End-to-end correlated subgap states in hybrid nanowires
研究了零磁场下超导-半导体混合纳米线中的端-端关联束缚态。从每个线端独立地识别子间隙电导中的峰,并且计算交叉关联函数,该交叉关联函数对端到端的重合进行计数,对数千个子间隙特征进行平均。短的$300~\mathrm{nm}$器件中的强相关性在长的$900~\mathrm{nm}$器件中被减小四倍。此外,亚间隙电导分布进行了研究,并确定基于其互信息的左右分布之间的相关性。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering subgap states in superconductors by the symmetry of altermagnetism
Tianjin University(天津大学);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Nagoya University(名古屋大学);Uppsala University(乌普萨拉大学);Okayama University(冈山大学)
利用自旋磁极性与非常规配对的对称性差异,研究子间隙态的产生与调控,发现对称性匹配时出现零能平面波带,产生零偏导电峰,为超导系统设计子间隙态提供新路径。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap resonant quasiparticle transport in normal-superconductor quantum dot devices
我们报道了在超导铅和正常金属接触的碳纳米管(CNT)量子点(QD)器件中,在超导能隙以下的偏压下的热激活输运共振。这些共振是由于超导体在高温下的有限准粒子数,并且只有当量子点寿命展宽比带隙小得多时才能观察到。这个条件是满足我们的量子点设备与优化的Pd/Pb/In多层接触,这导致可再现的大和“干净”的超导传输间隙与一个强大的电导抑制subgap偏置。我们发现,这些差距的增加磁场和温度单调关闭。通过一个简单的共振隧穿模型的准确描述的subgap共振说明了理想的特性报告的铅接触,并给出了另一种访问的隧道耦合强度在量子点。
2016-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap states in dirty superconductors and their effect on dephasing in Josephson qubits
本文提出了含磁性杂质的扩散超导体中态密度的亚带隙尾理论。我们表明,subgap尾巴有两个贡献:一个所产生的介观间隙波动,以前讨论的Lamacraft和西蒙斯,和其他相关的长波波动的磁性杂质的浓度。我们研究后者在小超导晶粒和散装系统[ $d=1,2,3$ ],并建立无量纲参数控制的两个贡献占主导地位的subgap尾巴。我们观察到,这些贡献是通过降维相互关联的。我们应用该理论来估计弱浓度的磁性杂质[ $\approx 1 {\rm p.p.m}$ ]对约瑟夫森量子比特的相位相干性的影响。我们发现,在这些典型的浓度,磁性杂质是相关的大量子位,设计围绕$10 {\rm μm}$规模,在那里他们限制的品质因数为$Q<10^4-10^5$的退相。
2004-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap noise of a superconductor-normal-metal tunnel interface
通过正常金属-绝缘体-超导体(NIS)隧道结的子带电导率受到杂质散射电子波干扰的强烈影响。在本文中,我们研究了同样的现象如何影响低频电流噪声,$S$,电压$V$和温度$T$远小于超导能隙。如果正常金属处于平衡状态,我们发现简单的关系式$S(V,T) = 4e {\rm coth} (eV/T) I(V,T) $甚至对非线性$I$ - $V$特性也相当普遍地成立。只有当正常金属失去平衡时,噪声和电流才变得独立。它们的比率,即Fano因子,取决于布局的细节。
2004-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-modulated conductance of few-layer WSe_2 field-effect transistors in the subgap regime: Schottky barrier transistor and subgap impurity states
在半导体研究领域,有两个关键主题脱颖而出:材料质量和接触技术。原子薄过渡金属二硫属化物(TMDC)的新兴领域面临着许多挑战,在这两个努力。这项工作试图通过检查少层(1- 5 L)WSe 2场效应器件的栅极相关电导来建立两者之间的联系。测量和建模的subgap制度揭示肖特基势垒晶体管的行为。我们发现,通过接触势垒的传输是占主导地位的电子场致发射(TFE)在室温下,尽管缺乏故意掺杂。TFE工艺的出现是由于大量的子带隙杂质态,其存在也导致高迁移率边缘载流子密度。在我们的器件中,这种杂质态的态密度自洽地确定为大约1-2x10^13 /cm^2/eV。我们证明,基板是不可能的杂质状态的主要来源,并怀疑材料本身的晶格缺陷是主要负责。我们的实验为提高TMDC材料和电气器件的质量和理解提供了关键信息。
2015-05-04 cond-mat.mes-hall
Subharmonic Gap Structure in Superconductor/Ferromagnet/Superconductor Junctions
