Multiple Andreev reflections in hybrid multiterminal junctions
本文从理论上研究了在不同电压下超导引线的混合多端结中的电荷输运。研究发现,多个超导导线的多次Andreev反射导致电流-电压特性中出现丰富的次谐波带隙结构。的结构证明了在非相干政权的路口数字。
2010-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiple Andreev reflections in diffusive SINIS and SIFIS junctions
本文研究了具有低透明界面的长扩散超导体(S)-正常金属(N)-超导体结中的多重Andreev反射。假设在弱连接强热化,我们计算的电流-电压依赖性$I(V)$。在中间温度下,$E_\mathrm{Th}\ll T\llΔ$,电流主要由非相干的多个Andreev反射,并获得解析。结果被推广到铁磁结。我们发现,交换场产生了一个非平凡的分裂的次谐波间隙结构。这种效应依赖于热化,并且在SFS结中消失,而薄弱环节中没有能量弛豫。
2022-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev-Klein reflection in graphene ferromagnet-superconductor junctions
我们发现铁磁(F)和超导(S)石墨烯区域之间的结中的Andreev反射与常见的FS结根本不同。对于交换场$h$大于费米能$E_{\rm F}$的弱掺杂F石墨烯,无质量狄拉克费米子的Andreev反射与Klein隧穿通过两个自旋分裂导带和价带之间的交换场p-n势垒有关.我们发现,这Andreev-Klein过程的结果在增强的亚间隙电导的石墨烯FS结$h$的点,在低电压下的电导$eV\ll Δ$是大于其值为相应的非铁磁结。我们还表明,Andreev反射可以是复古或镜面类型的收敛和发散的方式与反射方向对齐,分别更接近和更远离法线的交界处相比,入射方向。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlocal Josephson effect in Andreev molecules
我们提出了“Andreev分子”,一个由两个紧密排列的约瑟夫森结组成的人工量子系统。Andreev分子中的约瑟夫森结之间的耦合通过结的“原子”轨道的重叠和杂化发生,Andreev束缚态。一个惊人的结果是,流经一个结的超导电流取决于另一个结上的超导相位差。利用Bogolubiov-de-Gennes形式,我们导出了任意分离的能谱和非局域电流-相位关系。我们证明了创建一个$φ$结的可能性,并提出实验来验证我们的预测。Andreev分子在量子信息、计量学、传感和分子模拟等方面具有潜在的应用前景。
2019-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection in Si-engineered Al/InGaAs hybrid junctions
用分子束外延方法在GaAs(001)衬底上生长Al/n-In 0. 38 Ga 0. 62 As超导-半导体结,研究了Andreev反射主导的输运。通过利用Si界面双层来抑制本征肖特基势垒,在低掺杂器件中实现了高结透明度。有人认为,这种技术是理想的适合于制造的弹道输运混合微结构。
1998-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Niobium nitride-based normal metal-insulator-superconductor tunnel junction microthermometer
采用脉冲激光沉积法(PLD)生长NbN薄膜,电子束光刻和阴影蒸发法制备了微米级Cu-AlO $_{x} $ -Al-NbN正常金属-绝缘体-超导体(NIS)隧道结器件。这些设备的子隙电导表现出很强的温度依赖性,使它们适合从$\sim$ 0.1 K的温度测量的所有方式到超导转变温度的NbN层,这是在这里的$\sim 11$ K,但可以扩展到$\sim 16$ K在我们的PLD室。我们的数据很好地符合单粒子NIS隧道结理论,与观察到的近似超导能隙值$\sim $ 1毫电子伏的40纳米厚的铝覆盖层。虽然超导能隙的这种高值对于潜在的电子NIS冷却应用也是有希望的,但是隧穿电阻的高值抑制了本装置中的电子冷却。然而,这种不透明的屏障对于测温目的是理想的,因为自感热效应因此被最小化。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic angle-dependent Andreev reflection at the ferromagnet/superconductor junction on the surface of topological insulators
