Disordered graphene Josephson junctions
采用基于Chebyshev-Bogoliubov-deGennes方法的紧束缚方法描述了无序单层石墨烯约瑟夫森结。包括由空位、波纹或带电杂质引起的散射。我们计算了约瑟夫森电流，并研究了多重Andreev反射的性质，多重Andreev反射导致束缚态出现在超导能隙以下的能量态密度的峰值。在单原子空位的存在下，我们观察到一个强大的抑制的超电流，这是一个强谷间散射的后果。虽然晶格变形不应该引起谷间散射，我们发现，超导仍然被抑制，这是由于赝磁势垒的存在。对于带电杂质，我们考虑两种情况，这取决于平均掺杂是否为零，即存在电子空穴水坑，或有限的。在这两种情况下，短程杂质强烈影响超电流，类似于空位的情况。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Diluted magnetic Dirac-Weyl materials: Susceptibility and ferromagnetism in three-dimensional chiral gapless semimetals
我们从理论上研究了具有任意带色散的三维（3D）手性无带隙电子空穴系统（半金属）的温度依赖的静态磁化率和长程磁耦合[即，$\varepsilon(k) \sim k^N$，其中$k$是波矢量，$N$是正整数]。我们研究了这些系统中存在的稀随机磁性杂质的磁性。假设载体介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida间接交换相互作用，我们发现，在存在稀磁性杂质的情况下，本征3D手性半金属的磁有序是铁磁性的所有值的$N$。采用有限温度自洽场近似，计算了铁磁转变温度（$T_{\rm c}$）。我们发现，$T_{\rm c}$的增加而增加的$N$由于增强的态密度，和计算的$T_{\rm c}$是实验上可访问的假设合理的磁性杂质和巡回载流子之间的耦合。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall
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
Medium-enhanced polaron repulsion in a dilute Bose mixture
本研究通过微扰展开证明弱相互作用下介质增强玻色极化子排斥，与朗道理论预测的吸引不同，并解释实验中相互作用符号差异。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Electron transport and energy relaxation in dilute magnetic alloys
我们考虑了磁性杂质之间的RKKY相互作用对正常金属中电子弛豫速率的影响。RKKY相互作用和近藤效应之间的相互作用可能导致电子动量弛豫速率的非单调温度依赖性，这决定了Drude电导率。决定电阻率弱局域化修正大小的电子相位弛豫速率也是温度的非单调函数。对于这个函数，我们发现其最大值的位置上的磁性杂质的浓度的依赖性。我们还将电子能量弛豫速率与磁性杂质系统的激发谱联系起来。能量弛豫决定了非平衡电子的分布函数。因此，电子分布函数的测量可以提供关于自旋玻璃相中的激发的信息。
2003-05-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Emergence of skyrmion lattices and bimerons in diluted chiral magnetic thin films
Skyrmions是一种拓扑保护的场结构，具有类似粒子的性质，在各个科学领域中发挥着重要作用。最近，Skyrmions已被直接观察到手征磁铁。在这里，我们调查的影响，不同的初始状态（随机或螺旋状态）和skyrmion晶体的形成在一个离散的晶格上的doppler杂质（结构点状缺陷）。通过第一性原理计算和Monte Carlo技术，我们已经表明，即使是一个很小的比例的自旋空位存在于手性磁性薄膜影响相当大的skyrmion秩序。杂质的主要效应与热效应有些相似。这些自旋空位的存在也诱导了螺旋态和skyrmion态的致密重子（双重子）的形成。我们还研究了相邻的杂质只产生一个孔（几乎是圆形的形状）故意插入板（形成一个非简单连接的歧管）上的skyrmion晶体的影响。
2013-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Magnetic Impurities on Energy Exchange between Electrons
为了定量地探讨近藤杂质对金属中电子之间能量交换的影响，我们比较了在其中一根引入稀磁性杂质（锰）的两条银线上的测量结果。的测量的温度依赖性的电子相位相干时间的线提供了一个独立的确定的杂质浓度。Göppert等人的理论解释了电子在自旋为1/2的杂质上的近藤散射，发现能量交换率的定量一致性。
2005-07-26 cond-mat.mes-hall
Symmetry-protected coherent transport for diluted vacancies and adatoms in graphene
