p-wave superconductivity in weakly repulsive 2D Hubbard model with Zeeman splitting and weak Rashba spin-orbit coupling
本文研究了具有弱排斥作用的二维正方晶格哈伯德模型在塞曼场和弱Rashba自旋轨道相互作用下的超导序。对角化的非相互作用的哈密顿量导致两个单独的带,并通过推导一个有效的低能相互作用,我们找到了平均场带隙方程的超导序参量的带。在低于临界温度时,通过求解带隙方程,我们发现超导电性是由Kohn-Luttinger型相互作用引起的,而自旋-轨道耦合间接影响了能带的对对称性. Kohn-Luttinger项的主要吸引动量通道依赖于系统的填充分数$n$,因此可以通过调节$n$来改变序参量的动量依赖性。此外,$n$还确定哪个带具有最高的临界温度。旋转磁场将动量依赖性从小动量的状态改变为平面外场的手征$p_x \pm i p_y$型状态,到纯平面内场的节p波型状态。
2018-01-24 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
Topological superfluid phases of an atomic Fermi gas with in- and out-of-plane Zeeman fields and equal Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling
本文分析了面内和面外塞曼场对具有相同Rashba-Dresselhaus(ERD)自旋轨道耦合(SOC)的费米气体的BCS-BEC演化的影响。我们表明,该系统的基态涉及新的无隙超流相,可以区分相对于零激发能的动量空间区域的拓扑结构。对于质心动量为零的类BCS均匀超流相,根据塞曼场和SOC的组合,零可能对应于一个或两个双简并球,两个或四个球,两个或四个凹球,或者一个或两个双简并圆。拓扑结构的这种变化标志着不同超流相之间的量子相变,并在一些热力学量上留下他们的签名。我们还分析了具有有限质心动量的类Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)非均匀超流相的可能性,并得到了更丰富的相图。
2013-05-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin Torque Oscillator and Magnetization Switching in double barrier Rashba Zeeman Magnetic Tunnel Junction
本文研究了双势垒RZ $|$重金属(HM)$|$ RZ磁性隧道结(MTJ)中存在Rashba-Zeeman(RZ)、Ruderman-Kittel- Kasuya - Yoside(RKKY)和Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用时基于自旋矩的磁化振荡和翻转.该系统具有稳定的磁化振荡,在适当的自旋转移矩(STT)下,RKKY和DM相互作用的强度存在显著差异,可以作为振荡器或开关工作。对于RKKY和DM相互作用阶数相同的系统,观察到磁化振荡的非线性特征。然而,这种振荡的非线性可以通过外部磁场或考虑具有合适RZ相互作用的材料来减小。除此之外,我们的研究揭示了磁化开关可以通过使用合适的STT进行调谐。还观察到开关时间对层厚度的依赖性。对于RKKY和DM相互作用阶数相同或以RKKY相互作用为主的系统,开关速度随厚度的增加而增加。当DM相互作用超过RKKY相互作用时,可以看到相反的特征。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current between two $p$-wave superconducting nanowires in the presence of Rashba spin-orbit interaction and Zeeman magnetic fields
计算了在Rashba自旋轨道相互作用、面内磁场和法向磁场存在下,具有邻近感应$p$波超导配对的一维纳米线之间的约瑟夫森电流.我们表明Andreev反向隧道是通过三个通道实现的。当类电子准粒子反射到具有相反自旋的类空穴准粒子时,对约瑟夫森电流的主要贡献是在传统的粒子-空穴沟道中产生散射,产生的电流仅取决于序参量的相位差$φ$,并以$4π$周期振荡。第二个反常的粒子-空穴通道,对应于入射的类电子准粒子到具有相同自旋取向的类空穴准粒子的Andreev反射,仅在存在面内磁场的情况下存在。该沟道对约瑟夫森电流的贡献不仅与$φ$而且与面内磁场$θ$的取向角以$4π$周期振荡,导致磁约瑟夫森效应。第三种异常粒子-粒子通道,代表类电子(类空穴)准粒子到具有相反自旋取向的类电子(类空穴)准粒子的反射,仅以面内磁场取向角$θ$振荡。我们提出了一个详细的理论分析,在这样一个系统中的直流和交流约瑟夫森效应显示所有这些渠道的贡献,并讨论实验,可以测试我们的理论。