我们从理论上证明了当面内磁化强度有一个垂直于铁磁/超导结的分量时,三维拓扑绝缘体(3D TI)表面的铁磁/超导结具有各向异性的角度依赖Andreev反射.在存在面内磁化时,狄拉克锥的位置在$k$空间中调整,而其面外分量引起间隙。这种运动导致各向异性的角度依赖的Andreev反射,并创建平行于界面的横向电导流。此外,在结中引入间接能隙,这消除了Majorana束缚态的输运特征。由于狄拉克费米子在3DTI表面上的完全自旋动量锁定,一个称为\textit{Andreev Transfer Torque}(ATT)的扭矩施加在结上。此外,我们提出了一个设置来检测它们的实验。
2023-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev bound states in junctions formed by conventional and $\mathcal{PT}$-symmetric non-Hermitian superconductors
本文从理论上研究了置于两个常规超导体之间的$\mathcal{PT}$对称非厄米超导体(PTS)的结。我们表明,由于非厄米电子-电子在PTS区域的相互作用和对称性的组合,只有离散值的传统超导体的相位产生Andreev束缚态的解决方案。值得注意的是,在$0$和$π$的情况下,我们得到了增长和衰减的时间Andreev束缚态。对于$π/2$和$3π/2$,存在仅沿一个方向穿透结的Majorana零模,形成准粒子超电流。
2022-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Incomplete Andreev reflection in a clean Superconductor/Ferromagnet/Superconductor junction
本文研究了任意大自旋极化下洁净超导体-铁磁体-超导体结中的约瑟夫森效应。在干净的铁磁体-超导体界面处的Andreev反射是不完整的,并且具有大入射角的Andreev通道随着交换能量的增加而逐渐被抑制。其结果是,临界电流表现出振荡作为交换能和铁磁体的长度的函数,并具有偏离由准经典理论预测的温度依赖性。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-polarized Andreev molecules and anomalous nonlocal Josephson effects in altermagnetic junctions
Uppsala University(乌普萨拉大学)
本研究通过弱耦合下的d波异磁性,揭示了自旋极化安德里亚分子在非局部约瑟夫森效应中的作用,实现了可调的非局部约瑟夫森二极管效应。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Synchronized Andreev Transmission in SNS Junction Arrays
我们建立了一个非平衡理论的电荷转移通过一个扩散阵列交替正常(N)和超导(S)岛组成的SNSNS结,与中央S岛的尺寸小于能量弛豫长度。我们表明,在非平衡制度的中央岛作为Andreev转发器与Andreev转换在两个NS接口的中央岛相关通过在间隙传输和Andreev反射。这导致在某些谐振电压下的同步传输,这可以通过实验观察到差分电导率中的尖峰序列。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Level Spectroscopy and Josephson Current Switching in a 3-Terminal Josephson Junction
我们计算了通过超导体-绝缘体-超导体结的电流,该结也是弱耦合到正常的金属侧探针。施加到正常金属端子的电压$V$控制Andreev能级$E_n$的占用,并且因此控制流过这些能级的约瑟夫森电流。每当探测电压穿过Andreev电平时,约瑟夫森电流就会突然改变,改变的量等于流过Andreev电平的电流。沿着正常金属端子的差分电导允许Andreev能级的光谱。在短结$(L \ll ξ_0)$中,当探针电压近似等于超导能隙($|eV| \simeq Δ$)时,临界电流从Ambegaokar-Baratoff值突然切换到零。在长结$(L \gg ξ_0)$中约瑟夫森电流开关的幅度,以及约瑟夫森电流与其平衡值不同的探测电压范围,比三端弹道超导体-正常金属-超导体结小得多。
1998-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection in layered structures: implications for high T_c grain boundary Josephson junctions
研究了层状各向异性正常金属/超导体(N/S)系统中的Andreev反射,当S中的能隙Δ相对于费米能E_F不可忽略时,因为它可能发生在高临界温度超导体(HTS)中.我们发现,在这些限制的逆反射,这是一个基本特征的Andreev反射,被打破修改敏感的S/N界面的传输。我们讨论了高温超导约瑟夫森结中的超导电流和S-N接触中的中隙态的结果
2000-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection in engineered Al/Si/InGaAs(001) junctions