本文讨论了低透明磁量子点接触中,自旋向上($D_\uparrow$)和自旋向下($D_\downarrow$)电子隧穿几率不同的情况下,亚带电流的行为.由于系统中Andreev束缚态$\pm ε_0$的存在,子能隙电流阶跃$eV_n = (Δ\pm ε_0)/n$的位置在温度$T \neq 0$处相对于计算结果$eV_n=2Δ/n$分裂。发现在$D_\uparrow \neq D_\downarrow$条件下,自旋电流也表现出亚能隙结构,但仅限于$n$为奇数时.解析地计算了$n=1,2$在子隙电流和自旋电流中的分裂步骤,并定性地描述了以下步骤。
2006-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap transport in ferromagnet-superconductor junctions due to magnon-assisted Andreev reflection
我们提出了一个新的磁振子辅助Andreev反射过程在铁磁金属-超导体界面,它包括同时注入的库珀对从超导体和磁振子内的铁磁体的发射。在低温下,这个过程代表了一个额外的通道,用于穿过FS界面的子带隙传输,这解除了对电流的限制,所述电流是由于必须将铁磁体中的自旋极化电流与超导体中的无自旋电流相匹配而产生的。对于任意极化度的超导体和铁磁体之间的结,非弹性磁振子辅助的Andreev反射过程将表现为对$I(V)$特性的非线性附加,该非线性附加相对于偏置电压的符号是不对称的,并且与铁磁体中磁振子的态密度有关。子间隙$I(V)$特性的表达式给出了任意的界面质量,而均匀透明和无序界面的限制情况下进行了详细讨论。
2001-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Origin of subgap states in normal-insulator-superconductor van der Waals heterostructures
本研究通过以MoS₂或hBN为势垒对NbSe₂进行隧穿谱测量,揭示亚能隙态源于MoS₂缺陷及边缘Andreev束缚态,并阐明强自旋轨道耦合的作用。
2022-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling processes into localized subgap states in superconductors
我们结合扫描隧道光谱实验探测磁性杂质的超导表面(超导)尖端和衬底之间的隧道过程的理论分析。我们表明,电流是由单电子隧穿在大的尖端衬底的距离和Andreev反射在较小的距离。单电子电流需要杂质诱导的Shiba束缚态和准粒子连续体之间的弛豫过程,使我们能够从我们的分析中提取有关弛豫过程的信息。
2015-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Replicas of the Fano resonances induced by phonons in a subgap Andreev tunneling
本文研究了声子模对垂直耦合在金属和超导导线之间的双量子点的亚带隙谱和Andreev电导的影响。对于单色声子水库,我们得到的副本的干涉Fano型结构同时出现在粒子和空穴通道。我们进一步面对诱导的点上配对与电子关联,并研究如何声子模式影响的零偏压签名的近藤效应在Andreev电导。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Skyrmion-induced subgap states in p-wave superconductors
在s波系统中,理论上已经证明,承载skyrmion的铁磁膜可以诱导嵌入反自旋连续体中的束缚态。在这项工作中,我们考虑的情况下,skyrmion诱导态的p波超导体。我们发现,skyrmion诱导的束缚态,通常驻留在\emph{within}的光谱间隙,并从所有其他状态隔离,在传统的超导体的情况下。为此,我们推导出一个近似表达式的$T$矩阵,通过它,我们计算的自旋极化的局域态密度,这是在扫描隧道显微镜测量观察。我们发现独特的光谱特征的skyrmion诱导的束缚态,并讨论如何我们的预测可以作为新的实验探针p波超导态。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap states at ferromagnetic and spiral-ordered magnetic chains in two-dimensional superconductors. I. Continuum description
我们考虑在二维超导体中由具有铁磁或螺旋排列的磁矩的密集堆积链引起的亚带隙。我们表明,与稀疏堆积链的一致的描述相比,需要考虑到所有波长的散射在磁矩。由此产生的亚带隙态是Yu-Shiba-Rusinov型态和磁散射态的组合,其混合物对于理解螺旋磁排列在增加散射强度下的间隙闭合的性质和尺寸重整化变得特别重要,特别是当螺旋变得与费米波长相称时。结果以格林函数的形式完全解析,为进一步分析亚能隙态的性质提供了工具。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Subgap states in two dimensional spectroscopy of unconventional superconductors using graphene