2019-11-21 cond-mat.supr-con
Fraunhofer oscillations of the critical current at a varying Zeeman field in a spin-orbit coupled Josephson junction
塞曼相互作用导致自发电流通过与自旋轨道耦合的正常金属的约瑟夫森接触,即使在没有任何电压或相位偏置的情况下。在二维电子气中电子的Rashba自旋轨道耦合的情况下,这种效应发生在平行于2D系统和超导接触的塞曼场。同时,当电场垂直于接触面时,自发电流不存在。结果表明,在后者的情况下,它可能表现在振荡的临界约瑟夫森电流在不同的塞曼能量。这些振荡具有夫琅禾费衍射图案的形式。基于半经典格林函数,计算了强自旋轨道耦合无序二维电子气和三维拓扑绝缘体表面电子在相位偏置下的约瑟夫森电流.在后一种情况下的衍射图案被认为是最明显的,而在拉什巴气体的临界电流的振荡较弱。
2020-10-08 cond-mat.supr-con
Interaction Driven Floquet Engineering of Topological Superconductivity in Rashba Nanowires
我们分析,解析和数值计算,周期性驱动的Rashba纳米线接近耦合到$s$波超导体使用玻色化和重整化群分析在该制度的强电子-电子相互作用。由于排斥相互作用,超导间隙被抑制,而Floquet塞曼间隙被增强,从而导致更高的有效值的$g$-因子相比,非相互作用的情况下。不同的耦合常数,速度,和Luttinger液体参数的流动方程明确建立,即使对于小的初始值的Floquet塞曼间隙相比,超导邻近间隙,相互作用驱动系统的拓扑相和带间相互作用项有助于实现更大的区域的拓扑相在参数空间中。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Atomic-layer Rashba-type superconductor protected by dynamic spin-momentum locking
自旋-动量锁定是反转对称破缺材料自旋分裂费米面的基本特征,它是由Rashba型或Zeeman型自旋-轨道耦合引起的。虽然塞曼型SOC对超导电性的影响最近已经在实验上得到了证实,但Rashba型SOC的影响仍然难以捉摸。在这里,我们报告令人信服的证据的关键作用的自旋动量锁定晶体原子层超导体的表面上,Rashba型SOC的存在被证明。原位电子输运测量结果表明,在平面上临界磁场是有害的增强,达到约三倍的泡利极限在$T = 0$。我们的定量分析阐明,动态自旋动量锁定,自旋被迫翻转在每个弹性电子散射的机制,抑制了数量级的库珀对-破缺参数,从而保护超导性。目前的结果提供了一个新的见解如何超导可以生存的有害影响的强磁场和交换相互作用。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of the Rashba effect on the Josephson current through a superconductor/Luttinger liquid/superconductor tunnel junction
计算了具有Rashba自旋轨道和电子-电子相互作用的一维量子线中的约瑟夫森电流。我们表明,Rashba和塞曼相互作用的相互作用引起了一个超导电流通过1D导体,这是异常的,在这个意义上说,它坚持在没有任何相位差的情况下,它所连接的两个超导导线。在Luttinger液体导线中,由Rashba相互作用引起的电子色散不对称性对传输不良的结起着重要作用。结果表明,对于一个弱或中等的电子-电子相互作用的等离子体激元模式的光谱局限于正常部分的结成为准随机的色散不对称的存在下。
2004-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Parity-mixing superconducting phase in the Rashba-Hubbard model and its topological properties from dynamical mean field theory
利用元胞动力学平均场论(CDMFT)研究了具有Rashba自旋轨道耦合的二维哈伯德模型中的宇称混合超导。在较宽的掺杂范围内,发现了一个具有单重态$d$波和三重态$p$波特征的超导态。随着Rashba自旋-轨道耦合强度的增加,单重态成分减少,而三重态成分增加,但在掺杂量约为20%时,两种成分均消失.塞曼场的影响也进行了研究,它往往会抑制这两种类型的超导性,但诱导非平凡的拓扑性质:计算的散装陈数是非零的混合超导相,至少在欠掺杂区域。在最佳掺杂后,激发能隙会受到强烈的抑制,这可能是超导圆顶内拓扑转变的标志。