在分子束外延生长的Al/InGaAs(001)结中,本征n型肖特基势垒被完全抑制。这一结果是通过在金属-半导体界面处插入Si双层来实现的,从而允许在低掺杂和低In含量的InGaAs/Si/Al结中实现真正的欧姆非合金接触。它表明,这种技术是非常适合于高透明度的超导体半导体结的制造。为此,本文研究了Al/Si/InGaAs低n掺杂单结在Al临界温度以下的磁输运特性。我们的测量结果表明,由于费米速度失配,Andreev反射占主导地位的输运对应于接近理论极限的结透明度
1999-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Behavior near T_c and Synchronization of Andreev Reflection in Two-Dimensional Arrays of SNS Junctions
本文研究了二维超导体-正常金属-超导体(SNS)结阵列的低温输运性质。已经发现,在SNS结的二维阵列中,(i)即使当热展宽远远超过单个SNS结的无功能量时,也观察到无功能量量级的间隔内的能谱变化;(ii)次谐波能隙结构(SGS)的表现即使能量弛豫长度小于在单个SNS结中实现多个Andreev反射所需的长度,也可能具有高谐波数。这些结果指向大量SNS连接的同步。SGS起源的SNS结的二维阵列,涉及传统的和交叉Andreev反射的过程中,提出了一种机制。
2006-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Current--phase relation in a topological Josephson junction: Andreev bands vs. scattering states
我们考虑了在三维拓扑绝缘体(TI)的导电二维表面上形成的长拓扑约瑟夫森结。超导关联是由覆盖表面的s波超导体的邻近诱导的。覆盖物之间的1D间距是未填充的或由磁性绝缘体填充。一般来说,由TI表面介导的约瑟夫森电流由散射模式以及结周围的局域态(Andreev束缚态或Andreev带)确定。我们发现,它是至关重要的,以确定拓扑约瑟夫森结的电流-相位关系,考虑到这两个贡献。我们分析了约瑟夫森电流对结的厚度的依赖关系,以及偏离正弦形状的电流-相位关系。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flip-chip-based microwave spectroscopy of Andreev bound states in a planar Josephson junction
本文提出一种基于倒装芯片和电感耦合超导谐振器的方法,实现了对平面约瑟夫森结中Andreev束缚态的微波谱测量与栅控,为超导-半导体二维材料的微波应用开辟了新路径。
2023-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microwave spectroscopy of Andreev states in InAs nanowire-based hybrid junctions using a flip-chip layout
基于半导体纳米线的约瑟夫森结是用于电可调量子位结构(例如门控子或Andreev量子位)的潜在构建块。然而,一个实际的实现需要彻底调查的内在激发光谱。在这里,我们展示了低损耗超导微波电路的制造,结合高品质因数与良好的控制栅极架构,利用倒装芯片的方法。利用该平台对原位生长的InAs/Al核/半壳纳米线的Andreev态进行了单色调和双色调实验,并利用荫罩定义的约瑟夫森结对Andreev态进行了测量。在门控和磁通偏置光谱测量中,我们发现了由光子吸收介导的离散Andreev束缚态之间的单个准粒子和准粒子对跃迁的清晰特征。我们的实验结果支持模拟表明,该结驻留在中间通道长度制度。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-valley dependent double Andreev reflections in the proximitized graphene/superconductor junction
本研究探究近邻化石墨烯/超导体结的双安德烈夫反射与输运特性,阐明不同自旋-谷指标电子的反射类型及调控条件,提出通过电导谱测定诱导势与自旋轨道耦合的方法,为自旋谷基超导体电子学奠基。
2023-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection in Ferromagnet/Superconductor/Ferromagnet Double Junction Systems
本文提出了铁磁/超导/铁磁双结系统中Andreev反射的理论。自旋极化准粒子通过Andreev反射在距界面的穿透深度范围内穿透到超导体。当超导体的厚度与穿透深度相当或小于穿透深度时,自旋极化准粒子穿过超导体,因此电流取决于铁磁体磁化的相对取向。分析了磁电阻与超导体厚度、温度、铁磁体交换场和界面势垒高度的关系。我们的理论很好地解释了最近的实验结果。
