Long-range spin-polarized quasiparticle transport in mesoscopic Al superconductors with a Zeeman splitting
我们报道了用电子束光刻和阴影蒸发技术制备的多端超导铁磁结构的非局域输运。在准粒子态存在显著塞曼分裂的情况下，我们发现了几μm距离上的自旋输运特征，超过了其他长度尺度，如相干长度，正常态自旋扩散长度和电荷不平衡长度。自旋信号的弛豫长度随磁场的增加近似呈线性增长，表明自旋信号的弛豫过程中存在塞曼分裂的冻结现象。我们建议弛豫长度是由准粒子的复合长度，而不是重整化自旋扩散长度。
2012-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Injection of nonequilibrium quasiparticles into Zeeman-split superconductors: a way to create long-range spin imbalance
本文发展了低温下塞曼分裂超导薄膜中自旋输运和自旋探测的理论。结果表明，自旋非极化准粒子注入塞曼分裂超导体引起自旋不平衡。这种自旋信号的弛豫长度由能量弛豫长度确定，并且与自旋极化准粒子的弛豫长度相比可以非常大。可能存在两种类型的信号：由于非热化准粒子分布和由于热化过热电子分布。它们具有不同的衰减长度，并且可以通过它们对所施加的电压的不同依赖性来区分。非热化信号的衰减长度由电子-电子散射率决定，由于超导性而重整化。热化信号的衰减长度由能量离开电子子系统的长度决定，并且在特殊条件下可以非常大。应用该理论的自旋弛豫在塞曼分裂和交换分裂超导体最近的实验数据进行了讨论。特别是，它可以解释极高的自旋弛豫长度，实验观察到的塞曼分裂超导体，以及它们的增长与磁场和所施加的电压。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin and charge accumulation in mesoscopic superconductors with Zeeman splitting
我们描述了在具有塞曼分裂的扩散超导导线中的远离平衡的非局域输运，考虑到不同的自旋弛豫机制。我们证明，由于塞曼分裂的电流注入超导导线创建一个自旋积累，只能通过热化放松。此外，塞曼分裂还导致自旋轨道和自旋翻转散射率的抑制。这两种效应导致在非本地信号中可检测到的远程自旋和电荷积累。我们的模型解释了最近的实验结果的主要定性特征，在现实的参数和预测的强烈依赖的非本地信号的轨道上的depairing效应从一个感应磁场。
2014-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in nanowires proximate to a diffusive superconductor-magnetic insulator bilayer
我们研究半导体纳米线耦合到一个双层的无序超导体和磁性绝缘体，最近的实验报告可能的马约拉纳零模式签名在相关架构的动机。具体来说，我们追求一个准经典Usadel方程的方法，对待超导性的双层自洽存在的自旋轨道散射，磁杂质散射，和塞曼分裂诱导的磁性绝缘体和一个补充的应用领域。在这个框架内，我们探讨工程拓扑超导性的纳米线接近双层的前景。我们发现，磁绝缘体诱导的塞曼分裂，通过超导体单独介导，不能诱导拓扑相，因为超导性的破坏（即，Clogston极限）抢占了所需的制度，其中纳米线的塞曼能量超过了诱导的配对强度。然而，这种塞曼分裂确实降低了获得拓扑相变所需的临界施加场，其中与磁性绝缘体的磁化反向平行的场具有最佳效果。最后，我们表明，磁性杂质散射降低了拓扑相位，和自旋轨道散射，如果存在于超导体中，推的Clogston限制到更高的领域，但同时增加了临界外加场强。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Pinning of Andreev bound states to zero energy in two-dimensional superconductor-semiconductor Rashba heterostructures
我们考虑一个二维电子气与Rashba自旋轨道相互作用（SOI）部分覆盖的s波超导体，其中未覆盖的区域保持正常，但暴露于一个有效的塞曼场垂直于平面。我们发现解析和数值Andreev束缚态（ABS）形成在正常区域，并表明，由于SOI和通过调整系统的参数深入到拓扑平凡的阶段，可以达到一个政权的最低ABS的能量成为钉扎接近零的塞曼场的函数。这种ABS的能量被示出为在塞曼场中的逆幂律衰减。我们还考虑了一个超导体半导体异质结构的超导涡旋在中心和强SOI的存在下，并再次发现ABS，可以得到钉扎接近零能量的非拓扑阶段。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Spin transport in a graphene normal-superconductor junction in the quantum Hall regime
石墨烯的量子霍尔机制具有许多不寻常的特性。特别地，塞曼场的存在打开了零朗道能级内的能量区域，其中自旋向上和自旋向下的状态定位在单个边缘以相反的方向传播。我们表明，当这些边缘态耦合到一个s波超导体，载流子的运输是自旋过滤。这种自旋滤波效应可以追溯到塞曼场存在下镜面Andreev反射和Andreev逆反射的相互作用。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Effect of a Zeeman field on the superconductor-ferromagnet transition in metallic grains