石墨烯的二维性质使其成为探索邻近诱导非常规平面超导和拓扑超导可能性的理想平台。使用格林函数技术,我们研究了有限大小的弹道石墨烯层之间的正常状态电极和石墨烯铅与邻近诱导非常规超导性的输运性质。我们对这种结的微观描述使我们能够考虑石墨烯层中边缘态的影响以及与电极的不完美耦合。通过结的隧道电导和态的谱密度的特征在于石墨烯的边缘态、在石墨烯-超导体结处形成的界面束缚态、源自石墨烯层的有限尺寸的法布里-珀罗共振以及非常规超导体的特征Andreev表面态之间的丰富的相互作用。在我们的分析形式主义,我们确定这些subgap状态的电导和密度的状态的每个单独的贡献。我们的研究结果表明,石墨烯提供了一个可取的工具,以确定实验上的邻近诱导的非常规超导的配对对称性。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder-induced subgap states and Majorana zero-energy edge modes in two-dimensional topological insulator-superconductor hybrid structures
与普遍认为的在二维拓扑绝缘体(TI)-超导体(SC)混合结构中作为束缚边态存在的Majorana零能模不受安德森定理的非磁性静态无序的影响相反,我们表明,这种对无序的保护并不存在于现实的多通道TI/SC/铁磁绝缘体(FI)三明治结构的实验相关性,因为时间-反转对称性在端Majorana模(MM)所在的SC/FI界面处被明确地局部破坏。我们发现,虽然MM本身和TI内的\emph{bulk}拓扑超导相确实普遍受到保护,不受无序,无序诱导的亚能隙状态一般在TI边缘引入由于FI/SC接口的存在,只要多个边缘通道被占用。我们讨论的影响,发现在现实的TI/SC/FI实验系统的边缘MM的检测和操作。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap states in semiconductor-superconductor devices for quantum technologies: Andreev qubits and minimal Majorana chains
本文回顾了半导体-超导异质结构中亚能隙态的工程化进展,重点介绍基于量子点的Andreev量子比特和最小Kitaev链的实验实现,并指出亚能隙束缚态可被利用于新型量子比特设计。
2024-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancements of Andreev conductance induced by the photon/vibron scattering
我们分析了嵌入在一个超导和另一个金属库之间的量子点的亚能隙光谱和输运性质,并额外耦合到一个外部玻色子模式。玻色量子的发射/吸收诱导了一系列亚能隙Andreev态,它们最终相互干扰。我们讨论了他们的签名在微分电导的线性和非线性制度。
2015-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Andreev reflection and enhanced subgap conductance in NbN/Au/InGaAs-InP junctions
本文报道了在InGaAs/InP异质结中,用NbN超导电极、10 nm的Au薄中间层和二维电子气形成高透明超导体/普通金属/二维电子气结。利用新开发的Au/NbN蒸发和400 ℃快速退火工艺获得了高的结透明性。这使我们能够观察到第一次在超导能隙内的超导体-2DEG邻近系统中的微分电阻与显着的双浸结构的减少。研究了垂直于二维电子气平面的磁场对界面微分电阻的影响。已经发现,在高磁场中保持减小的子隙电阻。零场数据进行了分析,在先前建立的准经典模型的邻近效应。
2004-05-10 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection and subgap conductance in monolayer $MoS_2$ ferromagnet/$s$ and $d$-wave superconductor junction
精确地得到了单层二硫化钼超导体的电子空穴激发态和相应的类狄拉克旋量的正确形式。从系统动力学的角度精确地研究了$MoS_2$基铁磁超导(F/S)结中的Andreev反射及其子带电导。由于价带中的自旋分裂能隙和非简并的$K$和$K'$谷,铁磁交换能$σh$可以导致属于不同谷的自旋上和自旋下载流子之间的Andreev过程的不同行为。化学势必须固定在一个确定的范围内,以便发生逆安德烈耶夫反射。给定的单粒子超导双旋能使我们能够明确地涉及电子-空穴转换下的各向异性超导能隙$Δ_S$,即,发生在$d$ -波对耦合中。这种差距的效果是准确地解释在界面上的电子入射角的Andreev过程的依赖性。
2015-12-05 cond-mat.mes-hall
Probing electron-hole components of subgap states in Coulomb blockaded Majorana islands
最近的隧道光谱实验在半导体纳米线与邻近诱导超导性报告了强大的零偏压电导峰。这样的功能可以兼容的拓扑马约拉纳束缚态(MBS)的存在,并与一个平凡的Andreev束缚态(ABS)接近零能量。在这里,我们认为,额外的信息,可以区分这两种情况下,可以提取库仑封锁实验的马约拉纳群岛。关键是连续电导峰的峰高比给出了关于最低能量子带隙态的电子和空穴组分的信息。在MBS的情况下,该比率对于长线变为一半,而对于具有有限MBS重叠的短线,其振荡塞曼能量的函数,其具有与MBS能量分裂相同的周期。我们解释了如何额外的信息可能有助于区分一个平凡的ABS在零能量从一个真正的MBS和显示案例的例子。
2018-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Influence of Quantum Fluctuations on Phase Coherent Andreev Tunneling