2018-07-06 cond-mat.supr-con
Fulde-Ferrell superfluidity in ultracold Fermi gases with Rashba spin-orbit coupling
研究了具有Rashba自旋轨道耦合的三维费米气体在宽费什巴赫共振附近的非均匀Fulde-Ferrell(FF)超流性.我们表明,在平均场论的FF超流态总是更有利的比标准的巴丁-库珀-施里弗(BCS)超流态时,在面内塞曼场施加。我们提出了一个定性的有限温度相图共振附近,并认为预测FF超流体是可观察的实验可达到的温度(即,$T\sim0.2T_{F}$,其中$T_{F}$是特征费米简并温度)。
2013-10-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Long-range effect of a Zeeman field on the electric current through the helical metal-superconductor interface in Andreev interferometer
研究表明,自旋-轨道相互作用和塞曼相互作用导致无序拓扑绝缘体或正常Rashba自旋-轨道耦合线中Andreev反射空穴的相移,这些线与s波超导体接触.由于Andreev干涉仪中通过不同路径反射的孔的干涉,通过接触的电流根据塞曼场的强度和方向而变化。它还取决于塞曼场在干涉仪的不同肩部中的相互取向。这种非局域效应是由超导邻近效应引起的长程相干性的结果。该电流是在肮脏系统格林函数的半经典理论内计算的。
2018-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superfluidity and collective modes in Rashba spin-orbit coupled Fermi gases
本文对具有s波吸引和合成Rashba自旋轨道耦合的双组分费米原子气体中的超流性和相应的集体模进行了理论研究。从泛函路径积分形式推导出集体模的一般有效作用量。通过调节自旋-轨道耦合从弱到强,系统经历了从普通BCS/BEC超流体到rashbons的玻色-爱因斯坦凝聚体的交叉。我们表明,超流密度和Anderson-Bogoliubov模式的属性体现了这种交叉。在大的自旋轨道耦合,超流密度和声速成为独立的强度的s波吸引。并确定了rashbons之间的两体相互作用。当塞曼场被打开时,系统经历量子相变到一些奇异的超流相,这些超流相是拓扑非平凡的。对于二维系统,热力学函数和相变声速的非解析性与导致红外奇异性的体无带隙费米子激发有关。超流密度和声速表现出非单调性:在正常超流相,它们被塞曼场抑制,但在拓扑超流相得到增强。并对三维系统进行了研究。
2013-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Non uniform superconductivity in wires with strong spin-orbit coupling
本文从理论上研究了在塞曼(或交换场)和自旋-轨道耦合作用下一维单线非均匀超导的起始。使用格林函数形式主义,我们表明,自旋轨道耦合稳定调制超导在很宽的温度范围和塞曼场。我们研究了温度-塞曼场相图的各向异性,它与塞曼场的取向有关。特别地,如果后一场与导线方向对齐或垂直,则非均匀超导状态消失。我们确定了两个制度,分别对应于弱和强自旋轨道耦合。在这两个制度的调制相位的波矢量进行评估。结果也适用于准一维超导体的弱耦合一维链。
2020-06-03 cond-mat.supr-con
Josephson diode effect in multichannel Rashba nanowires: Role of inter-subband coupling
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究多通道Rashba纳米线约瑟夫森结中的二极管效应,揭示子带耦合对拓扑相图和二极管响应的影响,发现子带混合可增强二极管效率并实现非反向超导传输优化。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconductivity in a Magnetic Rashba Semimetal EuAuBi
我们报道了在层状极性半金属EuAuBi中观察到的具有多重磁有序和Rashba型自旋轨道耦合的超导电性。在4 K下观察到磁性转变,随后在2.2 K下观察到超导转变,这对晶体表面条件敏感。面外场的上临界场Hc2为9.8T,是面内场的3倍,这可能与二维结构或表面态有关。通过第一性原理计算发现,特征Hc 2可能反映了Eu磁矩增强的Rashba型自旋分裂和Zeeman自旋分裂的有效结合对费米面的各向异性修正.
