Very Strong Superconducting Proximity Effects in PbS Semiconductor Nanowires
我们报道了利用PbS半导体纳米线和Pb0.5In0.5超导电极制备强耦合纳米混合超导结。在0.3 K时，最大超导电流可达15 μA，这是迄今为止在超导体-纳米线超导结中观察到的最高值。微波诱导的恒定电压阶跃的观察证实了真正的约瑟夫森耦合通过纳米线的存在。外磁场作用下临界电流的单调抑制也与窄结模型吻合得很好。开关电流的温度依赖性随机分布表现出从相扩散到热激活过程的交叉，随着温度的降低。这些强耦合纳米杂化超导结将有利于门可调谐超导量子信息器件的发展。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in planar Superconductor/Semiconductor junction
我们测量了氮化钛（超导体，Tc = 4.6K）/高掺杂硅（半导体）SIN结（绝缘层代表肖特基势垒）的超低温（低至30 mK）亚带电阻。随着温度的降低，如预期的那样，SIN结的电阻增加。在300 mK附近，电阻出现最大值，温度越低，电阻越小.这种观察到的行为是由于硅中的无序（“无反射隧穿”）导致的朝向界面的相干背散射。在低温（T<300 mK）下的电阻的电压依赖性（零偏置异常）中也观察到这种效应。的整体电阻行为（在其温度和电压依赖性）进行比较，现有的理论和值的损伤率，势垒电阻和有效的载流子温度被提取。
1999-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced low-energy renormalization in hybrid semiconductor-superconductor Majorana structures
一个极小模型的混合超导体半导体纳米线马约拉纳平台的开发，充分捕捉的低能量重整化的纳米线模式所产生的母超导体的存在下的影响。在这个模型中，母超导体是一个明确参与低能物理的有源组件，而不仅仅是一个被动的伙伴，只提供邻近诱导的库珀对的纳米线。这种对超导体和半导体的平等对待是有必要的，因为最近的实验不允许仅仅根据裸半导体性质进行一致的解释。一般的理论涉及到精确的半导体格林函数，其中包括从隧道耦合超导体产生的动态自能校正的评估。拓扑超导电性的出现的一般条件的单带以及多带纳米线和详细的数值结果给出了无限和有限线的情况下。通过数值计算给出了拓扑量子相图，得到了有限线中Majorana束缚态及其波函数重叠引起的振荡能量分裂行为。重整化效应被证明是定性和定量的重要修改的低能量谱的纳米线。理论的结果被发现是在良好的定性协议与马约拉纳纳米线实验，从而得出的结论是，邻近诱导的低能量重整化的纳米线模式的母超导体是具有根本重要性的超导体-半导体混合结构。指出了获得真零能拓扑Majorana模的一般理论的意义。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of superconducting proximity effect in hole-based hybrid semiconductor-superconductor devices
本文针对锗基空穴混合半导体-超导体器件，发展有效理论并结合数值计算，揭示空穴带获得超导关联的机制，预测非标准配对、f型超导及无能隙态等实验可观测现象。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic surface channels in fully in situ defined Bi$_4$Te$_3$ Josephson junctions with aluminum contacts
在这封信中，我们报告的电输运性质的Bi $_4$ Te $_3$在约瑟夫森结几何形状使用超导铝电极与钛互扩散障碍。Bi $_4$ Te $_3$被认为是一种双重拓扑绝缘体，由于时间反演和镜像对称性，强拓扑绝缘体相和晶体拓扑相共存.通过Bi $_4$ Te $_3$层的超导电流的形成由两步过程来解释。首先，由于Al/Ti电极的紧密接近，在电极正下方的Bi $_4$ Te $_3$层内感应出超导能隙。该间隙的大小通过分析在低电压偏置下在器件差分电阻内识别的多个Andreev反射（MAR）来确定。第二，基于Andreev反射和反向Andreev反射过程，在这两个邻近耦合区之间的弱连接区中建立超电流。的临界电流以及火星的温度依赖性的分析表明，主要是弹道超电流的贡献之间的邻近的Bi $_4$ Te $_3$区域，即使该材料的特点是由半金属体相。这些弹道模式的存在给出了指示的拓扑性质的Bi $_4$ Te $_3$。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrostatic control of the proximity effect in the bulk of semiconductor-superconductor hybrids
本研究通过非局域光谱法在InSb/Al/Pt混合体中证实电场可调控半导体与超导体的耦合强度，从而控制体相诱导能隙及临界磁场，并探讨了交叉区域现象与拓扑相变的关系。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Momentum relaxation in a semiconductor proximity-coupled to a disordered s-wave superconductor: effect of scattering on topological superconductivity