研究了耦合到外部电磁环境中的小电容正常金属-超导体隧道结的亚带输运性质。正常金属中电子之间的介观干涉强烈地增强了亚带隙电导,随着偏置电压的降低。另一方面,环境的量子涨落破坏了电子的相位相干性,抑制了低偏压下的亚带电导(库仑阻塞),电荷效应和介观干涉的竞争导致了亚带电导对外加偏压的非单调依赖性.即使与环境的耦合很弱并且充电能量很小,该特征也是显著的。
1997-09-30 cond-mat.mes-hall
Index-theoretic route to the subgap Andreev bands and topological response in Josephson junctions
Indian Association for the Cultivation of Science(印度科学文化促进协会);Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究通过索引定理解释约瑟夫森结中子间隙安德鲁夫能带的形成,并揭示非chiral p-波超导体结的拓扑保护效应。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Low-energy sub-gap states in multi-channel Majorana wires
已知一维p波超导体在其端部具有马约拉纳束缚态。具有有限宽度W的超导导线除了可能的马约拉纳端态之外,还可能具有费米子子带隙态。虽然它们不一定抑制使用马约拉纳端状态的拓扑计算,这些subgap状态可以模糊的拓扑相位通过状态密度测量的识别。我们提出了两个简单的模型来描述低能费米亚带隙态。如果导线的宽度W远小于超导体相干长度λ,则相关的子带隙态定域在导线的端部附近,并在零能量附近聚集,而如果$W \gtrsim ξ$,则最低能量的子带隙态是离域的。值得注意的是,最低的费米子子带隙态(如果存在的话)的能量对于W ~ π具有最大值。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological origin of subgap conductance in insulating bilayer graphene
基于石墨烯的系统的边缘具有不寻常的电子性质,源自与电子波函数的伪旋量特征相关联的非平凡拓扑结构。这些性质与传统系统中薛定谔方程所描述的电子没有类似之处,导致了许多惊人现象的预测,如门可调铁磁性和谷选择性输运。然而,在大多数情况下,预计预测的现象不会在强烈的结构和化学无序的影响下幸存下来,这些结构和化学无序必然会影响真实石墨烯器件的边缘。在这里,我们提出了一个理论研究的本征低能态在边缘的静电间隙双层石墨烯(BLG),并发现边缘模式的贡献,现实设备的电导仍然是相当大的,即使是高度不完美的边缘。这种边缘电导占主导地位的批量贡献,如果静电诱导的间隙是足够大的,并在最近的运输和光学光谱实验中所作的看似相互矛盾的观察帐户。我们的研究结果说明了鲁棒性的现象,其起源是植根于电子能带结构的拓扑结构,即使在没有特定的保护机制。
2010-09-24 cond-mat.mes-hall
Subgap states in disordered superconductors
我们修正了无序超导体的态密度问题。局部样本特性的随机性转化为光谱间隙的猝灭空间不均匀性,从而模糊BCS相干峰。我们表明,各种微观模型的潜在和磁无序可以减少到一个普遍的唯象随机序参量模型,而微观描述的细节编码在关联函数的序参量波动。状态密度的结果形式通常由两个参数描述:测量BCS峰的加宽的宽度Gamma,和控制子带隙状态密度的指数衰减的能量标度Gamma_{tail}。我们完善现有的瞬子方法确定Gamma_{tail},并表明它们出现在一个非线性系统中的最佳波动的统一理论的限制情况。各种类型的障碍的应用进行了讨论。
2013-10-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Subgap transport in superconductor--semiconductor hybrid islands: Weak and strong coupling regimes
本研究通过库仑和隧穿谱研究超导体包覆的半导体纳米线超导岛的亚能隙输运,发现弱耦合下无磁场与单磁通量子情况观测相似,强耦合下差异显著,归因于强耦合可观测的单磁通量子亚能隙态,强调研究隧穿耦合范围的重要性。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall
Subgap states at ferromagnetic and spiral-ordered magnetic chains in two-dimensional superconductors. II. Topological classification
我们研究了二维超导体中由具有铁磁或螺旋排列的磁矩密集链引起的子带的拓扑分类。这些带的波函数是Yu-Shiba-Rusinov型态和磁散射态的复合物,并且具有远离磁矩的显著空间延伸。我们发现,这种空间结构禁止一个简单的提取有用的拓扑分类的哈密顿。为了解决后者正确,我们构建了一个家庭的空间变化的拓扑哈密顿子带适应链所造成的破坏平移对称。空间依赖性,特别是捕获的过渡到拓扑平凡的散装阶段时,远离链显示如何,必然不连续的,过渡可以理解从对齐的零与极点的格林函数。通过后者,拓扑哈密顿量反映了一个主要在强相互作用系统中发现的特性。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall
Tail States below the Thouless Gap in SNS junctions: Classical Fluctuations