2022-12-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
2D superconductivity with strong spin-orbit interaction
我们考虑超导局限在一个二维界面与强表面自旋轨道(Rashba)相互作用。研究了该系统的一些特殊性质。特别是,我们表明,在平面塞曼场可以诱导超导流动。
2001-10-08 cond-mat.supr-con
General framework for transport in spin-orbit-coupled superconducting heterostructures: Nonuniform spin-orbit coupling and spin-orbit-active interfaces
电子自旋轨道耦合(SOC)是凝聚态系统中各种新发现现象的基础。特别是具有SOC的一维拓扑异质结构,由于其独特的输运特征表明存在涌现的Majorana费米子而在理论和实验上得到了广泛的研究。然而,一个一般的框架SOC影响的运输超导异质结构,特别是考虑到界面效应,尚未开发,即使不管拓扑方面。在此,我们提供了一个有效的一维超导正常异质结构与不均匀的大小和方向的Rashba和Dresselhaus SOC以及自旋轨道活性界面。我们扩展了Blonder-Tinkham-Klapwijk处理来分析电流-电压关系,并获得了丰富的输运行为。我们的工作为表征异质结构中自旋轨道相互作用产生的基础物理及其对拓扑系统,自旋电子学应用和各种实验装置的影响提供了基础。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Supercurrent reversal in Zeeman-split Josephson junctions
研究Zeeman分裂超导体与正常金属构成的Josephson结,发现低温下电流在特定相位差处反转,并提出通过调节Rashba自旋轨道耦合电控该相位差的新方法。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev spin qubits in multichannel Rashba nanowires
理论分析了超导体-纳米线-超导体约瑟夫森结中的Andreev束缚态及其与外辐射的耦合。我们提供了一个有效的哈密顿结投影到Andreev能级子空间,并将纳米线多通道结构,Rashba自旋轨道耦合,和塞曼场的影响。基于这个有效的模型,我们调查的Andreev水平和当前运营商的矩阵元素对系统参数,如化学势,纳米线的尺寸和正常传输的依赖性。我们表明,多通道结构和自旋轨道耦合的综合效应引起有限的电流矩阵元之间的奇数状态具有不同的自旋极化。此外,我们的分析结果允许确定合适的参数范围内的检测之间的过渡,以及奇数状态的电路QED类实验,这可能会提供一种方式的Andreev自旋量子比特操纵。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of Topological Superconductivity and Josephson Diode Effects on the Magnetocurrent-Phase Relation of Planar Josephson Junctions
University at Buffalo, State University of New York(纽约州立大学布法罗分校);Wayne State University(韦恩州立大学)
研究通过磁电流-相位关系揭示平面约瑟夫森结中的拓扑超导特性及约瑟夫森二极管效应。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tuning Topological Superconductivity in Phase-Controlled Josephson Junctions with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
最近,拓扑超导体的基础上约瑟夫森结在二维电子气体与强Rashba自旋轨道耦合已被提出作为有吸引力的替代线为基础的设置。在这里,我们阐明了基于具有[001]生长方向以及Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合任意组合的量子阱的相控约瑟夫森结如何也可以在广泛的参数范围内容纳马约拉纳束缚态,只要磁场取向适当。因此,基于约瑟夫森结的马约拉纳束缚态可以出现在广泛的二维电子气中。我们研究了自旋轨道耦合,塞曼能量和超导相位差的影响,以创建一个完整的拓扑相图,并找到最佳的稳定区域,以观察窄结中的马约拉纳束缚态。令人惊讶的是,对于相等的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合,以及本地化的马约拉纳束缚态可以出现只有相位差$ϕ\neqπ$的拓扑间隙保护马约拉纳束缚态消失在$ϕ=π$。我们的研究结果表明,Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合之间的比率或选择的超导相偏置施加沿面内晶轴提供额外的可调旋钮来测试这些系统中的马约拉纳束缚态。最后,我们讨论了签名的马约拉纳束缚态,可以通过实验探测隧道电导测量结的边缘。
