Sign reversal of the AC and DC supercurrent diode effect and 0-$π$-like transitions in ballistic Josephson junctions
针对弹道约瑟夫森结中的非互易超电流，该研究结合极简理论模型与 AC/DC 二极管效应分析，揭示其符号反转及与类 0-$π$ 转变的关联。
2022-12-27 cond-mat.supr-con
Supercurrent diode with high winding vortex
CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理研究所）；Okayama University（冈山大学）；Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello”, Università di Salerno（萨莱诺大学E.R.卡亚涅洛物理学系）；NEST Istituto Nanoscienze-CNR and Scuola Normale Superiore（纳米科学研究所和比萨高等师范学院）
研究通过涡旋相位纹理调控超流整流并检测非常规涡旋状态
2025-10-22 cond-mat.supr-con
Supercurrent diode effect and finite momentum superconductivity
当反转和时间反转对称性都被打破时，超导体的临界电流可以是非互易的。在这项工作中，我们表明，在某些类别的二维超导体反对称自旋轨道耦合，库珀对获得有限的动量后，应用的平面内磁场，因此，临界电流的方向平行和反平行的库珀对动量变得不平等。这种超电流二极管效应也表现在由超电流引起的面内临界场的极性依赖性中。这些非互易效应可以在极性SrTiO $_3$膜、处于$T_d$相的少层MoTe $_2$以及其中谷自由度起类似于自旋的作用的扭曲双层石墨烯中发现。
2022-03-15 cond-mat.supr-con
Supercurrent diode effect and magnetochiral anisotropy in few-layer NbSe$_2$
非互易输运是指对偏置极性敏感的电荷转移过程。直到最近，非互易输运仅在耗散系统中研究，其中非互易量是电阻。然而，最近的实验表明，非互易超导导致观察到的超导二极管效应在Rashba超导体，打开了无耗散电子学的视野。在这里，我们报告的超导二极管效应在NbSe $_2$压缩通过图案化NbSe $_2$薄片与偶数和奇数层数。观测到的整流是由谷塞曼自旋轨道相互作用。我们展示了高达60%的整流效率，大大大于基于Rashba超导体的设备的效率。在最近的理论与超导过渡金属二硫族化物，我们表明，该效果是由一个面外磁场组件驱动。值得注意的是，我们发现，效果成为场不对称的存在下，一个额外的面内场分量的横向电流方向。超导二极管在设计超导量子电子学方面提供了更大的自由度，具有范德华材料提供的高度可集成性。
2022-04-27 cond-mat.supr-con
Enhancement of Josephson Supercurrent in a $π$-Junction state by Chiral Antiferromagnetism
Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shenzhen Key Laboratory of Ultraintense Laser and Advanced Material Technology, Center for Intense Laser Application Technology, and College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University（深圳技术大学超快激光与先进材料技术重点实验室、强激光应用技术中心及工程物理学院）；Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ct.qmat）；School of Emerging Technology, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学新兴技术学院）
手性反铁磁性通过增强三重态配对和波动，显著提升约瑟夫森超电流，并在π结状态下稳定。
2026-02-25 cond-mat.supr-con
Quasi-ideal feedback-loop supercurrent diode
本研究提出采用BS-SQUID器件打破电荷输运互易性，实现整流系数约95%的准理想超流二极管，可通过外磁通调控整流极性，适用于微波信号整流场景。
2024-02-22 cond-mat.supr-con
Unconventional Josephson supercurrent diode effect induced by chiral spin-orbit coupling