我们研究了在塞曼场存在下，金属小颗粒中的配对关联和铁磁性之间的竞争。我们的分析是基于通用的哈密顿量，有效的限制大无源电导。我们表明，超导和铁磁关联的共存制度，可以通过调整外部塞曼场实验访问。我们比较了模型的精确解与平均场论，发现后者不能描述在中间政权的配对相关。我们还研究了在分离超导和共存制度的相边界上自旋跳跃的发生。
2007-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con nucl-th
Quantum spin Hall insulator in proximity with a superconductor: Transition to the Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov state driven by a Zeeman field
研究二维量子自旋霍尔绝缘体近邻化螺旋边缘在塞曼场下的效应，发现超过临界值时边缘涌现支持有限磁化与电流的 FFLO 超导相，揭示了保留 2D 体对正确处理紫外截断的重要性。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall
Non-local effect of a varying in space Zeeman field on the supercurrent and helix state in a spin-orbit-coupled s-wave superconductor
弱平行塞曼场与自旋轨道耦合可以在s波二维超导体中感应出超电流。同时，这种系统的热力学平衡态的特征在于螺旋相，其中序参量在空间中变化为$\exp(i\mathbf{Qr})$。在这种状态下，由塞曼相互作用引起的电流正好被有序参数梯度产生的电流所抵消。我们研究的螺旋状态和磁电电流的相互作用的情况下，在空间塞曼场的变化，因为它可能会实现在混合异质结构的磁性和超导层。理论分析是基于Usadel方程的格林函数在肮脏的超导体。结果表明，即使是一个弱的不均匀性产生了强烈的长程效应的磁电流和序参量相位。因此，取决于这种不均匀性的宏观形状，实现具有零超电流的螺旋状态或具有有限超电流的局部均匀状态。这两种极端情况的混合也是可能的。它还表明，电流可以在一个大的距离从嵌入到超导体的铁磁岛感生。本文对多连通系统中与磁电效应有关的量子效应作了简要的讨论。该理论为自旋轨道耦合超导体中磁电效应与螺旋相位的相互作用提供了新的观点。它还提出了一个有趣的方法，允许耦合超导和磁路。
2016-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of spin-orbit coupling and in-plane Zeeman fields on the critical current in two-dimensional hole gas SNS junctions
超导-半导体混合器件目前吸引了很多关注，这是由于强自旋-轨道相互作用与诱导超导性相结合可以导致具有容错量子计算潜在应用的奇异物理。然而，在这样的系统中的自旋动力学的详细性质，往往强烈地依赖于设备的细节和难以在实验中访问。在本文中，我们理论上研究了超导-正常-超导结的基础上，一个二维的空穴气与附加的Rashba自旋轨道耦合，我们专注于临界电流的依赖关系的方向和大小的一个应用面内磁场。我们提出了一个简单的模型，它使我们能够系统地研究不同的参数制度，并获得所有极限情况下的数值结果和解析表达式。我们的结果可以作为一个工具，提取更多的信息详细的自旋物理在二维空穴气体的基础上测量的模式的临界电流。
2023-02-02 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
Stabilizing topological superconductivity in disordered spin-orbit coupled semiconductor-superconductor heterostructures
Clemson University（克莱姆森大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
通过增强SM-SC耦合和扩展泽曼场范围，该研究提出在掺杂自旋轨道耦合半导体-超导异质结构中稳定拓扑超导性和马约拉纳零模的方法。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall
Nested Defects on the Boundary of Topological Superconductors
在三维拓扑超导体的二维边界处的螺旋Majorana边缘态可以被表面塞曼场带隙。在这里，我们研究的效果嵌套缺陷上的塞曼字段可以对边缘状态。我们表明，根据配置的字段，我们可以诱导的尺寸减少的无间隙马约拉纳模式从二维到一维或准0维的磁畴壁。我们确定这些缺陷的马约拉纳本地化的性质作为塞曼场的大小和配置的函数。最后，我们观察到一个概括的指数定理管理的接口之间的拓扑非平凡系统与部分陈数的无间隙模式的数量。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-equilibrium spin transport in Zeeman-split superconductors