本文研究了扩散超导体-正常金属-超导体(SNS)结中无隙带下方的态密度(DOS)尾部。我们表明,长波波动的正常层中的杂质浓度导致形成的subgap准粒子状态,并计算相关的subgap DOS在所有有效的维度。我们比较由此产生的尾巴与介观间隙波动所产生的,并确定无量纲参数控制的贡献占主导地位的subgap DOS。我们观察到,这两个贡献是正式相互关联的降维。
2005-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle conductance in Spin Valve Josephson Structures
本文研究了$S_1/F_1/N/F_2/S_2$形式的干净铁磁约瑟夫森结构中的准粒子电流,其中$S$、$F$和$N$分别表示超导层、铁磁层和正常层.我们的重点是作为偏置$V$的函数的电导$G$的结构上,强调的subgap区域。我们使用一个完全自洽的数值方法,耦合到一个传输矩阵的过程中提取$G(V)$。我们选择适当的材料参数实验实现钴铜铌结构。我们发现一个共振峰结构作为中间层厚度和$F$层之间的错位角$ϕ$的函数。为了理解这种共振结构,我们开发了一种近似分析方法。对于实验相关的厚度,电导有多个subgap峰值之间的低和临界偏置位置的位置振荡。这些振荡发生在$ϕ$和层厚度中。我们比较了我们的结果与自旋阀结构$(F_1/N/F_2/S_2)$,并讨论了我们的结果的自旋约瑟夫森器件的制造的影响。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spatial dependence of local density of states in semiconductor-superconductor hybrids
本文通过多探针局域隧穿谱研究半导体-超导体混合纳米线中局域态密度的空间均匀性,发现有限磁场下亚能隙态及临界场和有效g因子沿导线显著变化,同时也在部分器件中观察到不同探针间的显著相关性。
2024-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev conductance of a domain wall
在低温下,通过超导体-铁磁隧道界面的传输是由于电子成对的隧穿。单畴铁磁体的交换场使电子自旋取向,抑制双电子隧穿。在SF界面处的畴壁的存在强烈地增强了子带隙电流。Andreev电导被证明是成比例的SF界面处的畴壁的总长度。
2003-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching current distributions and subgap structures of underdoped (Hg,Re)Ba2Ca2Cu3O8+d intrinsic Josephson junctions
我们研究了尺寸为1.0x1.5x0.11 μ m^3的轻微欠掺杂(Hg,Re)Ba 2Ca 2Cu 3 Oy [Hg(Re)1223]本征约瑟夫森结(IJs)的本征约瑟夫森特性。IJs的电流-电压特性表现出明显的多个分支,具有类似于其他铜酸盐超导体的亚带隙结构。电流偏置IJs中从零电压到非零电压状态的开关电流分布P(I)与热辅助逃逸模型的理论曲线在~5 K以上吻合得很好。IJJ的等离子体频率fp估计为1.3 THz,无波动临界电流密度为2.0 × 10^5 A/cm 2,这是铜酸盐超导体中最高的之一,反映了Re掺杂Hg系统的高Tc和相对较低的各向异性。P(I)在低于~5 K时逐渐变得与温度无关,这表明在如此高的温度下从热激活到量子隧穿的逃逸过程发生了交叉。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling spectra of impurity states in unconventional superconductors
本文通过扩展散射相移方法,系统研究了二维非常规超导体中杂质诱导共振的形成条件及其在扫描隧穿谱中的表现,揭示了时间反演对称性、能隙对称性和自旋相关散射对子能隙态的影响,并计算了自旋分辨微分电导。
2023-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sub-micron normal-metal/insulator/superconductor tunnel junction thermometer and cooler using Nb
我们利用电子束光刻和角度蒸发技术在亚微米尺度上成功地制备了Cu/AlOx-Al/Nb正常金属/绝缘体/超导体隧道结器件,其超导能隙高达$\sim 1$ mV。这些结的亚能隙电导显示出预期的强温度依赖性,使它们适合从100 mK到6 K的温度测量。此外,在间隙边缘附近的偏置值处,也可以看到正常金属的一些直接电子冷却。的Al层的几何形状的细节,与横向溢出的铝产生强大的额外的subgap功能的设备性能的强烈影响,和Al层的厚度影响的超导Al/Nb双层的接近的超导能隙值。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Correlated tunneling into a superconductor in a multiprobe hybrid structure
我们考虑在由超导体和两个或多个探测电极组成的混合系统中的隧穿,探测电极可以是普通金属或极化铁磁体。特别是,我们研究运输在subgap电压和温度。除了在每个接触处的Andreev对隧穿之外,在多探针结构中,子隙传输涉及额外的通道,这是由于两个粒子(电子或空穴)的相干传播,每个粒子源自不同的探针电极。相关的过程是电子通过超导体的共隧穿和来自库珀对中不同探针的两个电子的转换。这些过程是非局域的,并且当所涉及的接触对之间的距离大于超导相干长度时衰减。计算了三端混合结构的电导矩阵。多探针工艺增强了每个触点的电导。如果触点被磁极化,则可以单独地检测各种传导通道的贡献。