本研究理论探讨了具有交叉界面拉什巴场的约瑟夫森结库珀对传输，发现交叉场相互作用可在势垒磁化与电流共线时产生非常规超流二极管效应，为手性自旋织构提供灵敏探针。
2025-04-18 cond-mat.supr-con
Curvature-induced long ranged supercurrents in diffusive SFS Josephson Junctions, with dynamic $0-π$ transition
我们报道了在没有任何磁错位或内禀自旋轨道耦合的情况下，可以在扩散SFS约瑟夫森结中诱导出自旋超电流。相反，自旋三重态产生的途径是通过几何曲率提供的，并导致长程约瑟夫森效应。此外，示出的曲率诱导动态可调的$0-π$过渡的结。我们提供的分析框架，并讨论潜在的实验和创新的影响。
2021-07-23 cond-mat.supr-con
Amplitude control of spin-triplet supercurrent in S/F/S Josephson junctions
用传统的s波超导体制成的并包含多层铁磁材料的约瑟夫森结可以在存在某些类型的磁不均匀性的情况下携带自旋三重态超导电流。在含有三个铁磁层的结中，预测三重态超电流在相邻层的磁化方向正交时最大，而在任何两个相邻层的磁化方向平行时为零。在这里，我们展示了在这样的结的自旋三重态超电流的开关控制，通过旋转90 $^{\circ}$的三层之一的磁化方向。我们获得的“开-关”的比率为5，7，和19的超电流在三个样品研究到目前为止。这些观测结果直接证实了该理论最突出的预言之一，并为自旋三重态约瑟夫森结在新兴的“超导自旋电子学”领域的应用铺平了道路。"
2015-10-07 cond-mat.supr-con
Supercurrent Diode Effect in Helical Superconductors
本研究以具有Rashba型自旋轨道耦合的二维螺旋相超导体模型为例，结合金兹堡-朗道唯象理论与微观计算探究超流二极管效应，推导效率公式并与准经典近似研究对比。
2024-04-25 cond-mat.supr-con
Triplet supercurrent due to spin-active zones in a Josephson junction
最近的实验证明三重态超导在铁磁约瑟夫森结与铜$_2$ MnAl-Heusler障碍的动机，我们构建了一个理论模型占这一观察。在我们的模型中，产生三重态超电流的关键成分是\textit{spin-active zones}，其特征在于有效的倾斜界面磁矩。利用数值解的准经典方程的超导自旋活动的边界条件，我们发现定性非常好的协议与实验观察到的超电流。进一步的实验影响的自旋活性区进行了讨论。
2010-07-08 cond-mat.supr-con
Magnetic-field-orientation-dependent triplet supercurrents in Josephson junctions with symmetric and asymmetric exchange-spring interfaces
具有s波超导体（S）和多个铁磁（F）层的约瑟夫森结在存在磁不均匀自旋混合器界面的情况下携带自旋三重态超电流。在这里，我们报告的磁性约瑟夫森结交换弹簧和双交换弹簧（“自旋混合器”）的Co/Py接口。在Co/Py界面处，交换耦合相对于Py的磁各向异性是强的，并且因此，取决于外部磁场的方向和大小，在Py中形成非共线磁结构，从而产生用于单重态到三重态对转换的必要的磁不均匀性。我们通过Py检测到超电流，厚度超过10 nm，这是远远大于单重态对相干长度，这表明磁可调三重态超电流的传播。
2019-07-19 cond-mat.supr-con
Supercurrent transferring through c-axis cuprate Josephson junctions with thick normal-metal-bridge
利用简单但精确可解的模型，研究了超导体-正常金属-超导体（正常金属厚度远大于其相干长度）c轴超导体-正常金属-超导体结中的超导电流传输.结果表明，作为正常金属的厚度的函数的超电流的下降速度比邻近效应预期的指数衰减慢得多。目前的结果可以解释在c轴铜氧化物SNS结中观察到的巨大邻近效应。
2008-08-07 cond-mat.supr-con
Supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions with heavy metal interlayers
来自常规BCS、$s$波超导体（$S$）的超电流能够穿透相邻铁磁（$F$）层的长度尺度取决于将单线态库珀对转换成三线态库珀对的能力。自旋对准的三重态库珀对不被铁磁交换相互作用反相，并且因此可以在比单重态库珀对长得多的距离上穿透$F$层。这些三重态库珀对携带无耗散的自旋电流，是新兴超自旋电子学领域的基本组成部分。单重态-三重态的非均匀磁性转换是公认的。在这里，我们描述了一种尝试，使用自旋轨道耦合作为一种新的机制来调解$S-F-S$约瑟夫森结中的单重态-三重态转换。我们报告说，在我们的约瑟夫森结中添加薄的Pt自旋轨道耦合层显着增加了超电流的传输，但超导的衰减长度没有发现增加。我们将增加的超电流传输归因于Pt作为缓冲层来改善Co $F$层的生长。