我们研究了低浓度的吸附原子或单个空位在其他清洁石墨烯的线性响应输运性质中的影响。这些杂质被视为本地化的轨道，并为每种类型的两种情况下，不同的耦合对称性进行了研究。对于吸附原子，我们认为顶部和空心网站吸附（TOP和HS）。对于空位，我们研究了软键重构（REC）的杂质形成，以及在未重构空位（VAC）中电荷积累的更对称的情况。我们的结果表明，当石墨烯-杂质耦合不具有$C_{3v}$对称性（TOP和REC）时，输运由通常的杂质散射决定。相反，VAC杂质在狄拉克点处与电子态解耦，并且对于电荷中性的样品，对电阻率没有贡献。此外，反转对称性守恒HS杂质也从整个布里渊区的动量的整个集合中解耦，并且在宽的参数范围内对电阻率没有贡献。这些行为分别受到$C_{3v}$和反转对称性的保护，并且对于更一般的杂质模型持续存在。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall
Resistivity of dilute 2D electrons in an undoped GaAs heterostructure
我们报告的电阻率测量从0.03 K到10 K在稀释的高迁移率的二维电子系统。在门控场效应晶体管几何结构中使用未掺杂的GaAs/AlGaAs异质结，探索了宽范围的密度，$0.16 \times 10^{10} {cm}^{-2}$至$7.5 \times 10^{10} {cm}^{-2}$。对于高密度，结果被定量地证明是由于散射的声学声子和杂质。在密度的中间范围内，在低于1 K的温度下观察到电阻率的峰值。这种非单调的电阻率可以通过考虑声子、体和界面电离杂质的已知散射机制来理解。在测量的最低温度下，更低的密度似乎是绝缘的。
2002-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Aharonov-Bohm effect as a probe of interaction between magnetic impurities
研究了磁性杂质间的RKKY相互作用对含稀磁性杂质金属环介观电导涨落的影响。在足够低的温度和强磁场下，电子相干性的损失主要是由于强耦合磁性杂质的稀有对的散射而发生的。我们建立了退相速率和分布函数的交换相互作用在这样的对之间的关系。在RKKY交换相互作用的情况下，该速率在强磁场中表现出1/B^2的行为。我们证明了Aharonov-Bohm电导振荡可以作为金属中磁性杂质之间交换相互作用分布函数的探针。
2004-06-30 cond-mat.mes-hall
Long range statistical fluctuations of the crossed Josephson current
我们研究了在两个超导体之间具有隧道界面的双铁磁桥几何结构中的交叉约瑟夫森效应。由于Andreev反射空穴不遵循与入射电子相同的杂质序列，所以交叉约瑟夫森电流平均为零.我们证明了：i）交叉约瑟夫森电流分布的均方根与结面积的平方根成正比;以及ii）由波动介导的相干耦合是"长范围“的，因为它在铁磁体相位相干长度$l_ϕ$上衰减，大于交换长度。如果铁磁体的长度小于$l_ϕ$且大于交换长度$ξ_h$，我们预测了由于涨落引起的交叉约瑟夫森电流。
2005-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant Extrinsic Spin Hall Effect due to Rare-Earth Impurities
我们研究了电子气模型中由于磁性杂质引起的非本征自旋霍尔效应，重点是Ce和Yb杂质。在稀释极限，斜散射项占主导地位的侧跳项。对于Ce杂质，由于斜散射引起的自旋霍尔角$α_{\rm SH}$由$-8π\sinδ_2/7$给出，其中$δ_2 (\ll 1)$是$d (l=2)$分波的相移。由于$α_{\rm SH}$达到$O(10^{-1})$，如果$δ_2 \simge 0.03$，自旋霍尔效应预计在具有稀土杂质的金属中是相当大的。巨大的非本征SHE起源于大的轨道角动量，这对本征SHE也很重要。
2008-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic impurities in thin films and 2D Ising superconductors
在超导体中的稀磁杂质理论中，所有杂质自旋分量的影响都用单个磁散射率$Γ_\mathrm{m}$来表示。在更现实的情况下，磁性杂质是各向异性的。在这种情况下，杂质的三个自旋分量的空间随机性产生通常不同的散射率$Γ_i$（$i=1,2,3$）。我们探讨了各向异性磁性杂质对二维超导体中面内临界场的影响。讨论了无反转中心系统中允许的单重态、三重态和宇称混合序参量。此外，少量磁性杂质的添加可能导致单重态到三重态的交叉。在所有情况下，杂质自旋的不同分量对磁场-温度相图的影响不同。我们发现磁性杂质的各向异性可以作为非常规三重态或宇称混合超导的探针。
2020-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gapless superconductivity from extremely dilute magnetic disorder in 2H-NbSe2-xSx