2001-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Leakage Current of a Superconductor-Normal Metal Tunnel Junction Connected to a High-Temperature Environment
我们考虑一个电压偏置的正常金属-绝缘体-超导体(NIS)隧道结,连接到一个高温的外部电磁环境。该模型系统的特点是通常观察到的亚间隙漏电流在NIS结通过光子辅助隧穿,这是不利的应用。我们首先考虑一个NIS结直接耦合到环境和分析的亚间隙漏电流的解析和数值计算,我们讨论了与唯象Dynes参数的联系。然后,我们专注于一个电路,其中一个低温损耗传输线插入之间的NIS结和环境。我们表明,子间隙泄漏电流是指数抑制的长度,$\ell$,和每单位长度的电阻,$R_0$,线的增加。最后,我们讨论了我们的结果,鉴于NIS结的性能在应用中。
2013-07-20 cond-mat.mes-hall
Phase-sensitive transport at a normal metal-superconductor interface close to a Josephson junction
考虑了双$NIS_1IS_2$界面上的相位和偏压敏感准粒子输运。势垒$I$的范围从隧道到透明,并且中间区域$S_1$具有与超导相干长度相当的宽度。相位差$φ$被施加到约瑟夫森结$S_1IS_2$。在$NIS_1$界面处的正常和Andreev反射变得对$φ$敏感,并且在正常和异常通道中,传输由窄的$S_1$区域内的干扰控制。子隙电导分别是(能量$E$)和(相位$φ$)对称的。在超导能隙以上,即使在$(-E,-φ)$中改变$(E,φ)$,电导一般也不对称,但通过平均费米振荡恢复了对称性。Tomasch振荡被相位差放大。的子隙电导表现出共振结构的$S_1IS_2$结的Andreev束缚态(ABS)的能量,提供了这样的状态的侧光谱。根据结的相对电导率,共振可以增加或减少电导,并且对于$φ=π$,共振甚至可以消失,其特征在于在$S_1S_2$处的ABS对在$NS_1$处的准粒子的全反射。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal conductance spectroscopy of Andreev bound states: Symmetry relations and BCS charges
超导器件的双端电导谱是探测Andreev和Majorana束缚态的常用工具。在这里,我们研究理论上的三端设置,与两个正常的引线耦合到接地超导终端。利用单电子散射矩阵,推导出正常引线的亚能隙电导矩阵并讨论其对称性。特别地,我们证明了电导矩阵的局部元素和非局部元素具有成对相同的反对称分量。此外,我们发现,非局部元素是直接相关的本地BCS收费的束缚态接近正常的探针,我们展示了如何BCS收费重叠马约拉纳束缚态可以从实验中提取。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Decoherence of Cooper pairs and subgap magnetoconductance of superconducting hybrids
我们证明了电子-电子相互作用从根本上限制了超导关联进入附着在超导体(S)上的扩散正常金属(N)的穿透长度。我们评估的子隙磁导$G$的SN混合在电子-电子相互作用的存在下,并表明磁场对$G$的影响是双重的:它包括($i$)额外的温度无关的库珀对和($ii$)塞曼分裂的状态之间的相反的自旋。库珀对的退相长度可以直接从低温下SN系统的亚隙磁导测量中提取。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall
Fingerprints of Majorana fermions in spin-resolved subgap spectroscopy
当强关联量子点与超导体隧穿耦合时,会导致超导能隙内Shiba束缚态的形成。在超导体-量子点-普通铅装置中进行了实验测量。侧耦合的量子点的拓扑超导导线,支持马约拉纳束缚态在其两端,极大地影响了Shiba状态的结构,并诱导补充的间隙状态。Majorana束缚态和量子点之间的反常耦合导致量子点算符的自旋分辨谱函数的特征不平衡。这些是马约拉纳费米子存在的清晰指纹,它们可以在传输测量中通过实验检测到。在所采用的方法方面,我们采用了解析方法结合数值重整化群方法。
2016-06-17 cond-mat.mes-hall
Split of zero-bias conductance peak in normal-metal / d-wave superconductor junctions
用单点近似方法讨论了杂质散射对正常金属/ $d$波超导结电导的影响。到目前为止,零偏置电导峰的分裂被认为是高- $T_c$超导体表面时间反转对称性态破缺的证据。然而,在本文中,它表明,在界面附近的杂质散射也造成了零偏压电导峰的分裂。本文的理论很好地解释了在有限温度和外加磁场条件下实验观察到的典型电导谱。
2003-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance Spectroscopy of Spin-triplet Superconductors
