Signatures of a 4$π$-periodic supercurrent in the voltage response of capacitively shunted topological Josephson junctions
我们研究的理论方面的检测Majorana束缚态约瑟夫森结使用半经典RCSJ模型的结动力学。4 $π$ -周期性超电流贡献的影响可以通过其对Shapiro台阶的宽度和电压信号的傅立叶谱的影响来检测。我们解释了如何列入一个电容项的结果在一个强大的淬火的奇数步骤时，结欠阻尼，因此可以用来有效地检测马约拉纳束缚态。此外，在电容的存在下，第一和第三步骤被淬灭到不同的程度，如实验观察到的。我们研究的相位锁定的解决方案的发射光谱，表明存在的周期加倍可能难以测量的4 $π$ -周期的贡献，从傅立叶光谱。最后，我们研究了准周期区域的电压响应，并指出该区域的傅里叶谱和首次返回图如何反映超电流周期性的变化。
2017-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Second-order optical response of superconductors induced by supercurrent injection
我们提出了超流注入诱导超导体二阶光学响应的理论，预测了能隙边缘的电流依赖峰，与NbN实验一致，为探索新型超导体提供了新工具。
2023-12-22 cond-mat.supr-con
Nonreciprocity of supercurrent along applied magnetic field
针对超导临界电流沿外加磁场方向出现非互易性的实验现象，该研究利用London方程证明特定涡旋轴引起的额外对称性破缺导致了该非互易性，并据此推广了现有的对称性理论。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Geometric Asymmetry-Enhanced Nonreciprocal Supercurrent Transport Revealed by Second-Harmonic Response
本研究通过二次谐波响应测量，发现三角形扩展霍尔棒的几何不对称性显著增强了超导非互易输运，揭示了介观几何与宏观非互易性的直接联系，为设计超导整流架构提供了指导原则。
2025-04-13 cond-mat.supr-con
Self-biased current, magnetic interference response, and superconducting vortices in tilted Weyl semimetals with disorder
我们推广了外磁场作用下具有倾斜带的Weyl半金属的准经典模型。该模型适用于弹道，中度无序，样品中含有高密度的杂质。我们采用这种形式主义，并表明，自偏置的超电流，创建一个100结，可以通过三重态通道外尔半金属。此外，我们的研究结果表明，多个超导逆转是通过不同的结厚度和参数表征外尔半金属。我们讨论了不同的参数对电荷超电流的夫琅和费响应的影响，以及这些参数是如何能够在三重态通道中移动邻近诱导涡旋的位置。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct and inverse superspin Hall effect in two-dimensional systems: Electrical detection of spin supercurrents
普通自旋霍尔效应的一个有用的实验特征是它在样品边缘产生的自旋积累。超自旋霍尔电流[Phys.Rev.B96，094512（2017）]是由电荷超电流引起的横向平衡自旋电流。我们用数值方法研究了超自旋霍尔电流，发现它并不引起类似的边缘磁化。我们还预测并数值证实了逆超自旋霍尔效应的存在，它产生一个横向的电荷超导响应于平衡的自旋电流。我们证实了自旋极化电荷超电流和交换自旋电流都存在逆超自旋霍尔效应，并提出利用逆超自旋霍尔效应产生的$ϕ_0$结可以直接电学测量电荷超电流的自旋极化.这为解决如何直接检测三重态库珀对携带的超电流的自旋极化这一长期存在的问题提供了一种可能的途径。
2019-04-10 cond-mat.supr-con
Unveiling Mechanisms of Electric Field Effects on Superconductors by Magnetic Field Response
我们证明，超导铝纳米桥可以驱动到一个状态，通过静电门控的临界超电流的完全抑制。在静电门控存在下探测平面内和平面外磁场响应可以揭示主要引起超导电场效应的机制。值得注意的是，我们发现，磁场，独立于其方向，只有一个微弱的影响的临界电场，确定从超导状态的过渡到一个阶段与消失的临界超电流。这一观察点之间的直接耦合的电场和超导序参量或$2π$ -相位滑移通过涡旋产生的振幅的情况下。在存在静电门控的情况下观察到的磁场效应在微观模型内描述，其中空间均匀的带间$π$ -相通过电场稳定。这种本征超导相位重排可以解释超导电流的抑制，以及临界磁场对电场的弱依赖性。