2002-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Current and Multiple Andreev Reflections in Graphene SNS Junctions
在超导体-石墨烯-超导体(SGS)约瑟夫森结中观察到约瑟夫森效应和超导邻近效应,其相干长度与超导引线之间的距离相当。通过比较测得的温度和掺杂的超导电流和邻近诱导的子间隙功能(多Andreev反射)的理论预测的依赖性,我们发现,与预期相反,弹道输运模型未能描述的SGS结。与此相反,扩散结模型产生密切的定量协议的结果。这一结论与正常状态下的输运测量结果一致,正常状态下的输运测量结果在石墨烯连接中产生比结长度短得多的平均自由程。我们表明,到目前为止,所有的设备上制造的SiO2基板(我们自己的以及其他团体的报告)属于扩散结类别。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mutation of Andreev into Majorana bound states in long NS and SNS junctions
我们研究了一维拓扑SN和SNS长结,通过将拓扑绝缘纳米线放置在一个或两个SC有限尺寸的引线附近获得。使用Phys. Rev. Lett.中引入的Majorana极化序参量(MP)。108,096802(2012)(arxiv:1109.5697)我们发现,线的正常部分的扩展Andreev束缚态(ABS)获得有限MP:对于有限尺寸的SN结,ABS谱表现出携带完整的马约拉纳费米子的零能量扩展态,而具有相位差$π$的长SNS结的ABS变换成携带具有相同MP的两个马约拉纳费米子的两个零能量态。考虑到它们在整个正常链接中的扩展特性,而不仅仅是靠近界面,这些马约拉纳-安德烈耶夫态可以在隧道光谱实验中直接检测到。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Multiple Andreev reflections in two-dimensional Josephson junctions with broken time-reversal symmetry
该研究针对含时间反演对称性破缺自旋活性层的二维约瑟夫森结建立通用模型,探究安德烈夫束缚态对电流-电压曲线的调控作用,证实角分辨电流-电压曲线可用于探测安德烈夫束缚态的手性与简并度。
2023-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impact of spin-orbit coupling and Zeeman interaction on the multiple Andreev reflections subharmonic gap structure in nanoscopic Josephson junctions
AGH University of Krakow, Academic Centre for Materials and Nanotechnology(克拉科夫AGH大学,材料纳米技术学术中心)
研究自旋轨道耦合和塞曼场对电压偏置约瑟夫森结中多重安德烈夫反射次谐波能隙结构的影响,发现自旋轨道耦合引起的自旋混合在能带中打开避免交叉,导致电导中出现显著的多重安德烈夫反射特征,其可见性由能带自旋极化决定。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge State Induced Andreev Oscillation in Quantum Anomalous Hall Insulator-Superconductor Junctions
研究了量子反常霍尔(QAH)绝缘体和超导体(SC)结中边缘手征马约拉纳费米子干涉引起的量子Andreev振荡。我们发现两个手征马约拉纳费米子在QAH边缘与SC接近一般有一个动量差$Δk$,这取决于两个QAH绝缘体和SC的化学势。由于$Δk$引起的空间干涉,QAH-SC结的纵向电导振荡相对于边长和化学势,这可以通过电荷输运探测。此外,我们表明动态SC相位起伏将引起几何修正的纵向电导的结。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effects and Andreev reflection in mesoscopic SNS junction with perfect NS interfaces
本文报道了用6 nm厚的超导多晶PtSi薄膜制作的超导薄膜-普通金属丝-超导薄膜(SNS)结的低温输运测量结果。研究了两种不同长度L=1.5 $μ$ m和L=6 $μ$ m,宽度W=0.3 $μ$ m的普通金属丝结构。零偏置电阻下降有关的对电流邻近效应,观察到所有的结,而次谐波能隙结构起源于相位相干的多个Andreev反射只发生在SNS结与短线。
1999-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Relating Andreev Bound States and Supercurrents in Hybrid Josephson Junctions