研究了常规半导体和无序s波超导体之间的超导邻近效应。我们计算了半导体中由于电子隧穿进入无序超导体和散射杂质的过程而产生的有效动量弛豫率。有效无序散射率的大小对于理解出现在半导体中的拓扑（手性p波）超导状态的稳定性是重要的，因为无序散射具有有害影响并且可以将系统驱动到非拓扑状态。我们发现，杂质的有效散射率涉及高阶隧穿过程，并抑制由于准粒子和准空穴轨道的破坏性量子干涉。我们发现，尽管事实上，这两个邻近诱导的间隙和有效的杂质散射率取决于界面的透明度，有一个大的参数制度，拓扑超导相是强大的超导体中的无序。因此，我们建立了超导体中的静态无序不抑制邻近感生的拓扑超导性的半导体。
2011-10-25 cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in tripartite superconductor-ferromagnet-semiconductor nanowires
出于最近的实验寻找马约拉纳零模式在三方半导体纳米线与外延超导体和铁磁绝缘体层，我们探讨了拓扑超导性的出现在这样的设备的三个组成部分的范例安排。考虑到磁性和超导性之间的竞争，我们自洽地处理超导性，并在直接波函数方法内描述电子性质，包括超导和铁磁邻近效应。我们的结论是，拓扑超导性最可行的机制依赖于超导体-半导体-铁磁安排的成分，其中自旋分裂和超导性是独立诱导在半导体中的接近和超导性是只有微弱的铁磁绝缘体的影响。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Soft superconducting gap in semiconductor-based Majorana nanowires
我们开发了一个理论的邻近效应在超导体半导体正常的金属隧道结构，最近已被广泛的实验研究，导致观察到的传输签名符合预测的零能量马约拉纳束缚态。我们表明，我们的模型的半导体纳米线具有多个占用的子带不同的传输概率通过势垒再现所观察到的“软间隙”的行为与大量的子间隙隧穿电导。我们研究了软带隙现象在隧穿电导和局域态密度测量中的表现，并讨论了这两个量之间的相关性。我们强调，邻近效应与多带半导体和正常的金属状态的铅之间的杂交是一个内在的影响，导致软间隙问题。除了本征贡献之外，还可能存在外部效应，例如界面无序，从而加剧了软带隙问题。我们的工作建立了一个普遍存在的本征软间隙的超导体-半导体-正常金属隧穿输运电导由正常金属的逆邻近效应引起的一般可能性。
2014-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting proximity effect in semiconductor thin films with spin-splitting and spin-orbit interaction
具有自旋活性材料的超导异质结构已经成为工程拓扑超导体的有前途的平台，其在表面、边缘和涡旋处具有马约拉纳束缚态。在这里，我们提出了一种方法来评估，从微观模型，能带结构的有限厚度的半导体薄膜上沉积在一个传统的超导体。解析表达式的邻近诱导间隙开口的微观参数和邻近效应中存在的自旋轨道和交换分裂的Andreev反射过程中可视化。拓扑不变量的表达式，与马约拉纳束缚态的存在，示出仅依赖于半导体薄膜的参数。膜的有限厚度导致膜中的共振态，从而产生复杂的能带结构，随着膜的参数被调谐，拓扑相位在平凡和非平凡之间交替。
2012-08-08 cond-mat.supr-con
Theory of giant and nil proximity effects in cuprate semiconductors
许多观察指出，高Tc铜氧化物超导体可能不是传统的巴丁-库珀-施里弗（BCS）超导体，而是来自实空间对的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），这是移动的小双极化子。本文解析地求出描述玻色凝聚隧穿进入铜氧化物半导体的Gross-Pitaevskii方程的解，定性和定量地解释了实验上发现的零邻近效应和巨邻近效应。
2006-08-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Proximity effect in PbTe-Pb hybrid nanowire Josephson junctions
本文首次在PbTe-Pb混合纳米线中实现超导邻近效应，展示栅极可调超电流和硬超导能隙，为新型半导体体系中马约拉纳零能模探索和栅极可调量子比特应用奠定基础。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A unified numerical approach to semiconductor-superconductor heterostructures
我们开发了一个统一的数值方法来模拟超导体-超导体异质结。我们的方法考虑到平等的基础上的重要的关键成分：邻近诱导的超导性，轨道和塞曼效应的应用磁场，自旋轨道耦合以及静电环境。作为一个模型系统，我们认为砷化铟（InAs）纳米线与外延铝（Al）壳，并证明所获得的结果与现有的实验数据的定性协议。最后，我们描述了有限磁场中出现的拓扑超导相，并计算了相应的拓扑相图。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunable Supercurrent Through Semiconductor Nanowires
纳米尺度的超导体-半导体混合器件是由InAs半导体纳米线与铝基超导体电极单独接触组装而成的。低于1 K，接触的高透明度引起邻近诱导的超导性。纳米线形成超导弱连接，作为介观约瑟夫森结，具有电可调耦合。超电流可以通过作用于纳米线中的电子密度的栅极电压来接通/关断。栅极电压的变化会引起正常态电导的普遍波动，这与临界电流波动明显相关。交流约瑟夫森效应引起微波辐照下伏安特性的夏皮罗台阶。