我们提出了一个新的实验,以确定超导体的对称性的基础上的理论结果的微分电导的正常金属连接到超导体。来自超导体的邻近效应改变了远程电流的电导,这显著取决于配对对称性:自旋单重态或自旋三重态。电导的明显差异可以通过正常金属中的库珀对相对于频率的对称性来解释。在自旋三重态情况下,由于库珀对的奇频对称性,实现了反常输运。
2007-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance spectroscopy of topological superconductor wire junctions
本文研究了一维正常超导体(NS)结的零温输运性质。在拓扑NS结推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)形式下,我们解析地计算了两种拓扑超导体模型:无自旋内禀$p$波超导体和塞曼场中自旋轨道耦合$s$波超导体的微分电导.在这两种情况下,我们验证了零偏置电导是稳健的量化在$2e^2/h$的拓扑制度,而它需要在非拓扑阶段的非普适值。在拓扑状态下的电导谱在零偏置的某些参数制度,与自旋轨道耦合和势垒透明度的强度控制的峰宽发展。
2015-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance of a junction between a normal metal and a Berezinskii superconductor
本文从理论上研究了具有Berezinskii提出的对称性的超导体与正常金属之间的结的电导。这种对称性的主要特征是反常格林函数的奇频率依赖性,这使得s波三重态超导态(Berezinskii超导体)成为可能。安德烈耶夫反射(连接正能量和负能量)对能量对称性很敏感;因此,包含别列津斯基超导体的结的电导与传统超导体的情况有质的不同。实验上,所得到的结果可以用来测试的可能性提出的Na $_x$ CoO $_2$的Berezinskii超导性,并确定预测超导体铁磁结的奇Ω分量。
2008-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance suppression in normal metal-superconductor mesoscopic strucutres
利用散射矩阵方法和准经典格林函数技术,我们计算了S/N系统的电导(见图1)。我们确定,对于大的S/N界面电阻$(R_{S/N})$,超导电导和正常电导之间的差异$(δG = G_s - G_n)$为负,并且随着$R_{S/N}$的减小而改变符号。并将计算结果与实验数据进行了比较。
1998-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Above-gap Conductance Anomaly Studied in Superconductor-graphene-superconductor Josephson Junctions
研究了超导体-石墨烯-超导体(SGS)约瑟夫森结的电输运性质。在低偏压下,我们观察到了常规的邻近耦合约瑟夫森效应,如超电流流过石墨烯,Andreev反射导致的微分电导的子隙结构,以及与石墨烯垂直的磁场H对临界电流Ic的周期性调制。然而,在高于超导能隙电压的高偏压下,我们还观察到微分电导的异常跳跃,其电压位置对背栅电压Vg敏感。我们的广泛的研究与不同的Vg,温度和H表明,上述间隙结构发生在一个特征功率P*,这是无关的Vg为一个给定的结。P* 的温度和H依赖性很好地解释了石墨烯中电子温度的增加。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance spectroscopy of nontopological-topological superconductor junctions
本文利用散射矩阵方法计算了任意透明结的一维非拓扑和拓扑超导体结的零温微分电导$dI/dV$。我们考虑了两种典型的拓扑超导体模型:(i)自旋$p$波和(ii)自旋轨道耦合和自旋分裂的$s$波。我们验证,在隧穿极限(小结反射率),只有单一的Andreev反射有助于电流,电导低于非拓扑超导体间隙$Δ_s$的电压为零,并有两个对称的电导峰出现在$eV = \pm Δ_s$与量子化值$(4-π)2e^2/h$由于共振Andreev反射从马约拉纳零模式。然而,当结透明度不小时,存在由多次Andreev反射引起的$e|V| < Δ_s$的有限电导。在这种情况下,$eV = \pm Δ_s$处的电导不再被量化。一般来说,电导是粒子-空穴不对称的,除了足够小的电导。我们进一步表明,对于某些参数值,从零能量的常规Andreev束缚态的隧穿电导可以模仿从真正的马约拉纳模式的电导。
2017-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal conductance reveals helical superconductors
螺旋超导体形成一个二维的,时间反演不变的拓扑相,其特征在于由Kramers对马约拉纳边缘模式(螺旋马约拉纳模式)。现有的检测方案,以确定这一阶段依赖于自旋输运性质,这是很难测量,或在本地的电荷传输,这只允许部分识别。在这里,我们表明,螺旋马约拉纳模式的存在下,可以明确地揭示通过测量非本地电荷电导。聚焦于超导环,我们提出了两个实验,提供独特的和强大的签名来检测螺旋超导体相位。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunneling conductance in half-metal/conical magnet/superconductor junctions in the adiabatic and non-adiabatic regime: self-consistent calculations