我们研究了由两个高透射约瑟夫森结耦合的超导环组成的超导量子干涉器件,所有这些都定义在外延InAs/Al异质结构中。一种新颖的器件设计允许在结的正常区域内独立测量Andreev束缚态谱和由此产生的电流-相位关系。我们表明,知识的Andreev束缚态光谱本身就足以推导出独立测量的相位相关的超电流。另一方面,相反的关系通常不成立,因为能谱的细节在临界电流测量中被平均。最后,场相关的光谱和超导的定量理解需要考虑到在回路中的第二个结和外延铝膜的动力学电感。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunability of Andreev levels in a spin-active Ising Superconductor/Half Metal Josephson junction
利用Bogoliubov-de Gennes方程研究了具有自旋激活界面的洁净Ising超导体(ISC)/半金属(HM)/Ising超导体(ISC)约瑟夫森结中的Andreev能级、超导电流和隧穿电导。从理论上研究了ISC的自旋混合、自旋翻转和自旋轨道耦合对透明和不透明势垒极限下的Andreev束缚态谱、电流相位关系和隧穿电导的影响。由于ISC的SOC和不同势垒磁矩的$0 - π$跃迁,我们观察到Andreev能级的额外分裂。此外,不同的$ϕ$结可以通过调节势垒磁矩的强度和自旋失配角来实现。此外,对于比ISC的化学势强的SOC,也可以使用合适的控制参数来实现可能的$0 - π$转变。自旋混合和自旋翻转过程与SOC的相互作用也可以主机马约拉纳模式在拟议的系统。隧道电导被发现是依赖于自旋失配角。此外,一个有限的子间隙电导观察到,这表明不同的概率Andreev反射的电子和空穴在SOC的存在下。此外,观察到异常Andreev水平为不同的HM长度尺度,标志着其作用的$ϕ$ -相位约瑟夫森结的可调谐性。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Doppler Shift in Andreev Reflection from a Moving Superconducting Condensate in Nb/InAs Josephson Junctions
我们研究了窄弹道约瑟夫森弱链接中的InAs量子阱接触Nb电极,并发现一个戏剧性的磁场抑制的Andreev反射振幅,即使发生在平面内的场取向基本上没有磁通量通过结。我们的观察表明,在安德烈耶夫能级的能量,这是由于在混合Nb/InAs银行的抗磁屏蔽电流的多普勒频移的存在。电导,过剩和临界电流的数据可以一致地解释在样品的几何形状和麦克米伦能量,表征Nb/InAs界面的透明度。
2009-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in silicene-based SNS Josephson junction: Andreev reflection and free energy
研究了在垂直电场和非共振圆偏振光作用下,掺杂无偏硅烯超导体-正常超导体结(SNS)中的约瑟夫森效应.研究了亚能隙输运过程中的Andreev反射(包括回射和镜面反射)、自由能、Josephson效应的反转以及$ϕ_{0}$结的出现.与铁磁-超导体界面相反,即使在干净界面和没有费米波矢失配的情况下,NS界面中的Andreev反射也是完全的。本文指出了自由度的动态极化对$0-π$跃迁和$ϕ_{0}$结的产生所起的重要作用。衬底中带电杂质的散射影响体中的输运性质以及谷弛豫,这可以通过宏观波函数来考虑。在短结极限下,讨论了Andreev能级和自由能的近似结果。除了紧束缚模型的低能限制外,只要间距模型远大于超导能隙,就需要考虑有限尺寸效应。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection Enhanced Shot Noise in Mesoscopic SNS Junctions
用SQUID测量了低阻抗透明Nb-Al-Nb结中的电流噪声,其长度与相位断裂长度相当,远长于热长度。的散粒噪声幅度进行比较,由于Andreev反射扩散正常/超导体(NS)结的双散粒噪声的理论预测。我们讨论了通过NS接口从正常部分散热。一个弱的施加磁场的1/f噪声的幅度减少了两倍,表明即使远离平衡的样品是在介观制度。
1999-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spectrum of Andreev bound states in Josepshon junctions with a ferromagnetic insulator
基于铁磁绝缘体(FI)的约瑟夫森结是一种很有希望的超导量子比特和经典超导逻辑电路。最近,理论上预言了一个有趣的原子尺度0-π跃迁的出现。为了揭示这一现象的机制,我们通过对角化Bogoliubov-de Gennes方程数值计算了FI势垒中Andreev束缚态的光谱。我们证明了Andreev谱与FI层数L的奇偶性有很大的关系,因此当L为奇(偶)时,π(0)态总是比0(π)态更稳定.