2019-06-12 cond-mat.supr-con
Supercurrent vortices and Majorana zero modes induced by an inplane Zeeman field on the surface of a three-dimensional topological insulator
非均匀面内塞曼场可以在超导二维系统和薄膜中诱导自旋轨道耦合电子自发超电流。在这项工作中,它表明,电流涡流可以创建在一个长的均匀磁化的铁磁绝缘体,这是沉积在三维拓扑绝缘体的表面上的条带的末端。假设其表面的s波超导电性具有内在起源,或由邻近效应引起。结果表明,奇涡量的涡旋可以使Majorana零模局部化,而后者也可能是由窄畴壁引起的,这为通过移动畴壁来操纵这些模提供了一种途径.结果表明,涡度可以通过改变条带的磁化强度和宽度来调谐。分析了带磁化强度相对于Berezinsky-Kosterlitz-Erdless跃迁的稳定性。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit coupling induced Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov-like Cooper pairing and skyrmion-like polarization textures in trapped optical lattices
研究了二维单带紧束缚光晶格中简谐囚禁费米气体的塞曼场与自旋轨道耦合(SOC)之间的相互作用。利用Bogoliubov-de Gennes理论,我们发现塞曼场与Rashba SOC的结合在系统的边缘产生了类似$(i)$ Fulde-Ferrell的超流性和类似$(ii)$ skyrmion的极化织构.讨论了相互作用、温度、SOC各向异性和塞曼场各向异性对超流基态和极化织构的影响。
2013-06-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in a two-dimensional repulsive Rashba gas at low electron density
研究了低电子密度下(即费米能级$E_F$低于由Rashba耦合引起的Dirac点能量$E_R$)具有Rashba自旋轨道耦合的二维排斥费米气体中的超导不稳定性及其超导态.我们发现超导性随着无量纲费米能级$ε_F$($ε_F\equiv E_F/E_R$)的减小而增强,这是由于以下两个原因。首先,$ε_F$处的态密度随着$1/\sqrt{ε_F}$而增加。第二,粒子-空穴泡变得更加各向异性,导致有效吸引力增加。超导态始终处于总角动量$j_z=+2$(或$j_z=-2$)通道中,陈数为$C=4$(或$C=-4$),自发破缺时间反演对称性。虽然一个假定的Leggett模式,预计由于两个间隙性质的超导性,我们发现,它总是阻尼。更重要的是,一旦足够大的塞曼耦合被施加到超导状态,陈数可以被调谐为$\pm1$和Majorana零模式存在于涡核。
2016-12-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov states in Spin-orbit Coupled Fermi Gases
在没有反转对称性和时间反演对称性的情况下,吸引相互作用的两组分费米气体中的配对可以产生奇异的超流态。值得注意的例子包括在极化费米气体中具有有限质心动量的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)态,以及在Rashba自旋轨道耦合和面外塞曼场下二维费米气体中的拓扑超流态。在这里,我们表明,一个拓扑FFLO状态可以稳定在一个二维的费米气体与Rashba自旋轨道耦合和面内和面外塞曼场。我们用非平凡的Berry相位来描述拓扑FFLO态,并在零温相图上证明了该态的稳定区域。由于其独特的性质,在准粒子色散谱和动量分布,签名的拓扑FFLO状态可以使用现有的实验技术检测。
2013-07-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Transmission Amplitude through a Coulomb blockaded Majorana Wire