2005-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Highly-sensitive superconducting quantum interference proximity transistor
本文报道了一种基于铝铜（Al-Cu）工艺的高性能超导量子干涉邻近晶体管（SQUIPT）的设计与实现。我们采用一根细而短的铜纳米线，在正常金属态密度下，实现了邻近感生小间隙的全相位驱动调制。在最佳偏压下，我们在亚开尔文温度下记录了前所未有的高通量-电压（高达3 mV/ $Φ_0$）和通量-电流（超过100 nA/ $Φ_0$）传递函数值，其中$Φ_0$是通量量子。最佳的磁通量分辨率（低至500 N $Φ_0/\sqrt{Hz}$在240 mK，由室温预放大阶段的限制）下达到固定的电流偏置。这些数字的优点，结合超低功耗和微米尺寸的尺寸，使这种介观干涉仪有吸引力的低温应用，如小自旋人口的磁化的调查。
2014-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in a ferromagnetic semiconductor with spin-orbit interactions
从理论上研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的铁磁半导体中的邻近效应。交换势产生相反自旋三重态库珀对，通过自旋-轨道相互作用，库珀对转变为等自旋三重态。在强自旋-轨道相互作用的极限下，主导库珀对的对称性取决于铁磁体中的无序程度。在干净的限制，自旋单线态$s$ -波库珀对是最主要的，因为自旋动量锁定稳定的库珀对组成的时间反演的合作伙伴。另一方面，在脏极限中，等自旋三重态$s$波对占主导地位，因为随机杂质势释放了锁定。我们还讨论了自旋-轨道相互作用对约瑟夫森电流的影响。
2019-03-07 cond-mat.supr-con
Bulk disorder in the superconductor affects proximity-induced topological superconductivity
我们研究了超导体中的普通无序对磁性吸附原子诱导的Shiba态和隧道耦合到大块超导体的纳米线中的邻近诱导超导性的影响。在自洽玻恩近似的形式主义，我们表明，与普遍的信念相反，邻近诱导的拓扑超导性可以受到不利影响的体超导无序，即使在没有任何障碍的纳米线（或超导体纳米线界面）时，邻近隧道耦合是强的。特别是，体无序可以有效地随机化的柴坝状态的能量。在一个接近的半导体纳米线的情况下，我们数值计算的依赖性的有效的障碍和配对间隙诱导线作为超导体-超导体隧道耦合的函数。我们发现，诱导的耦合无序的标度指数总是大于诱导的间隙，这意味着在弱耦合，邻近诱导的配对间隙占主导地位，而在强耦合，诱导的无序占主导地位。这些发现带来了提高质量的块状超导体本身的重要性（除了质量的纳米线和接口）在实验中寻找固态马约拉纳费米子在邻近耦合的混合结构，特别是，指出追求强耦合的半导体和超导体之间的目标朝着有一个大的邻近间隙的陷阱。特别是，我们的工作建立了强耦合混合系统中的大块超导体的Majorana研究必须在超净的限制，因为否则的散装无序可能会完全抑制所有诱导的拓扑超导效应。
2015-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High critical magnetic field superconducting contacts to Ge/Si core/shell nanowires
高临界场超导体和半导体纳米线之间的接触在拓扑量子线路的上下文中是重要的，其中超导性必须维持到高磁场。在这里，我们展示了栅极可调的超导NbTiN-Ge/Si核/壳的异质结NbTiN结。我们观测到的超电流的磁场高达800 mT。通过共隧穿量子点测量的诱导软超导能隙为220 μeV。为了提高接触的透明度，我们沉积一个铝夹层之前，NbTiN和观察系统的变化，在设备夹断电压与铝的厚度。我们通过观察铝与Ge/Si纳米线在180° C（普通电子束光刻胶的烘烤温度）下退火，告知未来的多步器件制造。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transparent Semiconductor-Superconductor Interface and Induced Gap in an Epitaxial Heterostructure Josephson Junction
测量多Andreev反射（MAR）在约瑟夫森结制成的InAs异质结与外延铝被用来量化的高度透明的超导体-超导体界面，表明近单位传输。所观察到的MAR的温度依赖性并不遵循传统的BCS形式，而是与量子阱中的态密度获得有效诱导能隙的模型一致，在我们的情况下为180 μeV，接近于外延超导体的能隙。MAR的载流子密度依赖性进行了研究，使用耗尽门，揭示了半导体量子阱的子带结构，与在同一晶片上进行的裸InAs的磁输运实验一致。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity generated by thin films: Effects of Fermi surface mismatch and disorder in the superconductor