2011-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Signatures of interactions in the Andreev spectrum of nanowire Josephson junctions
我们进行了微波光谱的InAs纳米线之间的超导接触实现有限长度,多通道约瑟夫森弱链接。光谱中的某些特征,例如安德烈耶夫态之间跃迁线的自旋-轨道相互作用分裂,已经在非相互作用模型中得到了理解。然而,我们在这里确定额外的过渡,这证明了库仑相互作用的存在。通过结合实验测量和模型计算,我们达到这些非常丰富的Andreev光谱定性的理解。
2022-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection in 2D relativistic materials with realistic tunneling transparency in normal-metal-superconductor junctions
采用Blonder-Tinkham-Klapwijk方法,研究了二维正常金属(N)/超导体(SC)结的Andreev电导.结果表明,对于相对论材料,由于Klein隧穿效应而不是杂质势,结中的局域应变是决定结透明性的关键因素。局部应变产生有效的狄拉克$δ$ -规范场。随着规范场强度的增加,电导率有明显的抑制作用。电导的行为与一维N/SC结的结果一致。我们还研究了局部应变下拓扑材料中手征-螺旋相变附近的Andreev反射。N/SC结的N侧由掺杂Kane-Mele(KM)模型建模。SC区是掺杂的关联KM t-J(KMtJ)模型,其已被证明具有d+ id '波自旋单重态配对的特征。随着内禀自旋轨道耦合的增加,掺杂KMtJ系统经历了从手征d波超导到边缘有螺旋Majorana费米子的自旋Chern超导相的拓扑相变.我们分别研究了两个不等价Dirac点处的Andreev电导,并预测了Andreev电导在拓扑相变中的独特行为.我们的结果的相关性adatom掺杂的石墨烯进行了讨论。
2017-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junction arrays and Andreev weak links: linked by a single energy-phase relation
本文从单一能量-相位关系出发,系统比较SISIS隧道结与SNS安德烈夫弱连接在极限区域中的对应关系,揭示两类约瑟夫森元件的内在联系,并讨论其在受保护量子比特设计等超导技术中的意义及关键差异。
2024-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev exceptional points in Josephson junctions formed by minimal Kitaev chains
Uppsala University(乌普萨拉大学);Kyoto University(京都大学)
研究最小Kitaev链约瑟夫森结中非厄米性与超导相位差相互作用导致的稳定拓扑态,发现Andreev异常点及其拓扑保护能线。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The influence of anti-chiral edge states on Andreev reflection in graphene-superconductor junction
利用紧束缚模型和非平衡格林函数方法,研究了石墨烯-超导体结中的Andreev反射,其中石墨烯有两个能量不等的Dirac锥分裂,因此时间反演对称性被破坏.由于当前石墨烯模型的反手性边缘状态,沿着边缘行进的入射电子对Andreev反射做出明显贡献。在二端器件中,由于Andreev逆反射不允许仅用于反手征边缘,在这种情况下,边缘和体态之间的相互散射是必要的,这导致Andreev逆反射系数总是关于入射能量对称的。然而,在四端结中,边缘平行于超导体和石墨烯的界面,因此在界面处,沿着边缘行进的入射电子可以作为空穴逆反射到体模中,或者作为空穴再次镜面反射到反手性边缘状态中。结果表明,镜面Andreev反射系数与电子入射能量保持对称,这与文献报道的结果一致,但由于反手征边缘态的存在,Andreev逆反射系数表现出意想不到的不对称行为.我们的结果为研究时间反演对称性破缺的石墨烯模型的反手征边缘模和Andreev反射提供了新的思路。
2020-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Crossed Andreev reflection in topological insulator nanowire T-junctions
数值研究了超导体与拓扑绝缘体纳米线T结中的交叉Andreev反射。我们进行逼真的模拟的基础上的3D BHZ模型和比较的结果与有效的2D表面模型,其计算成本要低得多。这两种方法都表明,CAR应该在很宽的参数范围内清楚地观察到,包括在更有限的范围内的完美CAR。此外,它可以由磁场控制,并且对无序具有鲁棒性。我们有效的2D实现允许对微米尺寸的系统建模,这是典型的实验设置,但对于3D模型来说计算量太大。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zeeman and spin-orbit effects in the Andreev spectra of nanowire junctions
研究了半导体纳米线制成的短约瑟夫森结中Andreev束缚态的能谱和电磁响应。我们着重讨论了塞曼效应和自旋轨道耦合对Andreev能级谱的联合作用。我们的模型结合了磁场在邻近线的渗透,这大大修改了光谱。我们特别注意费米子奇偶开关的发生在增加的字段值和磁场依赖的微波诱导跃迁的吸收强度。我们的计算可用于从微波和隧道光谱实验中提取定量信息,例如Van Woerkom等人最近报道的测量,arXiv:1609.00333。