2018-06-04 cond-mat.supr-con
Supercurrent spin Hall effect enabled nanopillar Josephson diodes
School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research (NISER)（国家科学教育研究中心物理科学学院）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Center for Interdisciplinary Sciences, National Institute of Science Education and Research (NISER)（国家科学教育研究中心交叉科学中心）
本研究通过在重金属约瑟夫森屏障中利用预测的超电流霍尔效应，诱导非反演性，实现了高达17%的可调约瑟夫森二极管效率，测量温度高于液氦温度。
2026-05-16 cond-mat.supr-con
Reversible control of spin-polarised supercurrents in ferromagnetic Josephson junctions
超导体（S）/铁磁体（F）界面处的磁性不均匀性将自旋单重态库珀对转换为自旋一重态三重态对。这些对不受F中破坏对的交换场的影响，并支持远程邻近效应。虽然最近的实验已经证实了自旋极化的三重态超电流在S-F-S约瑟夫森结的存在，可逆控制的超电流一直是不可能的，因为强大的预先配置的性质的不均匀性。这里，我们使用包括三个F层的势垒，其相对磁取向以及因此的界面不均匀性可以由小磁场控制;我们表明，这使得能够完全控制三重态超电流，并且通过使用有限元微磁模拟，我们可以直接将实验数据与理论模型联系起来，这些理论模型提供了一个总体框架，以理解磁状态在长期-距离超电流调制
2015-06-16 cond-mat.supr-con
Controllable supercurrent in mesoscopic superconductor-normal metal-ferromagnet crosslike Josephson structures
在纳米制造的平面十字形S-N/F-S Josephson结构中，实验观察到临界Josephson超电流与从单畴铁磁条通过正常金属/铁磁体弱连接的注入电流的非单调关系.这种行为可以用0-pi和pi-0跃迁来解释，这可能是由于N层和F层之间的相互作用引起的诱导超导性的抑制和塞曼分裂以及自旋极化电流注入到弱连接中引起的。考虑到这两种影响的模型已经开发。从S-N/F-S结构的超导载流态密度谱和自旋相关的双阶非平衡准粒子分布的角度，表明实验结果与理论模型定性一致。
2020-08-07 cond-mat.supr-con
Nonlocal supercurrent in mesoscopic multiterminal SNS Josephson junction in the low-temperature limit
当非平衡准粒子从约瑟夫森结的一个超导组中的正常金属电极注入时，在具有额外正常金属电极的介观平面SNS约瑟夫森结中观察到非局域超电流.我们声称，观察到的效果是由于超导逆流出现，以补偿准粒子流在SNS弱连接。我们已经测量了从准粒子注入器到SNS结在远低于超导转变温度的温度下的不同距离的SNS结响应。采用修正的Kadin、Smith和Skocpol方案，在平面几何条件下，计算了电荷不平衡弛豫长度。开发的模型可以详细描述的电荷不平衡和约瑟夫森效应在纳米级邻近系统的相互作用。
2014-03-17 cond-mat.supr-con
Supercurrent diode effect in thin film Nb tracks
本文研究了65纳米厚多晶与外延Nb薄膜轨道中的超流二极管效应，发现4微米宽轨道效率最高约30%，并提出基于临界电流密度限制的模型解释宽度依赖。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson transistor and robust supercurrent enhancement with spin-split superconductors
本研究理论探讨自旋劈裂超导体构成的约瑟夫森结，发现增大自旋劈裂场可稳健增强超电流逾100%，并可通过调节自旋劈裂实现低电压π跃迁，温度偏压则引发尖锐超电流跳变。
2024-11-24 cond-mat.supr-con
Strain-engineered long-distance supercurrent in an altermagnetic CrSb based-Josephson junction