我们研究了表征超导薄膜的无序对由薄膜产生的邻近诱导超导性的影响（例如，半导体）的三维微观模型的精确数值分析的基础上。为了使问题数值上易于处理，我们使用一个递归的格林函数的方法结合修补的方法，利用短期性质的界面格林函数在无序的存在。由于超导体（SC）和半导体（SM）之间的费米表面失配以及横向SC模式的约束诱导量子化，由干净SC膜诱导的邻近效应通常比体SC的相应量小一到三个数量级，并且表现出巨大的厚度依赖性变化。无序的存在具有竞争效应：一方面它增强了邻近诱导的超导性并抑制了其强烈的厚度依赖性，另一方面它在SM中产生邻近诱导的有效无序。本文用非微扰方法研究了邻近诱导无序对拓扑超导相和相应的Majorana模的影响。
2022-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect can induce the energy gap rather than superconducting pair potential
对于s波超导体/半导体/铁磁绝缘体结构，邻近效应可以在半导体中引入能隙，而不是其微观哈密顿量的超导对势。因此，在这种结构中实现拓扑超导态是值得怀疑的。
2010-10-21 cond-mat.str-el 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
Exciton-Enhanced Superconductivity in Monolayer Films of Aluminum
本文提出激子机制解释铝单层薄膜中超导临界温度增强的现象，指出激子诱导库珀配对可产生更大能隙和更高临界温度，并通过与实验对比验证了该可能性。
2025-06-19 cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect in semiconductor Majorana nanowires
我们研究的影响的逆邻近效应的超导成核的混合结构组成的半导体纳米线放置在接触一个薄的超导膜，并讨论由此产生的限制操作的马约拉纳为基础的设备。强顺磁效应的电子进入半导体与自旋-轨道耦合和范霍夫奇异性的电子态密度的线是负责抑制超导关联在低场域和重入超导在高磁场在拓扑非平凡的制度。在后一种情况下，临界温度的增长持续到上临界场，由于轨道或顺磁机制，破坏了超导膜内部的配对。在拓扑和非拓扑区域之间的边界附近的均匀超导态的抑制提供了有利于Fulde-Ferrel-Larkin-Ovchinnikov不稳定性的条件。
2018-03-27 cond-mat.supr-con
Proximity-induced gapless superconductivity in two-dimensional Rashba semiconductor in magnetic field
受近期实验启发，本文提出了一种描述被超导体近邻化的无序二维 Rashba 半导体的理论模型，预测了无能隙超导相，并在真实数据上实现了定量吻合，可提取平均自由程等原位材料参数。
2024-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Transmon qubit using Sn as a junction superconductor
该研究使用InAs纳米线和β-Sn超导壳实现transmon量子比特，通过栅极调谐频率达3 GHz，获得T1=27微秒和T2=1.8微秒，并探讨了提升相干时间的途径。
2025-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Understanding the superconducting proximity effect in semiconductors through quantum oscillations
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University College London（伦敦大学学院）；University of Oxford（牛津大学）
本研究通过对覆盖不同金属薄膜的埋入式InAs量子阱的量子振荡分析，确定了超导体下方的载流子参数，揭示了金属对界面子带及量子寿命的影响，为超导体-半导体异质结构提供了关键的正常态参数。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Measurement of junction conductance and proximity effect at superconductor/semiconductor junctions
超导邻近效应在薄半导体器件中马约拉纳模的研究中起着重要的作用。使用传输测量来量化由邻近效应引起的半导体中的变化，提供了对诸如屏蔽和散射之类的动态过程的测量。然而，在两端测量中，由于界面电导引起的电阻与半导体中的传输电阻串联。这两种情况都在变化，如果没有更多的信息，就不可能将它们分开。我们已经设计了一种新的三端设备，提供两个电阻测量，足以提取两个结电导和二维薄层电阻下的超导接触。我们已经比较了Nb和InAs和Nb和30%InGaAs之间的结，所有生长之前被从超高真空分子束外延生长系统中移除。最透明的结是InAs，其中每个Landauer模式的透射系数大于0.6。用非原位沉积制成的接触实质上更不透明。我们发现，对于最透明的结，随着温度降低，最大的分数变化是半导体的电阻。
2014-02-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting Proximity Effect in Two-Dimensional Hole Gases
本文提出一个针对二维空穴气体的超导邻近效应模型，基于Luttinger-Kohn模型引入界面参数，定量预测HH/LH带中的配对及自旋轨道耦合修正，为量子器件建模提供基础。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced superconductivity in a bilayer graphene quantum point contact