本文从理论上研究了超导导线与铁磁导线隧道接触时的非局域电导。在面内磁场的存在下，超导态密度是自旋分裂的，并且从正常引线注入的电流是自旋极化的。与外加电压反对称的非局部电导可以用铁磁导线测量。它持续的接触之间的距离是大于这两个电荷不平衡弛豫长度和正常状态的自旋弛豫长度。我们通过考虑超导准粒子由于电子-电子相互作用的弱和强内部平衡的两种极端模型来确定它的振幅。我们发现，非本地信号，这是在最近的实验中测量和讨论的自旋不平衡效应，可以解释为热电效应的签名。
2015-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ising superconductors: Interplay of magnetic field, triplet channels, and disorder
本文研究了具有内禀伊辛自旋轨道耦合的非中心对称无序单分子膜在面内塞曼磁场作用下的超导不稳定性。配对相互作用包含晶体对称性所允许的通道，使得通常，配对状态是单线态和三线态库珀对的混合物。SOC和塞曼场的联合作用选择特定的面内$\mathbf{d}$ -矢量三重态分量与单重态耦合，通过耦合获得抗无序的鲁棒性。平面外的$\mathbf{d}$矢量分量，在干净的情况下是免疫的塞曼场和SOC被抹去的一个非常小的杂质散射率。我们制定的准经典理论的伊辛超导体和解决线性化的Eilenberger方程，以获得对断裂方程，确定塞曼场-温度依赖的连续超导转变。我们的讨论强调塞曼场，SOC和无序如何影响不同的超导序参量，我们展示了如何自旋场不可避免地诱导奇频配对关联。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic impurities in spin-split superconductors
混合超导体-超导体量子点器件是超导体中磁性杂质的量子杂质模型的可调物理实现。局域子带隙Shiba态的结合能由栅电压和外加磁场决定。在这项工作中，我们讨论了塞曼自旋分裂的影响，这是普遍存在于量子点和（薄膜）超导体。半导体和超导体材料中不相等的$g$ -因子导致各自不同大小的塞曼分裂。我们考虑经典和量子杂质。在第一种情况下，我们分析研究的光谱函数和子带隙状态。束缚态的能量依赖于Bogoliubov准粒子带的自旋分裂作为一个简单的刚性移动。对于杂质和主体共线磁化的情况下，给定的自旋极化的Shiba共振保持不变时，它与相反的自旋极化的准粒子激发的分支重叠。在量子情况下，我们采用数值重整化群计算来研究不同值的$g$因子的杂质和超导体的塞曼场的效果。我们发现，在一般情况下，单重态-二重态转变的临界磁场随超导能隙的变化呈非单调变化，表明存在两种不同的转变机制：Shiba态的塞曼分裂和Bogoliubov态的塞曼分裂导致的能隙闭合.我们还研究了如何在自旋-轨道耦合的存在下，建模为一个额外的非共线分量的磁场在杂质网站，与准粒子连续的相反的自旋重叠的Shiba共振逐渐扩大，然后合并与连续。
2017-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic flux induced higher-order topological superconductivity
本研究提出无需自旋轨道相互作用的模型，利用塞曼场、反铁磁序和s波配对，通过交错磁通在二维实现二阶拓扑超导体，并堆叠得到三维高阶拓扑超导体。
2025-10-18 cond-mat.mes-hall
Combined effect of Zeeman splitting and spin-orbit interaction on the Josephson current in a S-2DEG-S structure
分析了自旋极化核在2DEG区的超导体-2D电子气-超导体（S-2DEG-S）器件载流态的新自旋效应。由有效磁场B描述的二维电子与核自旋的超精细相互作用产生了没有轨道效应的Andreev能级的塞曼分裂，这导致了B上超导振荡的干涉图案。2DEG中的自旋轨道效应导致约瑟夫森电流对B方向的强烈各向异性依赖，这可以用作自旋轨道相互作用强度的探针。在一定条件下，系统表现出π结的性质。
2002-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical control of the Zeeman spin splitting in two-dimensional hole systems
具有强自旋轨道耦合的半导体空穴允许全电自旋控制，具有从自旋电子学到量子计算的广泛应用。利用GaAs量子阱中的二维空穴系统，我们证明了一种通过改变空穴波矢$k$来电控制塞曼分裂的新机制。我们发现平面内$g-$因子$g_{\parallel}(k)$增强了三倍。我们介绍了一种新的方法，用于量化的塞曼分裂的磁阻测量，因为传统的倾斜场的方法失败的二维系统具有较强的自旋轨道耦合。最后，我们证明了在低磁场下，Rashba自旋轨道相互作用抑制了面内塞曼相互作用。用电场控制塞曼分裂的能力为未来基于量子自旋的设备开辟了新的可能性，操纵非阿贝尔几何相位，并在$p-$型超导体系统中实现Majorana系统。
2018-06-28 cond-mat.mes-hall
Midgap states induced by Zeeman field and $p$ wave superconductor pairing