Fudan University（复旦大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；Tsinghua University（清华大学）；Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）
该研究通过应变调控反铁磁CrSb，在其基约瑟夫森结中实现了150 nm的长距离无耗散超电流，为超导自旋电子学应用提供了新方向。
2026-10-09 cond-mat.supr-con
Nonlocal mixing of supercurrents in Josephson ballistic point contact
本文研究了介观超导弱连接中的相干电流态，它同时受到接触面上的序参量相位差和连接界面的切向超流速度的影响。得到了由外输运电流控制的约瑟夫森电流-相位关系。在相位差接近π的约瑟夫森相位相关的电流的非局部性质的结果在两个涡旋状的状态在附近的接触的外观。
2003-04-14 cond-mat.supr-con
Magnetic-coupling-dependent spin-triplet supercurrents in helimagnet/ferromagnet Josephson junctions
在过去的一年里，在证明与单线态超导体耦合的铁磁体中存在长程自旋三重态超电流方面的实验成就为新的有趣的物理学和应用开辟了可能性。Today 64（1），43（2011）]。本课题组报道了将三重态超电流注入磁性均匀的铁磁体（Co）中，并将其夹在两个氦磁体/超导体（Ho/Nb）双层膜之间，形成Nb/Ho/Co/Ho/Nb型约瑟夫森器件。在Ho层厚度的函数中，发现超电流以复杂的方式调制，该方式似乎取决于Ho的磁结构。为了理解这种不寻常的行为，我们利用Eilenberger方程从理论上研究了具有Helimagnet/Ferromagnet/Helimagnet（HM/F/HM）势垒的理想Josephson器件在清洁极限下的特性;我们特别指出，可以穿过势垒的最大三重态超电流将取决于非如果HM层和F层在它们的界面处磁交换耦合，则在HM层的厚度上单调。
2012-09-24 cond-mat.supr-con
Supercurrent-phase relationship of a Nb/InAs(2DES)/Nb Josephson junction in overlapping geometry
超导体/正常导体/超导体（SNS）约瑟夫森结具有高度透明的界面，预测显示出显着的偏离正弦超导相位关系（CPR）在低温下。我们使用改进的Rifkin-Deaver方法在1.3 K到9 K温度范围内实验研究了弹道Nb/InAs（2DES）/Nb结的CPR。从相位偏置结的电感获得CPR。交通测量是对调查的补充。在低温下，从传统的隧道结行为的CPR的实质性偏差已被观察到。给出了与实验数据吻合较好的理论模型。
2004-07-08 cond-mat.supr-con
Effect of Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling on supercurrent rectification and magnetochiral anisotropy of ballistic Josephson junctions
约瑟夫森结中反转对称性和时间反转对称性的同时破缺导致电流-相位关系的$I(φ)=-I(-φ)$等式可能被破坏。这被称为反常约瑟夫森效应，它在正弦电流-相位关系中产生相移$φ_0$。在非正弦电流相位关系的弹道式约瑟夫森结中，观察到的现象更为丰富，包括超导二极管效应和约瑟夫森电感的磁手征各向异性。在这项工作中，我们提出了测量这两种效果的约瑟夫森结上定义的外延Al/InAs异质结构的阵列。我们表明，相对于晶格的电流的取向影响的磁手征各向异性，可能是作为一个有限的Dresselhaus组件的结果。此外，我们还发现约瑟夫森电感的二重对称性反映在相位滑移的激活能中。
2022-01-12 cond-mat.supr-con
Effect of point-contact transparency on coherent mixing of Josephson and transport supercurrents
本文从理论上考虑了在有输运电流的弹道点接触中电子反射对直流约瑟夫森效应的影响。本文研究了有限透明对接触面附近和最近预测的相位差$ϕ=π,$）处的类涡流的影响。我们表明，在低温下，即使是一个小的反射的接触破坏了上述的旋涡状电流状态，这可以通过增加温度恢复。
2004-09-16 cond-mat.supr-con
Spin Triplet Supercurrent in Co/Ni Multilayer Josephson Junctions with Perpendicular Anisotropy