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
该研究实现了铝邻近诱导的双层石墨烯量子点接触，揭示其一维输运模式调控混合系统平衡邻近效应与非平衡动力学的规律，为相关超导量子器件研究提供了实验基础。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hard gap in epitaxial semiconductor-superconductor nanowires
超导性的许多现在和未来的应用将受益于载流子密度和隧穿速率的静电控制，这是半导体器件的标志。一个特别令人兴奋的应用是实现拓扑超导性作为量子信息处理的基础。基于半导体纳米线中的邻近效应的这一方向的提议很有吸引力，因为关键成分目前已经掌握。然而，以前的情况下，接近半导体显示显着的隧道电导低于超导能隙，这表明一个连续的subgap状态-一种情况，使拓扑保护无效。在这里，我们报告了一个硬超导能隙诱导的邻近效应在半导体中，使用外延Al-InAs超导体-半导体纳米线。硬间隙，以及良好的材料性能和栅极可调谐性，使这种新的混合系统的一些应用程序，以及介观超导的基础研究有吸引力。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Semiconductor Epitaxy in Superconducting Templates
将高质量的超导-半导体器件集成到可扩展的CMOS兼容架构中仍然是一个突出的挑战，目前阻碍了它们的实际应用。在这里，我们展示了生长的InAs纳米线单片集成在硅内含有超导TiN元素的横向空腔。这种技术允许生长的混合器件，其特征在于尖锐的超导体-超导体界面，并沿任意结晶方向对齐。在低温下的电气特性揭示了邻近感应超导InAs通过透明的界面。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev reflection versus Coulomb blockade in hybrid semiconductor nanowire devices
半导体纳米线为研究量子输运现象和超导电性提供了一个很有前途的低维系统。在这里，我们调查之间的竞争库仑阻塞效应，Andreev反射，和量子干涉，在InAs和InP纳米线连接到铝基超导电极。我们比较了三种极限情况下，根据隧道耦合强度和特征库仑相互作用能。对于弱耦合和大的充电能量，观察到负微分电导作为一个直接后果的BCS态密度的铅。对于中等耦合和小于超导能隙的充电能量，电流-电压特性由Andreev反射控制，库仑阻塞仅在零偏压附近产生影响。对于几乎理想的接触coherencies和可忽略不计的充电能量，我们观察到普遍的电导波动，其幅度增强由于Andreev反射在接触。
2008-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum dot spectroscopy of proximity-induced superconductivity in a two-dimensional electron gas
我们报道了一个混合超导体-量子点器件的实现从InGaAs/InAlAs半导体异质结构中的二维电子气开始，通过自顶向下的纳米结构。量子点由放置在平面Nb-InGaAs量子阱-Nb结的正常区域内的静电栅极限定。在强库仑阻塞以及共隧穿光谱制度的测量允许直接探测的邻近诱导的能隙的弹道二维电子气耦合到超导体。
2011-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Broadband microwave spectroscopy of semiconductor nanowire-based Cooper-pair transistors
库珀对晶体管（CPT）是一个封闭在两个约瑟夫森弱连接之间的超导小岛，是各种超导量子线路的原子构件。利用栅极可调半导体沟道作为薄弱环节，与约瑟夫森隧穿相关联的能量尺度可以相对于岛的充电能量而改变，从而调整其电荷波动的程度。在这里，我们直接证明了这种控制映射的能级结构的CPT的砷化铟纳米线（NW）与超导铝壳。我们提取的相位偏置纳米线CPT的量子动力学的详尽建模的基础上的设备参数，并直接测量作为设备温度的函数的奇偶校验占用比，相关的超导和未来的拓扑量子比特。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of large induced superconducting gap on semiconductor Majorana nanowires
随着InAs纳米线和超导Al壳之间具有强超导体-半导体隧道耦合的极高质量外延界面的最近实现，可以探索半导体中邻近诱导超导性的新制度，其中诱导间隙的值可能与体Al间隙（大间隙）相似，具有可忽略的子间隙电导（硬间隙）。我们提出了几个实验相关的后果，这个大间隙强耦合制度的隧穿实验，我们评论的前景，这个制度的拓扑超导性。特别是，我们表明，具有较强的自旋-轨道耦合和大自旋g因子的半导体纳米线的优点可能都受到损害，在这种强耦合的限制，和稍微弱的界面隧穿可能是必要的，以实现最佳的接近超导的半导体纳米线。我们推导出一个最小的，通用的强耦合硬间隙制度获得良好的定性与实验一致的理论，并指出未来的发展方向，进一步朝着马约拉纳纳米线的混合超导体超导体结构。
2015-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous Proximity Effect of Planer Topological Josephson Junctions
