我们得到了拓扑绝缘体上的约瑟夫森电流和邻近诱导反常格林函数的解析表达式。讨论了约瑟夫森效应与结长、温度、化学势和磁化强度的关系。它还表明,邻近诱导的配对的拓扑绝缘体的表面上,包括偶数和奇数频率的三重态配对以及传统的s波之一。
2012-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous inverse proximity effect in unconventional-superconductor junctions
我们研究了由于非常规配对产生的Andreev束缚态对铁磁/超导结的逆邻近效应的影响。利用准经典Eilenberger理论,我们得到了穿透到超导体中的磁化强度。我们表明,在一个很宽的参数范围内的诱导磁化的方向是由两个因素:是否Andreev束缚态存在于结界面和自旋混合角的符号。特别地,当界面处出现Andreev束缚态时,感生磁化的方向与没有Andreev束缚态时相反。我们还澄清了条件下出现的反转感生磁化。应用这种新的效应有助于区分超导体的配对对称性。
2020-12-10 cond-mat.supr-con
Proximity effects and triplet correlations in Ferromagnet/Ferromagnet/Superconductor nanostructures
本文报道了在干净的铁磁/铁磁/超导(${\rm F_1F_2S}$)异质结构中超导邻近效应的研究结果,其中S中的配对态是传统的单重态s波。我们用数值方法求出了Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程的自洽解,并利用这些解计算了相关的物理量。通过线性化BdG方程,我们得到了超导转变温度$T_c$随$\rm F_1$和$\rm F_2$中交换场夹角$α$的变化。我们发现,${\rm F_1F_2S}$系统中的$T_c(α)$的结果是明显不同的那些在${\rm F_1 S F_2}$系统,其中$T_c$单调增加与$α$和最高的反平行磁化。这里,$T_c(α)$通常是非单调函数,并且经常在$α\approx 80^{\circ}$附近具有最小值。对于一定的交换场和层厚度,系统表现出与$α$的重入超导性:它从超导转变到正常,然后随着$α$的增加再次返回到超导状态。这一现象得到了凝结能计算的证实。我们计算,除了普通的单重对振幅,诱导奇三重配对振幅。结果表明,连接之间的等自旋三重态配对和单重态配对的特点$T_c$。我们还发现,诱导的三重态振幅可以是非常长的范围内的S和F侧,并表征其范围。我们讨论了磁区和S区的平均态密度,以及它与对振幅和$T_c$的关系。局部磁化矢量,表现出反向邻近效应,也进行了研究。
2012-07-05 cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity and emerging topological phases in altermagnet-based heterostructures
Institute of Physics(印度物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Physical Research Laboratory(物理研究实验室)
本文研究altmagnet-超导体异质结构中近邻诱导超导效应,通过自能有效哈密顿量分析,发现偶极子单重态和三重态配对,引入Rashba自旋轨道耦合后,揭示弱和强拓扑超导相的出现。
2026-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancement of Proximity Induced Superconductivity in a Planar Ge Hole Gas
平面锗中的空穴气体可以具有高迁移率,结合强的自旋轨道相互作用和电可调的g因子,因此正在成为用于创建混合超导体-半导体器件的有前途的平台。混合锗基量子技术面临的一个关键挑战是设计高质量的界面和超导接触,这些界面和接触对磁场具有鲁棒性。在这项工作中,通过结合资产的铝,它提供了良好的接触的Ge,和铌,它有一个显着的超导能隙,我们展示了高度透明的低无序的JoFET与相对较大的\IcRn \产品,能够承受高磁场。此外,我们证明了相位偏置个别的JoFET的能力,开辟了一条途径,探索平面Ge拓扑超导性。在超过1.8特斯拉的混合设备中,超导性的持久性为在同一芯片上集成自旋量子比特和邻近诱导超导性铺平了道路。
2021-02-19 cond-mat.supr-con
Structures and proximity effects of inhomogeneous population-imbalanced Fermi gases with pairing interactions
California Polytechnic State University(加州州立理工大学);University of California, Merced(加州大学默塞德分校)
研究不均匀人口不平衡费米气体在不同相共存时的结构和性质,通过Bogoliubov-de Gennes方程分析配对强度和自旋极化变化对FFLO相和BCS超流相的转换影响,揭示近邻效应和相间特性。
2026-02-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Andreev Reflection and Long-Range Proximity Effect in Pb/LaCaMnO Point Contacts
用Andreev反射谱研究了低温超导体Pb和半金属铁磁材料La_(0.65)Ca_(0.35)MnO_3(LCMO)接触中超导配对和铁磁关联的相互影响。观察到两种不同的AR谱。在没有邻近效应的接触中,AR谱揭示了超导体/自旋极化金属接触的典型行为。在接触中,我们区分为邻近影响的,一些不寻常的影响已被检测到。也就是说,我们观察到:(i)在Pb超导性开始时接触的电阻的惊人下降;(ii)典型的S/正常重金属接触,过量电流和正常态电导的加倍;以及(iii)比常规超导性大得多的单粒子间隙与Pb超导转变温度的比率。我们观察到的邻近影响接触的非常明显的AR特征表明S/LCMO界面处存在非常规(三重态)超导配对和长程邻近效应。
2005-11-16 cond-mat.supr-con