我们测量了S/F '/F/F'/S型约瑟夫森结中的自旋三重态超电流，其中S是超导Nb，F'是具有面内磁化的薄Ni层，F是具有面外磁化的Ni/[Co/Ni]n多层膜。这些结中的超电流随F层厚度衰减非常缓慢，并且比不包含两个F'层的类似结中的超电流大得多。这两个特征是自旋三重态超电流的特征签名，其通过F和F'层中的磁化的正交性而最大化。磁性测量证实了Co/Ni多层膜的面外各向异性。这些样品在制备状态下具有优化的临界电流，这将有助于未来的应用。
2012-08-15 cond-mat.supr-con
The supercurrent diode effect and nonreciprocal paraconductivity due to the chiral structure of nanotubes
本文提出在手性纳米管中无需自旋轨道耦合和塞曼场即可产生超流二极管效应，并用同一广义Ginzburg-Landau理论统一解释其与近转变温度处非互易顺电导的联系。
2022-12-05 cond-mat.supr-con
Supercurrent-induced long-range triplet correlations and controllable Josephson effect in superconductor/ferromagnet hybrids with extrinsic SOC
我们预言，在具有非本征杂质自旋轨道耦合（SOC）的超导体/铁磁体（S/F）混合体中，通过超导引线中沿S/F界面流动的超电流可以产生和操纵长程三重关联（LRTC）. LRTC通过两种基本机制出现。第一种方法的实质是利用超导自旋霍尔效应产生三重态。在凝聚动量和铁磁体磁化强度的适当相互取向下，这些对在铁磁体中是长程的。第二种机制是基于S/F界面处的单重态-三重态转换，随后通过自旋流交换机制旋转所获得的短程相反自旋对。研究了S/F双层膜和S/F/S约瑟夫森结的超导LRTC结构。我们证明了在S/F/S结中，约瑟夫森耦合是通过超导感应LRTC实现的，基态相位可以以可控的方式在$0$和$π$之间切换。通过使超导导线中的超导电流反向来实现开关，从而实现了$0-π$移位器的新物理原理。
2022-04-08 cond-mat.supr-con
Microscopic study of supercurrent diode effect in chiral nanotubes
本文利用紧束缚模型微观定量研究了碳和TMD手性纳米管中的超流二极管效应，获得了SDE效率随多种参数的依赖关系及符号翻转现象，并揭示了其微观起源。
2024-12-19 cond-mat.supr-con
Inverse ac Josephson effect in Josephson diode
针对由4π与2π周期电流-相位关系互作产生非互易临界电流的拓扑约瑟夫森二极管，研究发现纯交流驱动可诱导有效直流电压的逆交流约瑟夫森效应，其源于非互易临界电流的整流作用，还探究了该效应的优化条件。
2025-04-13 cond-mat.supr-con
Impact of the transport supercurrent on the Josephson effect
我们研究载流超导体之间的薄弱环节，包括常规和d波。系统的状态由两个参数控制：序参量相位差$ϕ$和超流速度$v_{s}$，它表征了外部注入的平行于边界的输运超流。导出了低温下的电流-相位关系。我们考虑两种模型的弱连接：两个传统的超导体之间的收缩和两个不同取向的d波超导体之间的平面边界。我们发现，对于$ϕ$和$v_{s}$之间的某种关系，准粒子沿边界产生电流，该电流沿与输运超电流相反的方向流动。
2004-04-30 cond-mat.supr-con
Perfect supercurrent diode efficiency in chiral nanotube-based weak links
The University of Texas at El Paso（德克萨斯大学埃尔帕索分校）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本研究基于手性纳米管基约瑟夫森结，发现非互易持久电流可激活超流二极管效应，实现理论上的完美二极管效率。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-polarized triplet supercurrent in Josephson junctions with perpendicular ferromagnetic layers
约瑟夫森结包含三个铁磁层，相邻层之间的非共线磁化在一定条件下携带自旋三重态超电流。自旋三重态超电流的特征是最大超电流作为中间铁磁层厚度的函数的相对缓慢的衰减。在这项工作中，我们专注于结的中间磁性层是一个[Co/Pd] $_N$多层垂直磁各向异性（PMA），而外两层具有面内各向异性。我们比较结的中间PMA层是或不配置为合成反铁磁体（PMA-SAF）。我们发现，超电流衰减更迅速地增加的[Co/Pd]双层的PMA-SAF结的数目$N$相比，PMA结。在含有[Co/Ni] $_N$ PMA多层膜的结中观察到类似的行为。我们通过假设每个Co/Pd或Co/Ni界面充当部分自旋过滤器来模拟该行为，使得PMA结中的自旋三重态超电流随着$N$增加而变得更强自旋极化，而PMA-SAF结中的超电流随着$N$增加而被抑制。我们还解决了在以前的工作中提出的一个问题，有多少自旋单线态超电流是通过我们名义上的自旋三重态结传输。我们通过比较自旋三重态结与磁性层顺序被打乱的类似结来做到这一点。本文的研究结果对设计用于低温存储器的自旋三重态约瑟夫森结具有一定的参考价值。