我们研究了电导共振之间的共隧穿机制中通过库仑阻塞超导Rashba线的相干电子输运。通过改变外部塞曼场的线可以被调谐到一个拓扑制度,其中通过马约拉纳零模式的非本地传输是占主导地位的机制。我们用散射矩阵的形式化方法模拟了共隧穿区的相干输运,发现传输振幅有一个最大值,它是塞曼场的函数,其高度与导线长度成正比.我们与传输幅度的马约拉纳相关长度,并认为塞曼场和长度依赖的传输幅度是唯一的签名的存在下的马约拉纳零模式。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex lattice structure dependent on pairing symmetry in Rashba superconductors
基于类BCS哈密顿量和由此得到的Ginzburg-Landau泛函,研究了磁场平行于基面(${\bf H} \perp c$)时Rashba非中心对称超导体中的涡旋晶格结构.由于由反转对称性破缺引起的塞曼效应的动量相关各向异性,在较高场中的涡旋晶格通常显示出在垂直于${\bf H}$的平面中取向的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)类型的某些单向调制。然而,调制的方向和晶格结构明显依赖于潜在的配对对称性:当自旋单重态和三重态配对成分之间的混合可以忽略时,所产生的调制结构往往具有反射对称性,而在具有显著的单重态-三重态混合的系统中的涡旋晶格在大多数情况下没有反射对称性。后者的结果意味着在{ \it real}材料中存在由畴壁分隔的晶格结构的两个简并取向,这可能与在CePt $_3$ Si中观察到的极低的磁衰减速率有关。
2009-06-16 cond-mat.other 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
Effect of Magnetic Field and Rashba Spin-Orbit Interaction on the Josephson Tunneling between Superconducting Nanowires
我们计算了两个一维(1D)纳米线之间的约瑟夫森电流沿$x$与邻近诱导$s$波超导配对,并通过一个狭窄的电介质势垒的存在下,Rashba自旋轨道相互作用(SOI)的特点是强度$α$和塞曼场($h$沿$\hat z$和${\bf B}$在$x-y$平面)。我们制定了一个通用的方法来计算Andreev束缚态的能量,使我们能够获得这些状态的能量在几个渐近的情况下的解析表达式。我们发现,在没有磁场的情况下,Andreev束缚态之间的能隙随着Rashba SOI常数的增加而减小,最终导致能级的接触。在没有Rashba SOI的情况下,Andreev束缚态依赖于磁场,并且随着取向角B的变化而呈现振荡行为,导致磁约瑟夫森效应。我们还提出了解析表达式的直流约瑟夫森电流绘制出它们的依赖于${\bf B}$,$h$,和$α$。我们证明了在外加磁场的存在下,这些结中存在有限的自旋约瑟夫森电流,并提供了其对$α$,$\bf B$和$h$的依赖关系的解析表达式。最后,我们研究了交流约瑟夫森效应中存在的SOI($|{\bf B}|=h=0$)和外部辐射,并表明,在这样的系统中产生的夏皮罗步骤的宽度可以通过改变$α$。我们讨论的实验,可以测试我们的理论结果。
2017-05-19 cond-mat.supr-con
Field induced superconductivity with enhanced and tunable paramagnetic limit
我们证明了在具有交替层间耦合的超导多层膜系统中,在面内磁场作用下可以实现一种新型的非均匀超导态。在这种状态下的塞曼效应是由成键和反键能级之间的能量分裂补偿。这种低温补偿机制导致了场致超导。我们讨论了实验观测到的预测现象的条件。
2005-05-31 cond-mat.supr-con
Charge and Spin Effects in Mesoscopic Josephson Junctions
本文研究了低维超导弱链中的电荷和自旋效应。第一部分综述了超导体/Luttinger液体/超导体结中电子-电子相互作用的影响。这种介观混合系统的实验实现可以是单个的单壁碳纳米管,其桥接两个大块超导体之间的间隙。通过一个Luttinger液体在完美和不良传输结的限制直流约瑟夫森电流进行评估。讨论了SNS长结中的约瑟夫森效应与卡西米尔效应之间的关系。在论文的第二部分中,我们回顾了有关Zeeman和Rashba相互作用对二维电子气中制备的弹道S/QW/S结热力学性质影响的最新结果。结果表明,在磁控结中,存在产生共振库珀对跃迁的条件,这种跃迁导致隧道结中的巨超电流和多通道SNS结的巨磁响应。预测了在与超导体连接的一维量子线中,塞曼和Rashba相互作用的联合作用所引起的超导电流。
2004-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering Majorana corner modes from two-dimensional hexagonal crystals
二阶拓扑绝缘体可以由具有强自旋轨道耦合和面内塞曼场的二维材料来设计。在超导体附近,拓扑超导相可以在二维材料中诱导,其在两个锯齿形边缘之间的相交处具有Majorana角模。采用六方晶格中的两种紧束缚模型,即每个晶格位置上的$p_{z}$或$p_{x,y}$轨道,设计了二维拓扑超导材料。在这两个模型中,诱导二阶拓扑超导体的条件需要两个子晶格中的面内塞曼场或超导体配对参数的非均匀值。第二种模型的有限尺寸效应比第一种模型的有限尺寸效应弱。