脏超导结中的反常邻近效应是揭示拓扑超导体中Majorana束缚态和奇频库珀对的深刻本质的最引人注目的现象之一。受最近实验实现的平面拓扑约瑟夫森结的启发，我们描述了超导体/半导体混合体中的异常邻近效应，其中一个额外的脏正常金属段从拓扑约瑟夫森结延伸。拓扑约瑟夫森结中的拓扑相变伴随着附着的脏正常金属的低能输运性质的急剧变化。零偏置微分电导的量子化仅出现在拓扑非平凡相中，是由马约拉纳束缚态和奇频库珀对渗透到肮脏的正常金属段中引起的。因此，我们提出了一个实际的实验观察异常邻近效应。
2020-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing proximity-induced superconductivity in bilayer graphene using gate-defined quantum dots
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本研究利用栅极定义的量子点作为局部光谱探针，在双层石墨烯与超导NbSe2近邻化的全二维平台上探测到高达80微电子伏特的近邻诱导超导能隙，并发现其可延伸超过1微米，展示了可控的超导-量子点混合平台。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Strong anomalous proximity effect from spin-singlet superconductors
自旋三重态$p_x$波超导体与脏的正常金属之间的邻近效应导致了各种不寻常的电磁性质，反映了拓扑保护的零能准粒子与奇频库珀对之间的合作关系。然而，由于缺乏自旋三重态$p_x$波超导体的候选材料，观察这种效应一直很困难。在本文中，我们证明了异常邻近效应，这是本质上等效的自旋三重态$p_x$波超导体，可以发生在半导体/高$T_c$铜氧化物超导体混合装置中，其中两个潜在的共存：自旋单重态$d$波对势和自旋轨道耦合势维持持久的自旋螺旋状态。因此，我们提出了一个替代的和有前途的路线来观察异常邻近效应的拓扑保护准粒子和奇频库珀对的深刻性质。
2021-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Metallization of Rashba wire by superconducting layer in the strong-proximity regime
在最近的实验中，定义在二维电子气中并与薄超导层强耦合的半导体量子线作为托管马约拉纳束缚态的有前途的平台已经被广泛探索。我们数值研究这样的几何形状，由一个准一维线耦合到一个无序的三维超导层。我们发现，在一个相当大的接近诱导的超导能隙的强耦合极限，所有的横向子带的线的能量显着转移相对于化学势的线。对于最低的子带，这种带移在幅度上与由于超导体的有限厚度（对于10 nm厚的铝层，通常为$\sim500$ meV）而产生的量子化能级之间的间距相当;在较高的子带中，带移要大得多。此外，我们表明，系统的宽度，这通常是远远大于厚度，和适度的无序内的超导体几乎没有影响的诱导间隙或带移。我们提供了一个详细的讨论，我们的结果的后果，认为一个巨大的能带位移和显着的重正化的半导体材料参数在强耦合限制，使其具有挑战性的实现拓扑相在这样的设置，作为强耦合到超导体基本上金属化的半导体。半导体的这种金属化可以通过测量能带位移来实验性地测试。
2018-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A generic new platform for topological quantum computation using semiconductor heterostructures
我们表明，薄膜的半导体，如GaAs，其中的s波超导性和塞曼分裂诱导的邻近效应，支持零能量马约拉纳费米子模式在普通的涡旋激发。拓扑有序的关键是自旋轨道耦合的存在，与邻近诱导的s波超导共存。由于时间反演对称性被明确打破，薄膜的边缘构成了手性马约拉纳线。我们提出的异质结构--半导体薄膜夹在s波超导体和磁性绝缘体之间--是一个通用的系统，它可以作为拓扑量子计算的平台，凭借非阿贝尔马约拉纳费米子的存在。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Vortex states and Majorana fermions in spin-orbit coupled semiconductor-superconductor hybrid structures
我们研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维半导体中涡旋核的能谱，该涡旋核与常规超导体和铁磁绝缘体邻近耦合。我们使用微观紧束缚Bogoliubov-de Gennes方法在晶格上进行自洽计算，并证实了Majorana费米子在非平凡拓扑相中的存在。我们还发现了两个不同的拓扑平凡体超导相，不同的只是它们支持的涡核结构的类型和零能量激发分开。此外，我们还发现了能谱中关于塞曼分裂和涡旋旋转方向的不对称性，并解释了其物理根源。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in a two-dimensional electron gas coupled to a thin superconducting layer