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；University of Wisconsin–Milwaukee（威斯康星大学密尔沃基分校）；Universidad de Valencia（瓦伦西亚大学）；University of Twente（特温特大学）；Centro Atómico Bariloche, CNEA（巴里洛切原子能中心）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究发现极稀磁性杂质在2H-NbSe2-xSx中诱导无隙超导性，揭示了能带结构对杂质响应的重要性。
2025-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous Josephson $π$ Junctions with Topological Superconductors
我们研究了两个时间反演不变的拓扑超导体之间的结，并表明该系统经历了一系列的多个过渡之间的$0$结相，其中的自由能有其最小的超导相位差为零，和$π$结相，其中的自由能有其最小的超导相位差为$π$。这些转变发生在没有库仑阻塞或磁性杂质的情况下。相反，它们是由结中的自旋轨道耦合驱动的，并且可以例如通过测量作为结的长度或其费米速度的函数的隧穿态密度或临界电流来探测。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-induced Josephson $π$-Junctions in Topological Insulators
我们研究了拓扑绝缘体与$s$波超导体接触的两个微观模型。在第一个模型中，超导体和拓扑绝缘体通过一层标量和随机取向的自旋杂质隧道耦合。在这里，我们要求自旋翻转隧穿优于自旋守恒隧穿。在第二个模型中，隧道耦合是由自旋随机取向的单能级量子点阵列实现的。结果表明，隧道区形成一个$π$结的有效序参量改变的符号。有趣的是，由于随机自旋取向，两个模型的有效描述都表现出时间反演对称性。然后，我们讨论了如何建议$π$ -结支持拓扑超导性没有磁场，并可用于产生和操纵Kramers对马约拉纳费米子的门。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
On the possibility of the fractional ac Josephson effect in non-topological conventional superconductor-normal-superconductor junctions
拓扑超导体支持非阿贝尔统计的马约拉纳费米子目前是一个激烈的理论和实验工作的主题。有人提出，观察半频或分数约瑟夫森效应是一个更可靠的测试拓扑超导性比搜索结束零模式。低能端模可能由于杂质而意外发生。事实上，在半导体纳米线系统中已经观察到分数约瑟夫森效应。本文研究了有限电压下常规s波超导体-正常金属-超导体结中的交流约瑟夫森效应。使用Floquet-Keldysh处理的有限电压结，我们表明，从结耗散的功率，这措施的交流约瑟夫森效应，可以显示在约瑟夫森频率的一半（甚至不相称的分数）的峰值。一个类似的结论是保持夏皮罗步骤测量。交流分数约瑟夫森峰也可以简单地理解为与结的Andreev束缚态谱相关的朗道-齐纳过程。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of planar quasiballistic Josephson junctions
Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；HSE University（高等经济大学）；All-Russian Research Institute of Automatics n.a. N.L. Dukhov (VNIIA)（N.L. 杜霍夫全俄自动学研究所）
本文提出了一种用于平面准准 ballistic 约瑟夫森结的理论框架，分析了多端口设置中结的强耦合特性，并解释了实验观测中的关键现象。
2026-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin relaxation, Josephson effect and Yu-Shiba-Rusinov states in superconducting bilayer graphene
双层石墨烯有两个不等价的亚晶格，因此，相同的吸附原子杂质可以表现在光谱上不同的方式-尖锐与宽共振附近的电荷中性-这取决于它吸附的亚晶格。采用格林函数的分析方法和数值Kwant包，我们调查的光谱和运输之间的相互作用的共振和超导相干诱导的双层石墨烯接近的s波超导体。通过分析准粒子自旋弛豫速率、Yu-Shiba-Rusinov态能量、Andreev谱和约瑟夫森结的超导特性与掺杂和温度的关系，我们发现了区别共振和非共振区域的独特超导特征。我们的研究结果在某些方面超越了超导双层石墨烯，并适用于由共振磁性杂质功能化的一般s波超导体。
2022-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Physics of Kondo Impurities in Graphene