2020-05-13 cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson Effect in magnetic Josephson junctions with noncentrosymmetric superconductors
我们表明，非中心对称超导体的两个频带的性质，自然会导致一个异常的约瑟夫森电流出现在一个干净的非中心对称超导体/铁磁体/非中心对称超导体结在零相位差。双带性质提供了两组Andreev束缚态，其携带具有不同振幅的两个超电流。当铁磁体的磁化方向被适当地选择时，两个超电流从传统的正弦电流-相位关系经历相反的相移。然后通过调节铁磁参数和非中心对称超导体的三重态与单重态之比，使总约瑟夫森电流产生连续可调的基态相位差。给出了$s$ + $p$波的物理图象和解析结果，给出了$s$ + $p$和$d$ + $p$波的数值结果.对于$d$ + $p$波，我们发现了新的状态，其中的超电流完全由连续的传播状态，而不是离散的Andreev束缚态。Andreev束缚态只出现在费米能级以上，它并没有携带超导电流，而是阻挡了沿相反方向流动的超导电流。这些新态的出现促进了对Andreev束缚态与Josephson电流关系的理解。基态相位差是确定非中心对称超导体三重态与单重态比的一种工具。
2015-05-07 cond-mat.supr-con
Anomalous supercurrent and diode effect in locally perturbed topological Josephson junctions
该研究理论分析受磁场和局部针尖扰动的量子自旋 Hall Josephson 结，表明磁性针尖可调控反常 $\phi_0$ 响应与超电流整流。
2024-06-13 cond-mat.supr-con
Decoupling Josephson Coupling and Supercurrent Nonreciprocity in Twisted NbSe2/NbSe2 van der Waals Junctions
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；University of Seoul（首尔大学）
研究扭曲NbSe2/NbSe2范德华结中超导输运，通过干法转移制备结并利用高分辨率透射电镜确定扭曲角等。发现约瑟夫森耦合强度与扭曲角有关，而超电流二极管效率与扭曲角无关，界面无序才是二极管响应主因，解耦了两者关系并提供基准。
2026-07-13 cond-mat.supr-con
Spin-Polarized Josephson Supercurrent in Nodeless Altermagnets
Zhejiang University（浙江大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
研究揭示了无净磁化异磁体中通过自旋三重态配对实现自旋极化约瑟夫森超流的现象，提出无需净磁化即可产生自旋极化超流的新机制。
2025-09-17 cond-mat.supr-con
Interband-Pairing-Boosted Supercurrent Diode Effect in Multiband Superconductors
该研究提出带间配对可显著增强多带超导体约瑟夫森结中的超电流二极管效应，预测FeSe/STO可实现高达30%的效率，并可作为探测配对对称性的有力工具。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
KTaO3-Based Supercurrent Diode
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文在LaAlO3/KTaO3界面利用c-AFM光刻制备可重构超导弱连接，通过纳米级几何设计和面外磁场实现极性可反转、整流效率达13%的超流二极管效应，并揭示其源于非对称涡旋运动。
2025-11-07 cond-mat.supr-con
Polarization Controlled Supercurrent in Ferroelectric Josephson Junction
Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学开利纳米科学研究所）；Department of Quantum Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学量子纳米科学系）；WPI-AIMR & IMR & CSIS, Tohoku University（东北大学世界顶尖科学家研究中心、材料科学高等研究院及化学系统信息学中心）；Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of the Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学理论科学研究所）
研究通过铁电约瑟夫森结调控超电流，利用非对称电介质屏障实现极化反转对临界电流的显著影响，提出非易失性开关方法，适用于低温存储和逻辑应用。
2025-11-11 cond-mat.supr-con
Link between supercurrent diode and anomalous Josephson effect revealed by gate-controlled interferometry
本文通过栅控超导量子干涉仪在同一约瑟夫森结上同时测量$φ_0$位移和超电流二极管效率，揭示二者直接关联，并证明二极管效应主要源于自旋轨道与塞曼场导致的磁手性各向异性。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Field-Resilient Supercurrent Diode in a Multiferroic Josephson Junction
该研究在多铁性 Josephson 结中实现超电流二极管，证明其在零场及超出工业标准的宽双极磁场下仍可整流，并指出自旋-轨道耦合与多铁性的协同作用是场弹性来源。
2024-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ubiquitous Superconducting Diode Effect in Superconductor Thin Films
本研究在常规超导薄膜中实现了强超导二极管效应，结合EuS层获得65%效率的非易失性效应，揭示该效应源于迈斯纳屏蔽电流与不对称势垒，为相关技术与奇异超导态研究提供参考。
2023-02-03 cond-mat.supr-con
Multiplet supercurrent in Josephson tunneling circuits
多端约瑟夫森效应允许DC超电流在有限的相称电压下流动。现有的实现这种效应的建议依赖于超导体-正常超导体结中的非局域Andreev过程。然而，这种方法需要对微观状态进行精确控制，并且被耗散电流所掩盖。我们发现，标准隧道约瑟夫森电路也支持多重态超导介导的本地隧道过程。此外，我们观察到，即使在高充电能量制度，其中只有顺序库珀转移是允许的超电流持续存在。最后，我们证明了在这些电路中的多重态超电流具有量子几何分量，这是从众所周知的绝热贡献是不可逆的。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Josephson diode effect on the surface of topological insulators
本文理论证明拓扑绝缘体表面上的超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结二极管具有高度可调性，其品质因子大小和符号受磁场、栅压及结长影响，源于多通道电流-相位关系相互作用，可用于设计超导二极管器件。
2023-06-16 cond-mat.supr-con
Supercurrent reversal in ferromagnetic hybrid nanowire Josephson junctions
该研究测量 InAs/EuS/Al 混合纳米线约瑟夫森结，发现超导窗口内 0 相与 π 相突变，并将其归因于 EuS 磁畴翻转导致的超电流反转。
2023-03-11 cond-mat.supr-con
The Josephson diode effect in supercurrent interferometers
约瑟夫森二极管是一种非互易电路元件，其在一个方向上比在另一个方向上支持更大的无耗散超电流。在这项工作中，我们提出并理论研究了一类基于超导干涉仪的约瑟夫森二极管，其中包含介观约瑟夫森结，如点接触或量子点，它们本身不是二极管，但具有非正弦电流-相位关系。我们表明，这样的约瑟夫森二极管有几个重要的优点，如电可调，既不需要塞曼分裂，也不需要自旋轨道耦合，只有时间反演打破了一个磁通量。我们还表明，我们的二极管有一个特征的交流响应，揭示了夏皮罗步骤。即使是最简单的实现我们的约瑟夫森二极管范例，依赖于只有两个结可以实现高达$\sim40\%$的效率，有趣的是，更大的效率是通过级联多个干涉仪回路。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Josephson junctions in narrow thin-film strips