本研究在自旋系统中通过自旋轨道耦合与面内塞曼场类比SSH模型实现受阻原子绝缘体，引入p+ip配对势发现新型受阻超导体拓扑相，为拓扑态研究与输运性质探索提供新路径。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other 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
Majorana Bound States in Double Nanowires with Reduced Zeeman Thresholds due to Supercurrents
我们研究了由两个具有强Rashba自旋轨道相互作用的纳米线组成的装置的拓扑相图，该纳米线受到外部磁场的作用，并被带到接近体$s$的位置。超导体中的超导电流。超导电流降低了塞曼能量和交叉Andreev超导配对的临界值，这些临界值是达到拓扑相所需的，一个马约拉纳束缚态位于系统的两端我们证明，即使在制度的交叉Andreev配对小于直接邻近配对，一个相对较弱的磁场驱动系统的拓扑相位由于存在的超电流。
2019-02-28 cond-mat.mes-hall
Andreev bound states and $π$-junction transition in a superconductor / quantum-dot / superconductor system
用格林函数方法研究了超导体/量子点/超导体（S-QD-S）系统的Andreev束缚态和$π$-结跃迁.我们导出了一个描述S-QD-S系统Andreev束缚态的方程，并对三种不同机制引起的$π$-结跃迁提供了统一的理解：（1）{\it Zeeman分裂}.对于具有两个自旋能级$E_{\uparrow}$和$E_{\downarrow}$的量子点，我们发现约瑟夫森电流$I(ϕ=\frac π2)$的表面与$(E_{\uparrow},E_{\downarrow})$的组态的关系呈现出有趣的轮廓：在$E_{\uparrow}=E_{\downarrow}=0$附近有一个尖锐的峰;在$E_{\uparrow}\cdot E_{\downarrow}>0$区域有一个正的脊;在$E_{\uparrow}\cdot E_{\downarrow}<0$区域有一个{\em %为负}的、平坦的浅平原. (2){\it\点内相互作用。}我们用Hartree-Fock近似处理了量子点内的库仑相互作用，发现当量子点由于相互作用而变成磁点时，系统表现为$π$结。还讨论了$π$-结转变的条件。(3){\it\非平衡分布。}我们用非平衡态的$\frac 12[ f(ω-V_c)+f(ω+V_c)] $代替了费米分布$f(ω)$，并允许量子点中的塞曼分裂，其中$% E_{\uparrow}=-E_{\downarr…
2001-03-27 cond-mat.mes-hall
Andreev bound states versus Majorana bound states in quantum dot-nanowire-superconductor hybrid structures: Trivial versus topological zero-bias conductance peaks
受最近一项重要实验的启发[Deng et al.，Science 354，1557（2016）]，我们理论上考虑了具有邻近诱导超导（SC）、自旋轨道耦合和塞曼分裂的量子点-纳米线半导体系统中Andreev束缚态（ABS）和Majorana束缚态（MBS）之间的相互作用。点诱导的SC纳米线中的ABS表现出复杂的行为作为塞曼分裂和化学势的函数，具体的问题是两个这样的ABS是否可以走到一起形成拓扑MBS。我们认为物理的情况下，涉及的点是非SC，SC，或部分SC。我们发现，ABS确实倾向于合并在一起产生近零能量的中间带隙状态塞曼分裂和/或化学势的增加，但这主要发生在非拓扑制度，虽然有情况下，ABS可以走到一起形成一个拓扑MBS。这两种情况（两个ABS形成一个近零能量的非拓扑ABS或零能量的拓扑MBS）是难以区分的隧道电导光谱由于基本上相同的签名。理论上，我们通过知道拓扑量子相变的临界塞曼分裂或通过计算拓扑可见性来区分它们。我们发现，“粘在一起”的倾向ABS产生一个零能量的midgap状态是通用的D类系统，本身并没有说的拓扑性质的底层SC纳米线。在解释隧穿电导测量时必须谨慎，其中ABS的中间间隙粘在一起的行为不能被解释为具有非阿贝尔MBS的拓扑SC的确定性证据。我们还提出了一些实验技术区分平凡和拓扑ZBCP。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Rashba Sandwiches with Topological Superconducting Phases
我们介绍了一个多功能的异质结窝藏各种拓扑超导相，其特征在于存在螺旋，手性，或单向边缘状态。改变参数，例如有效塞曼场或化学势，可以在同一设置中在这三个拓扑相之间进行调谐。我们的模型只依赖于传统的非拓扑成分。双层结构由一个s波超导体夹在两个二维电子气层之间，具有很强的Rashba自旋轨道相互作用。两种不同的配对机制，邻近诱导的直接和交叉Andreev超导配对之间的相互作用，产生多个拓扑相位。特别是，如果交叉Andreev超导配对占主导地位，螺旋边缘状态发生。此外，面内塞曼场导致具有单向边缘态的2D无带隙拓扑相，其先前被预测仅存在于非中心对称超导体中。如果塞曼场倾斜出平面，则系统处于具有手征边缘态的拓扑相。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Majorana corner states in an attractive quantum spin Hall insulator with opposite in-plane Zeeman energy at two sublattice sites