最近有几个实验研究诱导超导性的半导体二维电子气体，强耦合到薄超导层，以及探测可能的拓扑相支持马约拉纳束缚态在这样的设置。我们表明，在这种几何形状的超导体在半导体中诱导了大的能带位移，从而使实现拓扑相位具有挑战性。此外，我们表明，虽然增加超导层的厚度降低了带移的幅度，但它也导致了半导体材料参数的更显著的重正化，并且不会减少调谐到拓扑相的挑战。
2018-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting contacts to a monolayer semiconductor
我们展示了超导垂直互连访问（VIA）接触到单层二硫化钼（MoS $_2$），分层半导体具有高度相关的电子和光学性能。作为接触材料，我们使用MoRe，一种具有高临界磁场和高临界温度的超导体。电子输运主要是由一个单一的超导体/正常导体结与一个明确的超导体间隙。此外，我们发现的MoS $_2$区域是强耦合到超导体，导致共振Andreev隧穿和结依赖的间隙特性，表明超导邻近效应。磁电阻测量表明，能带结构和高本征载流子迁移率保持完整的大部分的MoS $_2$。这种类型的VIA接触适用于各种层状材料和超导接触，开辟了一条通往单层半导体的道路，作为超导混合器件的平台。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
InAs/MoRe hybrid semiconductor/superconductor nanowire devices
实现能够在强磁场存在下在半导体中邻近诱导大能隙的超导体是半导体/超导体混合材料在未来量子信息技术中应用的主要目标。在这里，我们研究的性能组成的InAs纳米线的电接触的铼-铼（MoRe）超导合金的设备。MoRe薄膜的相变温度约为10 K，临界磁场超过6 T.正常/超导体设备使隧道光谱的相应的诱导超导性，这是保持高达~10 K，和MoRe的约瑟夫森设备表现出超电流和多个Andreev反射。我们确定了一个诱导的超导能隙低于预期的转变温度，并观察在有限的磁场间隙软化。这些可能是基于大间隙II型超导体的混合体的共同特征。这些结果鼓励进一步开发基于MORE的混合动力车。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in planar TiN-Silicon junctions
我们测量了氮化钛（超导体，Tc=4.6K）/高掺杂硅（简并半导体）SIN结的低温亚带电阻，其中I代表肖特基势垒。在低能量下，由于硅中的无序（“无反射隧穿”），电子向界面的相干背散射，子带电导增强。这种零偏异常（ZBA）分别被250 mK以上的温度或0.04 T以上的磁场破坏。的整体微分电阻行为（相对于温度和电压）进行比较，现有的理论和值的损伤率和屏障透射率提取。这样的分析导致我们引入电子的有效温度，并讨论通过SIN界面的散热。
2000-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhancement of Proximity Induced Superconductivity in a Planar Ge Hole Gas
平面锗中的空穴气体可以具有高迁移率，结合强的自旋轨道相互作用和电可调的g因子，因此正在成为用于创建混合超导体-半导体器件的有前途的平台。混合锗基量子技术面临的一个关键挑战是设计高质量的界面和超导接触，这些界面和接触对磁场具有鲁棒性。在这项工作中，通过结合资产的铝，它提供了良好的接触的Ge，和铌，它有一个显着的超导能隙，我们展示了高度透明的低无序的JoFET与相对较大的\IcRn \产品，能够承受高磁场。此外，我们证明了相位偏置个别的JoFET的能力，开辟了一条途径，探索平面Ge拓扑超导性。在超过1.8特斯拉的混合设备中，超导性的持久性为在同一芯片上集成自旋量子比特和邻近诱导超导性铺平了道路。
2021-02-19 cond-mat.supr-con
Gapped triplet $p$-wave superconductivity in strong spin-orbit-coupled semiconductor quantum wells in proximity to $s$-wave superconductor
我们证明了{ \it gapped}三重态超导电性，即，具有三重态序参量的三重态超导体，可以在接近于$s$波超导体的强自旋轨道耦合量子阱中实现。结果表明，在超导邻近效应诱导的单重态序参量作用下，量子阱中不仅由于自旋-轨道耦合可以产生三重态对，而且由于电子-电子之间的有效相互作用（包括电子-电子库仑相互作用和电子-声子相互作用）也可以诱导出三重态序参量.这是de Gennes工作的自然延伸，在de Gennes工作中，排斥相互作用诱导的单重态序参量出现在接近$s$波超导体的正常金属中[Rev. Mod. Phys. { \bf 36}，225（1964）]。具体来说，我们推导出有效的Bogoliubov-de Gennes方程，其中由于有效的电子-电子相互作用的自能有助于单重态和三重态序参量。结果表明，对于单重态序参量，由于自能重整化，它被有效地抑制;而对于三重态序参量，由于自旋轨道耦合，它是具有平行于有效磁场的${\bf d}$矢量的$p$波（$p_x\pm ip_y$）.最后，我们对InSb（100）量子阱进行了数值计算。具体地说，我们揭示了库仑相互作用是更重要的比电子-声子相互作用在低温下。此外，它表明，适当的电子密度，重整化单重态的最小值和诱导的三重态序参量的最大值是可比的，因此可以在实验上区分。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Density of states of disordered topological superconductor-semiconductor hybrid nanowires