利用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论和Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程研究了半金属/锥形磁体/超导体(HM/CM/SC)中的隧穿电导.我们表明,计算的电导自洽显着不同的非自洽框架中计算的。自洽过程的使用确保电荷守恒得到满足。由于HM中的自旋带分离,子带隙区域中的电导主要由反常Andreev反射决定,其概率强烈地依赖于CM层中的自旋透射。我们发现,从HM注入的电子的自旋可以通过CM传输到SC的交换场调制的周期的依赖性或非磁性。我们发现,在subgap区域的电导振荡作为CM层厚度的函数,其中的振荡从不规则的,在非绝热制度,经常在绝热的情况下。在非绝热状态下,CM中交换场幅度的减小导致出现一个特定CM厚度的电导峰,这与实验一致[J.W.A Robinson,J.D. S Witt和M. G. Blamire,Science 329,5987]。对于这两种运输制度的电导分析在很宽的范围内的参数确定的螺旋磁化强度的CM。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall
Cooling, conductance and thermometric performance of non-ideal normal metal-superconductor tunnel junction pairs
我们研究了双结SINIS器件中单个正常金属-绝缘体-超导体(NIS)隧道结的隧道电阻差异的影响,特别强调了对电导、冷却和测温性能的影响。通过求解结的电学方程和热学方程,发现非对称性导致了许多新的特性,如子间隙电流的出现、冷却性能的改善、负微分电阻的出现以及温度灵敏度的温度范围的改善。实验也进行了补充的一些数值结果。此外,我们从理论和实验上研究了有限的串联电阻的影响,这也会导致在subgap区域的过剩电流,并在间隙边缘的电导最大值的抑制。实验结果与理论预测吻合较好。
2011-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thouless energy of a superconductor from non local conductance fluctuations
我们表明,从正常金属进入超导体的自旋上的电子作为一个复合对象,包括一个自旋下的孔和一对在凝聚体中传播。这导致的因式分解的非本地电导作为两个本地Andreev反射在两个接口和一个传播的超导体,这是测试数值内的一维玩具模型的无反射隧穿。小面积结的特征是非局域电导波动。忽略弱局部化的处理导致与样本大小成反比的无干扰能量,如在数值模拟中所观察到的。我们表明,弱局域化可以产生很强的影响,并通过超导体“内部”的Andreev反射导致消逝准粒子与凝聚体之间的耦合。
2006-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic-Field-Induced Transition in a Quantum Dot Coupled to a Superconductor
量子点的磁矩可以通过其与超导库的耦合来屏蔽,这取决于超导能隙的层次和相关的Kondo尺度。这种屏蔽-非屏蔽的转变可以由静电门控、隧道耦合和磁场驱动。利用电迁移技术对非对称超导体-量子点-超导体(S-QD-S)结屏蔽-非屏蔽跃迁附近的亚能隙激发进行了高分辨光谱研究。我们的测量揭示了一个重入相边界之间的竞争所确定的塞曼能量和间隙减少与磁场。我们进一步跟踪的相变随温度的升高,这也证明了亚带隙状态的热副本的演变。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall
Magnon-assisted Andreev reflection in a ferromagnet-superconductor junction
本文研究了低温下铁磁-超导结中由于Andreev反射引起的亚带输运。铁磁体中的自旋极化电流和超导体中的无自旋电流的失配导致额外的接触电阻,该接触电阻可以通过铁磁体中的磁振子发射来减小。利用s-f模型,并着眼于半金属铁磁体,我们计算了相应的非线性贡献的电流是关于偏置电压的符号不对称的,并在铁磁体中的磁振子的态密度有关。
2000-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic field suppression of Andreev conductance at superconductor-graphene interfaces
研究二维材料中超导性和量子磁输运之间的相互作用是近年来人们感兴趣的课题。为了实现这一目标,了解磁场对超导体-正常沟道界面电荷输运的影响是非常重要的。在这里,我们进行了一个全面的研究Andreev电导弱磁场下使用扩散超导体-石墨烯约瑟夫森弱链接。我们观察到Andreev电导甚至在远低于超导体上临界场的磁场中也被抑制。Andreev电导的抑制取决于磁场的斜坡变化,并且可以通过控制磁场的斜坡变化来最小化。我们发现,这种抑制背后的关键因素是减少的超导能隙由于超导接触上的涡流堆积。在超导体-石墨烯界面处超导能隙由于邻近效应而严重减小的装置中,增大的涡核随着磁场的增加而快速重叠,导致界面间隙的快速减小。然而,在具有相对大的有效超导能隙的弱连接中,AR电导持续到上临界场。我们的研究结果提供了指导的量子材料超导系统中存在的磁场,其中的“生存”的诱导超导性是至关重要的。
2017-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con