研究了窄边型薄膜约瑟夫森结中最大超电流的场依赖性。假设该结延伸穿过宽度W远小于珍珠长度的薄膜带;膜厚度远小于伦敦穿透深度。我们计算的最大超电流内的非本地约瑟夫森电动力学，考虑到杂散场影响隧穿电流。在W远小于薄膜约瑟夫森长度的情况下，沿结的相位差仅取决于结的几何形状和所施加的场，但与约瑟夫森临界电流密度无关，即，它是普遍的。最大超电流的零点只有在大磁场中才是等距的（不像与体块组的结的情况）;它们被一个比体块结小得多的磁场隔开。最大超电流的峰值与所施加场的平方根成反比地减小，即，慢于1/H。
2008-02-20 cond-mat.supr-con
Visualizing supercurrents in ferromagnetic Josephson junctions with various arrangements of 0 and πsegments
具有铁磁势垒的约瑟夫森结可以具有正或负临界电流，这取决于铁磁层的厚度$d_F$。因此，在基态中的约瑟夫森相位等于0（常规或0结）或等于$π$（$π$结）。当0和$π$段连接形成“0- $π$结”时，可在0- $π$边界周围出现自发超电流。在这里，我们报告的超导体-绝缘体-铁磁体-超导体（SIFS）结的超导电流的可视化低温扫描电子显微镜（LTSEM）。我们讨论矩形0、$π$、0- $π$、0-$π$-0和20个\times 0- $π$结、0- $π$边界形成环的盘形结以及具有两个0- $π$边界的环形结的数据。在每个0或$π$段内，临界电流密度是相当均匀的，如临界电流的磁场依赖性的测量和LTSEM所示。$π$部件在$T = 4.2\units{K}$下具有高达$35\units{A/cm^2}$的临界电流密度$j_c^π$，这是迄今为止具有NiCu F层的SIFS结的记录值。我们还表明，SIFS技术能够生产约瑟夫森器件具有独特的拓扑结构的0- $π$边界。
2009-11-25 cond-mat.supr-con
Supercurrent switching in Three- and Four- Terminal Josephson Junctions
通过改变栅极电流来控制约瑟夫森电流最近已在4端和3端结中得到证实。我们表明，当栅极是弱耦合到约瑟夫森结，约瑟夫森电流与栅极电流（或与栅极电压）的关系是相同的四端和三端的几何形状。在低温下，超电流作为栅极电压的函数突然切换，但作为栅极电流的函数仅缓慢切换。
1998-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent-induced temperature gradient across a nonequilibrium SNS Josephson junction
利用隧道能谱测量了超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结正常区的局域电子能量分布函数。在同时存在超电流和注入准粒子电流的情况下，分布函数在很低的能量下表现出尖锐的特征。该特征在能量上是奇的，并且在超流或准粒子流方向反转的情况下是奇的。该特征表示跨SNS约瑟夫森结的有效温度梯度，其可由超电流控制。
2006-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interferometric evidence of non-volatile anomalous phase shifts in exchange-spin-split Josephson supercurrent diodes
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Laboratoire de Physique de l'Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris-Diderot, Sorbonne Paris Cité（巴黎高等师范学校物理实验室，ENS，PSL大学，CNRS，索邦大学，巴黎第七大学，索邦巴黎城）；Laboratoire de Physique et d'Etude des Matériaux, ESPCI Paris, PSL University, CNRS, Sorbonne Université（物理与材料研究实验室，ESPCI巴黎，PSL大学，CNRS，索邦大学）
通过超导量子干涉测量，直接探测到近磁化Rashba型Pt约瑟夫森结中的非易失性反常相移φ0，提供了自发时间反演对称性破缺的相位敏感证据，并展示了通过近邻工程调控零场二极管性能。
2026-06-24 cond-mat.supr-con
Blockade and Counterflow Supercurrent in exciton-condensate Josephson junctions
我们证明了超导体中的带电超电流和电子-空穴对凝聚体中的中性超电流之间的完美转换是可能的，通过一个新的类Andreev散射机制。因此，当两个超导电路通过双层激子凝聚耦合时，两层中的超流被急剧修改。根据相位偏置，超电流可以被完全阻挡或表现出完美的阻力。
2010-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