2020-09-03 cond-mat.supr-con
Resonant Readout of a Persistent Current Qubit
我们已经实现了一个谐振电路，使用SQUID作为磁通敏感约瑟夫森电感器的量子位读出。与传统的开关电流测量相比，当SQUID切换到电压状态时会产生不希望的准粒子，我们的方法在测量过程中保持读出SQUID沿超导支路偏置。通过将SQUID电感器并入高Q谐振电路中，我们可以通过观察幅度和相位谱的谐振频率的偏移来区分铌持续电流（PC）量子比特的两种通量状态。读出电路的特点是在非线性制度，以研究其潜在的使用作为一个非线性放大器。
2005-01-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Phase-dependent dissipation and supercurrent of a graphene-superconductor ring under microwave irradiation
由正常金属耦合的两个超导体的结具有Andreev束缚态，其能谱是相位相关的，并且呈现出minigap，从而产生周期性的超导电流。由于Andreev束缚态的弛豫，在有限频率下也会出现相位相关耗散。虽然耗散和超电流与相位的关系以前已经在热平衡附近测量过，但它们在非平衡状态下的行为仍然难以捉摸。通过测量石墨烯-超导体结在微波辐照下的交流磁化率，发现当辐照频率大于弛豫速率时，超导电流响应偏离绝热交流约瑟夫森效应。值得注意的是，当照射频率进一步增加到高于小间隙时，耗散在相位0处增强，其中小间隙最大，并且耗散在平衡时最小。我们认为，这是证据的非平衡分布函数，允许额外的能级跃迁的同一侧的minigap。这些结果揭示了相控耗散比超导电流对微波辐射更敏感，为研究近场化超导系统中的光子辅助物理提供了一种新的方法。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vertex corrections to nonlinear photoinduced currents in 2D superconductors
本文在平均场BCS框架内通过Keldysh Green函数技术推导杂质敏感的顶点修正以恢复规范不变性，研究了二维超导薄膜中的超导光二极管效应，该光二极管电流可用于分析超导薄膜的典型弛豫时间。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
Repulsion-Sustained Supercurrent and Flux Quantization in Rings of Symmetric Hubbard Clusters
我们测试的响应线程磁场环的5-站点$C_{4v}$对称排斥哈伯德集群连接弱胞间链接，每个5-站点单元具有的拓扑结构的CuO $_{4}$集群和排斥相互作用包括在每个网站上。在八粒子三元环的数值研究中，我们利用了一种新的精确对角化技术，该技术可普遍应用于多费米子问题。对于O-O跳跃，我们发现超导通量量子化（SFQ），但对于纯粹的铜铜链接绑定对传播的对称性阻碍。结果符合W=0配对理论。
2003-10-17 cond-mat.str-el 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
Gauge-invariant microscopic kinetic theory of superconductivity in response to electromagnetic fields
在规范不变的微观动力学理论中，我们研究了超导态的电磁响应。超流和正常的流体动力学都涉及。我们预测，正常的流体是存在的，只有当激发超导速度$v_s$大于一个阈值$v_L=|Δ|/k_F$。有趣的是，对于正常流体，我们发现在正常流体和超流之间存在摩擦。由于这种摩擦，部分超流体变得粘稠。为此，提出了一个三流体模型：正常流体、无粘性超流体和粘性超流体。对于稳态磁响应，在$v_s<v_L$中，只有非粘性超流时，激发出Meissner超流，能隙方程可简化为Ginzburg-Landau方程。在$v_s{\ge}v_L$中，对于正常流体、非粘性和粘性超流，除了超流中直接激发的迈斯纳超流外，还通过与粘性超流的摩擦阻力产生正常流体流。由于正常流体和粘性超流的存在，穿透深度受到散射效应的影响。此外，还提出了一个修正的Ginzburg-Landau方程。我们预测了一个奇异相，其中电阻率和超导能隙都是{ \em finite}。至于光学响应，激发的${v_s}$随时间振荡。当$v_s<v_L$时，仅存在非粘性超流体，而在$v_s{\ge}v_L$时，存在正常流体、非粘性和粘性超流体。我们发现，激发正常流体电流表现出德鲁德模型的行为，而超流的迈斯纳超流和Bogoliubov准粒子流。由于超流体和正常流体之间的摩擦，光学电导率被捕获的三流体模型。......