2017-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiterminal Josephson junctions with tunable topological properties
Universität Konstanz(康斯坦茨大学);Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院)
本研究通过调节门控电势,在四端约瑟夫森结中探索拓扑非平凡相,并观察到门控电势与双量子点结构的拓扑安德鲁绑定态相似的物理现象。
2025-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of spin-discriminated Andreev bound states forming the 0-$π$ transition in Superconductor-Ferromagnet-Superconductor Junctions
考虑自旋向上和向下的准粒子的不同反射(透射)振幅,描述了S-F-S结中的约瑟夫森电流。我们表明,0- $π$转变的结可以发生在一定的温度下,只有足够强的自旋活动的接口。特别地,Andreev界面束缚态能量在一个自旋通道中必须全部为负,而在另一个自旋通道中必须为正。只有一个自旋通道对零温度约瑟夫森电流有贡献。在0- $π$转变的温度下,两个自旋通道基本上相互补偿,并且可以导致隧道结中临界电流的显著最小值。最小临界电流是二次的小透明度,并包含一个和相同的阶数的第一和第二谐波。
2001-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-current coherence peak in superconductor/magnet junctions
本文报道了热自旋电流在超导体中引起的相干峰效应。利用纵向自旋Seebeck效应测量了亚铁磁绝缘体Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$自旋注入超导体NbN引起的逆自旋霍尔效应。在NbN的超导转变温度附近,观察到自旋Seebeck电压的大幅度增强,其符号与涡旋能斯特效应的符号相反,但与超导体NbN中相干峰效应的计算一致。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall
Coherent multiple Andreev reflections and current resonances in SNS junctions
研究了有限长度任意透明量子SNS结中的相干多重Andreev反射。超导束缚态的存在下,在这些结引起了极大的增强的亚间隙电流。这种效应在低透明度结$D\ll1$和施加电压$Δ/2<eV<Δ$的间隔中最为显著,其中电流结构的幅度与结透明度$D$的一次幂成比例。共振电流结构由两粒子电流的台阶和振荡以及多粒子共振峰组成。两粒子电流结构的位置具有明显的温度依赖性,其与$Δ(T)$成比例,而多粒子共振的位置具有弱的温度依赖性,主要由结的几何形状决定。尽管共振双粒子电流很大,但在大电压下的过电流很小,并且与$D^2$成比例。Pacs:74.50+。r,74.80.Fp,74.20.Fg,73.23.Ad
2001-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced Andreev reflection in gapped graphene
我们从理论上证明了带隙石墨烯中超导邻近效应的不寻常特征,它呈现出一种具有净赝磁化的赝自旋破缺铁磁体。我们发现,带隙的存在使得石墨烯超导体/赝铁磁体(S/PF)结的Andreev电导的行为类似于石墨烯铁磁体-超导体结。能隙$Δ_N$增强了S/PF结的赝自旋反转Andreev电导,使$Δ_N\gg μ$达到极限最大值,该值取决于偏置电压,可以大于没有能隙的相应结的值。我们进一步证明了S/PF结的PF区域的局域态密度的阻尼振荡行为和PF/S/PF结构中的长程交叉Andreev反射过程以及PF的伪磁化的反平行排列,这证实了,在这方面,带隙的正常石墨烯表现得像铁磁石墨烯。
2012-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic Andreev $π$-reflection and Josephson $π$-junction for centrosymmetric spin-triplet superconductors
本文系统地研究了Andreev $π$ -相位和轨道相位对约瑟夫森效应的影响。当系统是中心对称的时反不变性时,这两个相位只出现在奇宇称对中。Andreev $π$ -相位与奇宇称对的具体形式无关,并且意味着在Andreev反射中进入和离开CTSC的自旋三重态库珀对之间的固有$π$ -相位。轨道相位对应于具有相反自旋极化的自旋三重态库珀对之间的相位差,并取决于奇宇称能隙函数的具体形式。当约瑟夫森结的正常区与具有特定奇宇称配对的CTSC同一侧接触时,两相之间的竞争可以导致约瑟夫森$π$结。注意,该结不同于传统的约瑟夫森结(JJ),并且根据其几何形状被称为U形结。同时,在常规JJ中,这两个阶段的相互作用导致它们对CPR的影响被完全抵消。因此,无论CTSC具有什么样的配对对称性,在这种情况下都将导致约瑟夫森0结。我们得到我们的结果的基础上的模型的M $_{x}$ Bi $_2$ Se $_3$家族,其中M可以是Cu,Sr,或Nb。因此,我们提出了通过一个U形约瑟夫森结的超导量子干涉装置来检测M $_{x}$ Bi $_2$ Se $_3$的配对对称性。