利用Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程，数值计算了无序半导体纳米线在自旋轨道耦合、Zeeman自旋分裂和附近超导体诱导的s波超导邻近效应作用下进入拓扑p波超导相的无序平均态密度.与相应的理论自洽玻恩近似（SCBA）处理无序效应的结果相比，我们评论的拓扑相图中存在的增加的无序。虽然混乱强烈抑制零偏置峰（ZBP）与马约拉纳零模式，我们发现一些明确的残余ZBP，即使拓扑间隙基本上消失在SCBA理论，因为混乱。我们明确地比较混乱的拓扑和平凡阶段的状态的数密度的影响。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Granular aluminum induced superconductivity in germanium for hole spin-based hybrid devices
ISTA, Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）；Quantum Advanced Research Center (QuARC), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（西班牙高等科学研究理事会量子先进研究中心）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)（西班牙高等科学研究理事会马德里材料科学研究所）
研究通过颗粒铝在锗异质结上诱导强超导能隙，实现空穴物理特征和g张量调谐，突破小in-plane g因子材料的挑战。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Metallization and proximity superconductivity in topological insulator nanowires
由拓扑绝缘体（TI）纳米线与超导层接近构成的异质结构提供了实现拓扑超导性和相关的马约拉纳束缚态（MBS）的有希望的途径。在这里，我们研究这样的一个$s$波超导体和TI纳米线之间的薄层耦合所造成的影响。我们发现，有一个独特的现象所产生的金属化状态的TI纳米线的超导体。在强耦合限制，需要诱导一个大的超导配对电位，我们发现，金属化的结果在TI纳米线的子带（$\sim 20$毫电子伏）的移位，以及它导致一个小的减少子带间隙的大小打开的磁场平行于纳米线轴。令人惊讶的是，我们发现TI纳米线中的金属化效应也是有益的。最值得注意的是，与超导体的耦合在靠近与超导体的界面的TI纳米线的部分中引起电势，这破坏了反转对称性并且在有限动量下提升了子带内的状态的自旋简并性。因此，与超导体的耦合可以产生或增强子带分裂，这是实现拓扑超导性的关键。这与半导体形成鲜明对比，在半导体中，金属化效应总是减少由自旋轨道耦合引起的等效子带分裂。我们还发现，在某些几何形状的金属化效应可以减少所需的临界磁进入拓扑阶段。我们得出结论，与半导体不同，TI纳米线中发生的金属化效应可以相对容易地减轻，例如通过修改所附超导体的几何形状或通过补偿TI材料。
2022-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal superconducting quantum interference proximity transistor
本文实验演示了通过相位调谐超导邻近效应控制纳米线热流的热超导量子干涉晶体管，实现温度调制和相位可调热存储功能，为相干热电子学器件设计奠定基础。
2022-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana Fermions Under Uniaxial Stress in Semiconductor-Superconductor Heterostructures
自旋-轨道耦合半导体纳米线与体$s$波超导性的塞曼分裂接近接触最近被提出作为一个有前途的平台，实现马约拉纳费米子。然而，在这种设置中，纳米线的化学势通常被超导体的费米表面钉扎。这使得通过外部电子门调整化学势，这是明确检测马约拉纳费米子的关键要求，在实验中非常具有挑战性。在这里，我们表明，可调拓扑超导制度支持马约拉纳费米子可以实现在半导体纳米线使用单轴应力。对于n型纳米线，单轴应力调谐有效化学势，而对于p型系统，有效配对也可以通过应力修改，从而显著增强拓扑minigap。我们表明，所需的应力，0.1%的顺序，是在目前的实验范围内，使用传统的压电晶体。
2013-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superconductivity in semiconductor-superconductor-magnetic insulator heterostructures
混合超导-半导体异质结构是实现拓扑超导体和探索马约拉纳束缚态物理的重要平台。最近的实验进展的动机，我们从理论上研究如何磁绝缘体提供了一种替代使用外部磁场达到拓扑政权。我们考虑不同的设置，其中：（1）磁性绝缘体在超导体中诱导交换场，这导致通过邻近效应在半导体中分裂，以及（2）磁性绝缘体充当超导体和半导体之间的自旋过滤隧道势垒。我们表明，在超导体中的自旋分裂单独不能诱导在半导体的拓扑转变。为了克服这一限制，我们建议使用自旋过滤屏障，增强磁交换，并提供了一个拓扑相变的机制。此外，自旋相关隧穿引入了对能带对准的强烈依赖，这在量子限制系统中可能是至关重要的。与需要外部磁场的先前设备相比，该机制打开了通向拓扑导线网络的路线，其中对设备几何形状的约束更少。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