本文主要从理论角度总结了我们对石墨烯中近藤效应的理解。我们将描述在石墨烯中产生磁矩的不同方法，无论是通过吸附原子沉积还是通过缺陷。对于稀矩，理论描述是根据耦合到石墨烯的狄拉克电子的有效安德森或近藤杂质模型。我们将详细讨论这些模型的物理，包括它们的量子相变和载流子掺杂的影响，并与现有的实验数据面对这一点。最后，我们指出了与其他量子杂质问题的联系，例如，在非常规超导体、拓扑绝缘体和量子自旋液体中。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Initial decoherence in solid state qubits
研究了约瑟夫森量子比特中低频噪声引起的退相干。由于开关杂质的非马尔可夫经典噪声决定了信号的非均匀加宽。该理论扩展到包括高频量子噪声的影响，由于杂质或电磁环境。慢噪声与固有非高斯噪声源的相互作用可以解释在光谱学和基于电荷的器件的动力学中观察到的丰富的物理。
2005-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Lifetimes of Confined Optical Phonons and the Shape of a Raman Peak in Disordered Nanoparticles: II. Numerical Treatment
数值研究了非极性晶体纳米颗粒中无序诱导的光学振动本征模展宽。以前用于治疗声子在无缺陷的粒子的方法进行调整，无序问题的数值评估。在广泛的杂质浓度和无序强度的形式，高斯和二元障碍以及表面的不规则性的缺陷进行了彻底的研究。对于稀的和弱的点状杂质，得到了声子能级分离和重叠的区域，证实了理论预测的线宽行为，交叉尺度落在几纳米的实际范围内。这些概念也适用于强稀杂质。政权和理论预测的交叉检查和识别，并讨论微小的差异。这里仅举几例：对于弱无序，线宽随声子量子数的增加比理论上慢，而对于强稀无序，共振展宽只有理论和数值之间的定性一致。数值计算发现的新现象是：“介观涂抹”的分布函数在合奏相同的无序粒子，拐点的线宽依赖于杂质浓度的轻“密集”的二元杂质，和位置依赖的能力强杂质赶上声子。结果表明，表面不规则性对声子谱线宽度的贡献小于体积无序性，并且它们的衰减速率随颗粒尺寸的增大而加快。本文的研究结果也适用于量子点和短量子线。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gap-modulated doping effects on indirect exchange interaction between magnetic impurities in graphene
磁性杂质的稀释分布被假定为存在于掺杂的石墨烯中。我们计算了两个磁性杂质之间的相互作用能，这两个磁性杂质通过掺杂的传导电子通过间接交换或Ruderman-Kittel-Kasuva-Yosida（RKKY）相互作用耦合。当前模型是半填充的$AB$晶格结构。我们的计算是基于延迟格点格林函数形式主义的动量-能量空间，这是采用线性响应理论，以确定在坐标空间中的磁化率。当磁性杂质被放置在该结构的$A$和$B$亚晶格位置上时，得到了带隙石墨烯的分析结果。已经发现，由于能隙的存在，这种在确定自旋排序中很重要的相互作用对于掺杂石墨烯中的$AA$和$BB$交换能是显著不同的，并且归因于局部场在$A$和$B$子晶格上不相等的结果。对于掺杂的石墨烯，从铁磁到反铁磁的所有三种RKKY相互作用的振荡随着费米能量的增加而被能隙在幅度和相位上显著修改。另外，$AB$交换能可以通过未掺杂石墨烯的带隙的存在而改变，但由于掺杂的传导电子的主导作用，掺杂的石墨烯不存在带隙。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic supercurrent fluctuations in diffusive magnetic Josephson junctions
我们研究了准一维约瑟夫森结中的超导电流，其中弱连接涉及磁性，通过磁性杂质或通过铁磁性。在弱连接长度大于{ \color{black}磁对断裂}长度的情况下，约瑟夫森效应由介观涨落主导。我们建立了超导相位依赖性$I(φ)$，以及其样品依赖性的属性在路口与透明的接触之间的引线和链接的统计。高透明度会产生逆邻近效应，而直接邻近效应则会被链路中的磁性所抑制。我们发现所有的谐波都存在于$I(φ)$中。每个谐波具有其自身的样本相关幅度和相移，不同谐波之间没有相关性。根据磁弱连接的类型，该系统可以在波动状态下实现$φ_0$或$φ$结。在温度、超导能隙和弱连接的无功能量之间的任意关系下，得到了完整的超导电流统计。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Antiferromagnetic Josephson junction: nonreciprocity and sublattice selective transport of Cooper triplets
研究了由二维反铁磁体和超导触点构成的约瑟夫森结，推导了库珀三重态分量的亚晶格依赖扩散方程，发现亚晶格差异隧穿会导致非互易约瑟夫森电流。
2024-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