高阶拓扑超导体和超流体的主机低维马约拉纳角和铰链状态，因为新的拓扑结构的边界展览。虽然这种拓扑非平凡的阶段已被广泛探讨，更多可能的计划是必要的工程马约拉纳状态。本文提出了在两个亚晶格位置具有相反面内塞曼能量的二维吸引量子自旋霍尔绝缘体中可以实现Majorana角态。适当的塞曼场导致正方形样品的相邻边缘具有相反的狄拉克质量，并且自然地诱导出马约拉纳角态。这种拓扑相位的特征在于马约拉纳边缘极化，只要边缘间隙保持开放，它对随机势的扰动是鲁棒的。我们的工作为实现二维二阶拓扑超流体和设计Majorana角态提供了新的可能性。
2022-02-13 cond-mat.mes-hall
Engineering topological superconductors using surface atomic-layer/molecule hybrid materials
表面原子层（SAL）超导体是在洁净的半导体表面外延生长金属原子而形成的。与传统的金属薄膜相比，它们具有两个重要的特征：i）整个系统的空间反转对称性破缺和ii）对外来物种的表面吸附的高灵敏度。这些可能导致表现的Rashba效应和塞曼场施加吸附的磁性有机分子。在介绍了典型SAL超导体Si（111）-（root 7 xroot 3）-In之后，我们描述了如何利用这些特征来设计具有Majorana费米子的拓扑超导体，并讨论了它的前景和预期的挑战。
2015-08-04 cond-mat.mes-hall
Majorana and fractionally charged bound states in 1-D Rashba nanowire under spatially varying Zeeman fields
研究了一维Rashba纳米线在空间变化的塞曼场作用下与$s$波超导衬底耦合时的拓扑相变。我们表明，该系统支持Majorana束缚态（MBS）和分数电荷束缚态（FBS）的Jackiw-Rebbi型。通过将塞曼哈密顿量分解为多个螺旋分量，我们发现每个螺旋分量都对应一个拓扑区域，其特征是出现了多螺旋分支。FBS出现在由任何两个具有不同拓扑构型的螺旋组分所产生的重叠间隙区域中，类似于SSH模型中的结处形成的那些。然后，我们开发了一个通用的标准的MBS和FBS的发生条件。我们的研究结果表明，大的Rashba自旋轨道耦合振幅或在弱塞曼场的存在下，系统有利于MBS，否则FBS更有利。最后，我们证明了零能束缚态的自旋分量在垂直于Rashba矢量的平面内是极化的，并且这种极化随塞曼场相位的变化而振荡.
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection and cyclotron motion at superconductor -- normal-metal interfaces
本文研究了在外加磁场中超导体与二维电子系统（2DES）界面处的Andreev反射，使得回旋运动在二维电子系统中起重要作用。有限的塞曼分裂的2DES和超导体中的抗磁屏蔽电流的存在下被纳入Andreev边缘状态，这是基于Bogoliubov-德Gennes形式主义的微观理论。计算了Andreev反射对界面电导的贡献。塞曼分裂的效果是最明显的作为一个双步骤的功能，通过清洁界面的电导。由于屏蔽电流，电导步骤被转移到更大的填充因子，并且Andreev边缘态的形成被抑制在临界填充因子以下。
2005-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coulomb interaction effects on the Majorana states in quantum wires
本文研究了标准半导体线-金属超导体结构中存在排斥作用时Majorana模的稳定性。短程库仑相互作用的影响，这是使用一个纯粹的排斥$δ$ -函数建模的强屏蔽效应，由于超导体的存在下，被确定在一个Hartree-Fock近似的有效Bogoliubov-De Gennes哈密顿量，描述了低能量物理的线。通过数值对角化的方法，我们得到了单粒子本征态的相互作用修正，并计算了由化学势和塞曼能组成的扩展拓扑相图。我们发现，对于一个固定的塞曼能量，相互作用的相边界转移到一个更高的化学势，而对于一个固定的化学势，这种转变可以发生在更低或更高的塞曼能量。这种效应可以解释为由于相互作用而引起的g因子的重正化。实现马约拉纳费米子所需的最小塞曼能量随着库仑排斥强度的增加而减小。此外，我们还发现在多带占有的导线中，这种效应可以通过增加化学势来增强。e.通过占据更高的能带。
2014-04-15 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
Zeeman-driven parity transitions in an Andreev quantum dot
嵌入混合超导-超导干涉仪中的量子点的Andreev谱可以通过静电门控、穿过干涉仪的磁通量以及来自面内磁场的塞曼分裂来调制。我们证明了嵌入式量子点系统中的宇称跃迁，并表明塞曼驱动的跃迁伴随着穿过量子点的超导相的0-π跃迁。我们进一步证明，通过干涉仪的通量调制点宇称和0-π跃迁。
2021-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Cavity-control of Majorana bound states in superconductor-semiconductor heterostructures