2022-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimizing one dimensional superconducting diodes: Interplay of Rashba spin-orbit coupling and magnetic fields
本研究通过自洽BdG形式分析Rashba纳米线中线性与高阶SOC及磁场的相互作用,发现线性SOC结合纵横磁场可实现超45%的二极管效率,高阶SOC在无纵向场时仍有效应,为优化超导二极管提供平台。
2024-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect in multichannel Majorana wires
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
多重通道 Rashba 纳米线中,通过自洽 Bogoliubov-de Gennes 形式主义研究了超导二极管效应,揭示了非对称配对和拓扑相稳定机制,实现了高效率非 reciprocity 传输和拓扑超导体操控。
2026-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zeeman and Orbital Driven Phase Transitions in Planar Josephson Junctions
本文通过面内磁场下 InAs/Al Josephson 结的超电流与隧道谱测量,区分低场 Zeeman–自旋轨道相移和高场轨道效应诱导的类拓扑相变。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current through a quantum dot with spin-orbit coupling
计算了具有Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合$α$的纳米级多能级量子点的平衡约瑟夫森电流。临界电流已经可以通过适度的$α$而显著改变。在塞曼场的存在下,Datta-Das的振荡依赖于$α$的预测。
2006-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-susceptibility of spin-orbit coupled Fermi superfluids
在BCS-BEC交叉问题的自洽平均场方法下,我们导出了具有任意自旋轨道耦合和塞曼场的非中心对称费米超流体的一般自旋响应的封闭解析表达式.除了顺磁性,即,Pauli内螺旋度和Van Vleck型内螺旋度,对自旋磁化率张量的贡献具有正常状态对应物,我们确定了对超流状态唯一的抗磁性内螺旋度贡献。我们对Weyl、Rashba和相等的Rashba-Dresselhaus自旋-轨道耦合进行了广泛的数值计算,结果表明,正是这种抗磁性贡献随着配对的增加而逐渐增加,并且通常会精确地抵消远离BCS制度的Van Vleck贡献。
2018-05-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Gapless topological Fulde-Ferrell superfluidity induced by in-plane Zeeman field
拓扑超流体是最近发现的量子物质,它拥有拓扑保护的无隙边缘态,称为马约拉纳费米子-奇异的量子粒子,充当自己的反粒子,服从非阿贝尔统计。它们的实现被认为是容错量子计算等未来技术的核心。到目前为止,建立拓扑超流体和Majorana费米子的最有效方案是基于Sau-Lutchyn-Tewari-Das Sarma模型,在} \textbf{\textit{x-y}} \textbf{ plane and a large out-of-plane (perpendicular) Zeeman field along the } \textbf{\textit{z}} \textbf {-方向上具有Rashba型自旋轨道耦合。在这里,我们提出了一个替代的设置,其中的拓扑超流相驱动的应用面内塞曼场。该方案提供了许多新的特征,特别是有限质心动量下的库珀配对(即,Fulde-Ferrell配对)和大量无间隙激发。由此,出现了一种新的具有非均匀配对序参量的无隙拓扑量子物质。它的特点是在边界处的单向马约拉纳表面态,在同一方向传播,并连接两个外尔节点的散装。我们证明了这种奇异的拓扑物质和相关的马约拉纳费米子自旋轨道耦合原子费米气体的出现,并确定其参数空间。我们的计划在半导体/超导体异质结的实施进行了简要讨论。
2014-04-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con