2020-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Andreev bands in three-terminal Josephson junctions
研究了三端约瑟夫森结中亚带隙Andreev束缚态的能带拓扑。我们仔细检查的对称性约束的散射矩阵在正常区域连接超导导线,使拓扑节点的Andreev状态的频谱。当散射矩阵具有时间反演对称性时,间隙闭合发生在特殊的稳定点,这些稳定点在拓扑上是平凡的,因为它们携带消失的Berry通量。与此相反,对于时间反演的情况下,我们发现拓扑单极的Berry曲率和相应的相变之间的状态与不同的陈数。后者由散射矩阵的结构控制,该散射矩阵可以通过在三端子几何形状中穿透结区域的磁通量来调谐。该系统的拓扑制度可以确定由非局部电导量子化,我们计算明确的散射矩阵的一个特定的参数化的情况下,每个水库是由一个单一的通道连接。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-engineering the Andreev band structure of a three-terminal Josephson junction
该研究通过 InAs/Al 三端 Josephson 结的双环相位控制,实验观测到二维相位空间中 Andreev 能级杂化形成的 Andreev 分子及其避免交叉和各向异性。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Weyl nodes in Andreev spectra of multiterminal Josephson junctions: Chern numbers, conductances and supercurrents
我们考虑介观四端约瑟夫森结,研究Andreev子带的涌现拓扑性质。我们使用的Wigner-Dyson类散射矩阵的带色散的约束分析。当超导导线正常区的散射矩阵与能量无关时,Andreev谱的行列式公式可化为一个回文方程,该方程有一个完整的解析解。带拓扑表现为外尔节点的外观,作为单极有限贝里曲率。相应的通量量化的陈数转化为一个量化的非局部电导,我们明确计算的时间反演对称散射矩阵。拓扑制度也可以确定的超导约瑟夫森电流相位关系表现出明显的非解析行为和不连续性附近的外尔点,可以在实验中可控地访问。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonlinear Transport through NS Junctions due to Imperfect Andreev Reflection
我们研究一个正常的金属-超导体(点)接触的限制,在金属线的导电通道的数量减少到几个通道。当有效费米能下降到带隙能以下时,形成宽度为费米能两倍的导电带。取决于操作模式,导带可以被进一步压缩,导致电流-电压特性中的各种非线性效应,诸如电流饱和、N形负微分电阻、双稳态和滞后。
1998-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity-assisted Andreev reflection at a spin-active half-metal-superconductor interface
在半金属铁磁体(H)和超导体(S)之间的干净界面处的Andreev反射振幅与激发能$\varepsilon$成比例,并且在$\varepsilon=0$处消失[Béri { \em等人},物理学\修订版本\ B { \bf 79},024517(2009)]。在这里,我们表明,杂质的存在下,或在HS接口附近导致有限的Andreev反射振幅在$\varepsilon=0$。这种杂质辅助Andreev反射占主导地位的HS结的低偏置电导和SHS结的约瑟夫森电流在长结限制。
2012-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev and normal reflections in gapped bilayer graphene-superconductor junctions
本研究通过散射理论和BTK形式主义,分析了带隙双层石墨烯-超导体结中的安德烈夫与正常反射,发现位移场调控反射类型,并首次预测正常逆行反射的可实验验证特征。
2023-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of supercurrent enhancement in SNS junctions by non-equilibrium injection into supercurrent carrying bound Andreev states
我们报告的超电流的增强首次通过注入在介观三端平面SNSNS设备由Al在GaAs上制成。当电流以注入偏压$V=Δ(T)/e$从超导Al电极中的一个注入时,在另外两个超导电极之间的DC约瑟夫森电流具有最大值,给出了由于非平衡注入到下层半导体的束缚Andreev态中而导致的增强的证据。这种效应一直持续到平衡超电流消失的温度。
1999-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Revisiting Andreev processes in superconductor-graphene-superconductor (SGS) Josephson junctions: Comparison with experimental results
本文重新审视超导体-石墨烯-超导体约瑟夫森结中的安德烈夫过程,通过转移矩阵方法解析推导安德烈夫束缚态能谱,计算电流与电导并与实验对比,发现镜面安德烈夫反射主导时电流和电导显著低于逆安德烈夫反射主导时。
2023-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con