CPHT, CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（法国高等研究中心，法国国家科学研究中心，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）
该研究从理论上分析了与单模光子腔耦合的超导体-半导体混合平台，发现腔耦合可调控马约拉纳束缚态的相边界，在光-物质耦合强度足够时可抑制超导配对并驱动系统进入无隙相。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
Combined Zeeman and orbital effect on the Josephson effect in rippled graphene
石墨烯约瑟夫森结的二维性质提供了创建具有由面内磁场引起的可调谐塞曼分裂的有效超导体-铁磁体-超导体结的可能性。这种结将能够在常规超导基态和具有固有相位差的基态之间交替，使它们成为可控的$0-π$约瑟夫森结。然而，除了塞曼分裂之外，平面内磁场通常还将由于石墨烯中的高度变化而产生轨道效应，俗称波纹。塞曼效应和轨道效应都会影响临界电流，因此为了能够识别$0-π$跃迁，有必要了解它们的组合效应。从Usadel方程的解析解和数值解中，我们发现波纹实际上可以产生类似于$0-π$跃迁特征的电流响应。因此，需要额外的分析，以揭示存在的$0-π$过渡所造成的自旋分裂在石墨烯与波纹。我们提供了一个封闭形式的分析表达式的交换场和纹波效应的存在下的临界电流，以及结参数的临界电流零点的缩放表达式。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermospin effects in superconducting heterostructures
最近热产生的纯自旋电流塞曼分裂超导体/正常金属异质结的预测。在这里，它表明，这种“热自旋”电流可以导致一个系统中的纯自旋不平衡的积累。热致自旋不平衡可以达到超导态的塞曼分裂，并强烈影响异质结构中的超导电性。根据超导体和正常库之间的温差，它可以提高超导体的临界温度或另外抑制零温度超导状态。最后一种可能性产生了一种不寻常的超导状态，它在有限的温度下开始发展。
2017-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hole-doped semiconductor nanowire on top of an s-wave superconductor: A new and experimentally accessible system for Majorana fermions
马约拉纳费米子是由E.马约拉纳在1935年描述了中微子。最近的研究表明，只要时间反演对称性被阈值以上的外部塞曼场破坏，它们甚至可以在一类电子杂质半导体中实现，在这种半导体上，普通的s波超导性是邻近诱导的。在这里，我们表明，在一个空穴-杂质半导体纳米线的阈值塞曼场马约拉纳费米子可以是非常小的一些魔术值的空穴密度。与电子掺杂系统相比，更小的塞曼场和更强的自旋轨道耦合以及空穴的有效质量允许空穴掺杂系统在当前实验中常规实现的参数制度中支持马约拉纳费米子。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A Majorana smoking gun for the superconductor-semiconductor hybrid topological system
最近在超导-半导体纳米线器件隧穿输运测量中观察到的零偏压电导峰为预测的零能量马约拉纳模式提供了证据，但不是其存在的确凿证据。我们建立了直接观察到的分裂的零偏压电导峰可以作为确凿的证据马约拉纳模式的存在。我们表明，分裂有一个振荡的依赖于塞曼场（化学势）在固定的化学势（塞曼场）。相比之下，当密度恒定而不是化学势恒定时--在目前的实验装置中可能出现的情况--分裂振荡一般被抑制。我们的理论预测的条件下，分裂振荡可以作为烟雾枪的实验确认难以捉摸的马约拉纳模式。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson diode effect in one-dimensional quantum wires connected to superconductors with mixed singlet-triplet pairing
本文研究自旋轨道耦合量子线约瑟夫森结，揭示超导体单重态-三重态混合配对、非共线塞曼场及Fabry-Pérot干涉对JDE产生与振荡的作用。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson $π$-state in superconductor-Luttinger liquid hybrid systems
对磁场作用下Luttinger液体中的约瑟夫森电流进行了理论研究。利用准经典格林函数和泛函玻色化方法，导出了洁净界面下约瑟夫森电流的解析表达式。我们表明，临界电流可以重整化的电子-电子相互作用时，完美的透明度LL与超导体的超导连接。我们还发现，即使在零温度下，当排斥作用强度达到某个临界值时，由于Andreev束缚态（ABS）中自旋相关的能量移动，$π$ -态的产生也被禁止. $π$ -态的抑制是由于低能涨落在LL中的传播，使ABS中的塞曼分裂变得模糊。
2005-04-18 cond-mat.mes-hall
Two terminal charge tunneling: Disentangling Majorana zero modes from partially separated Andreev bound states in semiconductor-superconductor heterostructures
我们发现，一对重叠的马约拉纳束缚态（MBS）形成一个部分分离的Andreev束缚态（PS-ABS）代表了一个通用的低能量的功能，在自旋轨道耦合超导体（SM-SC）混合纳米线的存在下的塞曼场。在有限的纳米线中，ps-ABS在“花园品种”ABS和拓扑保护的马约拉纳零模（MZM）之间连续插值，ABS由两个相互重叠的MBS组成，MZM由线的长度给定的距离分开。尽管在拓扑上是微不足道的，但ps-ABS可以在局部电荷隧穿实验中产生与MZM相同的签名。特别地，由ps-ABS产生的零偏压电导峰（ZBCP）的高度具有量化值2 e2/h，并且它可以在扩展的实验参数范围内保持不变，例如塞曼场和隧道势垒高度。我们说明了这种低能量的强大的ps-ABS的形成在两个实验相关的情况下：一个混合SM-SC系统组成的一个邻近的纳米线耦合到一个量子点和SM-SC系统中存在的空间变化的非均匀电位。然后，我们表明，不同于本地测量，一个两端的实验，涉及在电线两端的电荷隧穿是能够区分非阿贝尔MZM从通用的PS-ABS。虽然定位在导线的相对端的MZM产生相关的差分传导谱，包括与ZBCP的出现相关联的能量分裂和临界塞曼场的相关性，但是如果ZBCP是由于在拓扑平凡相中出现的ps-ABS，则不存在这种相关性。测量这种相关性是SM-SC异质结构中拓扑MZM的最清晰和最直接的测试，可以在当前可用的实验装置中完成。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall
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
Floquet Second-Order Topological Superconductor Driven via Ferromagnetic Resonance
我们考虑一个Floquet三层设置组成的二维电子气与自旋轨道相互作用，接近耦合到一个s波超导体和铁磁共振驱动。铁磁层产生时间振荡的塞曼场，该塞曼场与感应的超导能隙竞争并导致拓扑相变。由此产生的Floquet状态支持一个二阶拓扑超导相位与一对本地化的零能量Floquet Majorana角状态。此外，相图包括Floquet螺旋拓扑超导体，托管的Kramers对马约拉纳边缘模式的保护，有效的时间反演对称性，以及一个无间隙的Floquet Weyl相。拓扑相位是稳定的，对无序和参数的变化，并在实验范围内。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall
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
Topological Superconductivity in a Planar Josephson Junction
我们考虑具有强自旋-轨道耦合的二维电子气与两个超导导线接触，形成一个约瑟夫森结。我们表明，在一个平面内的塞曼场的存在下，两个超导体之间的准一维区域可以支持一个拓扑超导相托管马约拉纳束缚态在其两端。我们研究了系统的相图作为塞曼场和两个超导体之间的相位差（作为外部控制参数处理）的函数。值得注意的是，在相位差为$π$时，对于几乎任何塞曼场和化学势值，都可以得到拓扑相位。在相位不受外部控制的情况下，我们发现当塞曼场变化时，系统发生一阶拓扑相变。在过渡时，在基态的相位差突然从一个接近零的值，在该系统是平凡的，到一个接近$π$的值，在该系统是拓扑的。通过结的临界电流在临界塞曼场处呈现出尖锐的最小值，因此是过渡的自然诊断。我们指出，在存在的对称性下的修改后的镜面反射，然后通过时间反转，系统属于一个更高的对称性类和相图作为相位差和塞曼场的函数变得更丰富。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological d-wave superconductivity in two dimensions
尽管对拓扑超导体进行了深入的研究，但拓扑超导性的实现仍然存在争议。以前提出的拓扑$s$波、$p$波和手征$d$波超导性既有优点又有缺点。本文综述了基于非手征$d$波超导体的二维拓扑超导性。结果表明，非中心对称的$d$波超导体在无限小塞曼场作用下，无需参数微调就可成为拓扑超导体。提出了以可控方式引入塞曼场的Floquet工程。当二维非中心对称超导体堆叠恢复全局反转对称性时，可能发生场致宇称跃迁，高场奇宇称超导态根据堆叠结构实现不同的拓扑相.近年来实验发展起来的强关联电子系统的二维异质结构，是研究高温拓扑超导性以及超导体中拓扑和强关联相互作用的一个平台。
2021-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-dependent coupling of supercurrent and nonequilibrium quasiparticles in high-field superconductors
本文报道了超导铝导线中非平衡准粒子注入和超导电流联合作用的实验研究。在低温下，我们观察到超电流引起的能量耦合和电荷不平衡的光谱分辨率。在高磁场下，在存在状态密度的塞曼分裂的情况下，我们发现了最近理论上预测的额外的自旋相关耦合的证据。
2022-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal thermoelectric effects in high-field superconductor-ferromagnet hybrid structures
我们报道了超导体-铁磁体多端结构中非局域自旋相关热电效应的实验观察。我们的样品是由一根细的超导铝丝和几个铁磁隧道结组成的，当超导体的态密度存在塞曼分裂时，对其中一个铁磁隧道结施加热激励，在距离超过$10~\mathrm{μm}$的远距离结中观察到热电流。这一结果可以用最近的高场超导体中自旋和热输运耦合理论来解释。
2019-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in an ultrathin, magnetically-doped topological insulator proximity coupled to a conventional superconductor
在s波超导体上生长的三维拓扑绝缘体（TI）系统作为实现拓扑超导的一个有希望的候选系统，已经得到了广泛的研究。为了通过实验获得拓扑超导性，3D TI样品必须足够薄以允许库珀对隧穿到TI的暴露表面。使用磁性有序掺杂剂来打破时间反演对称性可以允许TI的表面容纳马约拉纳费米子，这被认为是拓扑超导性的标志。本文研究了磁掺杂的薄膜钛-超导体混合系统。考虑到TI薄膜中邻近诱导的序参量，分析了体系哈密顿量的能隙闭合点，并绘制了体系相图，该相图是TI体系的杂化能隙、塞曼能和化学势的函数。我们的研究结果为选择相关参数以便于观察薄膜TI-超导体混合系统中的拓扑超导电性提供了有益的指导。此外，我们还对TI邻近耦合s波超导体进行了数值分析，发现由于TI中表面态的自旋动量锁定性质，即使在较大的塞曼能量下，表面态的诱导s波序参量仍然存在.
2016-12-27 cond-mat.mes-hall 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
Fidelity Approach in Topological Superconductors with Disorders
本文采用保真度方法研究了自旋轨道耦合纳米线系统的拓扑超导电性。该导线被建模为具有塞曼能量和自旋轨道耦合的单层晶格链，其接近于多层超导体。特别地，我们研究了疾病的影响，发现保真度易感性呈现多峰。结果表明，主峰表明拓扑量子相变，而其他峰信号的马约拉纳束缚态的钉扎的无序。
2014-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana bound states in d-wave superconductor planar Josephson junction
本研究针对d波超导体平面约瑟夫森结，发现面内塞曼场可调控出承载马约拉纳束缚态的拓扑态，分析了不同d波配对下的拓扑能隙行为，提出可结合铜氧化物超导体与Bi₂O₂Se实现的方案。
2023-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Spontaneous finite momentum pairing in superconductors without inversion symmetry
我们分析了强自旋-轨道耦合超导体中的磁涨落效应，并表明它们驱动两个超导态之间的相变：库珀对质心动量为零的常规相，和非零对动量的奇异相。后者被发现表现出持久的电流没有磁场在双连接的几何形状，如环。令人惊讶的是，通过施加塞曼磁场可以提高到超导状态的转变温度。
2016-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson effect induced by spin-orbit interaction and Zeeman effect in semiconductor nanowires
从理论上研究了在磁场存在下，具有强自旋轨道相互作用的半导体纳米线的约瑟夫森结。利用紧束缚模型，数值计算了短结情况下Andreev束缚态能级$E_n$与两超导体间相位差$φ$的关系.直流约瑟夫森电流从Andreev水平评估。在不存在SO相互作用的情况下，由于磁场的存在，可以清楚地观察到$0$ - $π$的跃迁。当存在SO相互作用时，SO相互作用和塞曼效应共存，产生$E_n (-φ) \ne E_n (φ)$，在$φ=0$处也有反常约瑟夫森电流流过.此外，观察到的临界电流的方向依赖性，与实验结果一致。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Out-of-Equilibrium Spin Transport in Mesoscopic Superconductors
传统超导体中的激发，Bogoliubov准粒子，是自旋为1/2的费米子，但它们的电荷是能量依赖的，事实上，在带隙边缘为零。因此，在超导体中（与普通金属不同），自旋自由度和电荷自由度可以分离。在这篇文章中，我们回顾了自旋注入到传统的超导体，并专注于最近的实验介观超导体。我们展示了如何准粒子自旋输运和平衡态自旋相关的超导性可以触发使用塞曼分裂的准粒子态密度在薄膜超导体与小自旋混合散射。最后，我们讨论了自旋动力学和准粒子自旋不平衡对超导能隙强度的反馈。
2017-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