2018-07-09 cond-mat.supr-con
Back-action supercurrent diodes
本文提出利用超电流自相互作用产生的反作用，将对称超导弱连接转变为无磁场、极性可选且近理想的超电流二极管。
2025-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Local Control of Supercurrent Density in Epitaxial Planar Josephson Junctions
约瑟夫森结中的临界电流对外加面外磁场的响应提供了对其电流分布均匀性的了解。在具有半导体弱连接的约瑟夫森结中，载流子密度以及因此总电流分布可以通过金属栅极静电地修改。在这里，我们展示了本地控制的电流分布在外延铝铟砷约瑟夫森结配备了五个迷你门。我们证明了不仅可以静电定义结宽，而且我们可以局部调节电流分布，形成超导量子干涉器件。我们的研究表明，在这样的长结，这可以被消除的迷你门，以创建一个均匀的电流分布的边缘导电增强。
2021-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent effect in a charge density wave intertwined superconductor
School of Physics and Wuhan National High Magnetic Field Center, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院、武汉国家强磁场中心）；Department of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理系）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
研究电荷密度波交织超导体中超流效应，利用扫描隧道光谱成像揭示超导NbSe2中CDW调制的场驱动对称性破缺，通过模型计算表明各向异性源于E-k色散重建，可按需调整CDW调制及可视化分布，突出动量空间工程控相新机制。
2026-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Dynamics of two ferromagnetic insulators coupled by superconducting spin current
本文研究夹在两个铁磁体之间的超导体中自旋超流对磁化非平衡动力学的影响，确定了自旋超流的电流-相位关系，并揭示静态交换与动态自旋泵浦的竞争决定模式交叉表现为避免交叉或模式锁定。
2022-01-19 cond-mat.supr-con
Current-enabled optical conductivity of superconductors
在大多数超导体中，光激发需要杂质散射或多个能带的存在。这是因为在干净的单带超导体中，粒子-空穴和反转对称性的结合阻止了动量守恒跃迁。在这项工作中，我们展示了如何超导的流动可以导致新的贡献，光学电导率。由于超导电流打破了反转对称性，即使在干净的超导体中，也允许跨越超导能隙的跃迁，并且在与能隙宽度相当的能量中，超导能隙的跃迁超过了杂质引起的贡献。的响应是依赖于基本的正常状态的性质，以及对超导秩序的类型。通过使用由外部磁场产生的具有可控大小和方向的屏蔽超电流，这使得能够详细研究非常规超导体中的超导状态和可能的间隙对称性确定，对于这些超导体，其他技术还不可行。
2022-04-15 cond-mat.supr-con
The Higgs-Amplitude mode in the optical conductivity in the presence of a supercurrent: Gauge-invariant formulation with disorder
本文在规范不变框架下研究了无序超导体中超流对线性光学电导率中 Higgs 模式贡献的影响，发现其虚部在 THz 频段产生各向异性负 $1/ω$ 贡献，与近期实验相符，并论证了区分中性振幅模式与带电准粒子贡献的困难性。
2025-04-03 cond-mat.supr-con
Current-assisted Raman activation of the Higgs mode in superconductors
超导体中的Higgs模是一种没有电、磁偶极矩的标量模。因此，人们普遍认为，它的激发被限制到一个非线性的双光子拉曼过程。然而，最近的努力已经表明，在超导存在下的线性激发是可能的，导致在$Ω=2Δ$与驱动光频率$Ω$和希格斯模式$2Δ$的能量的新的共振增强。这与在非线性三次谐波产生实验中发现的通常的$2Ω= 2Δ$共振条件相反。在这次交流中，我们表明，这样的线性激发仍然可以被描述为一个有效的拉曼双光子过程，一个光子在$ω=2Δ$和一个虚拟光子在$ω=0$，这代表了直流超电流。同时，我们证明了一个简单的红外激活与单光子激发是可以忽略不计的。此外，我们给我们的理论的一般情况下，提供了一个解释如何激发的Higgs模式在太赫兹淬火和驱动实验可以理解在一个传统的差频产生或和频产生过程中，分别。在这样的图像中，观察到的新共振条件$Ω= 2Δ$只是一个特例。用同样的方法，我们进一步讨论了另一个最近的实验，在那里我们发现一个抑制奇阶高次谐波的直流超电流的存在。
2020-06-17 cond-mat.supr-con
Optical conductivity of a dirty current-carrying superconductor
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）；Laboratory for Condensed Matter Physics, HSE University（高等经济学院凝聚态物理实验室）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本文提出了一种完整的微观点理论，用于描述载流杂乱超导体的光学导电性σ(ω)，研究了超流电流对光学导电性的影响，揭示了Schmid-Higgs模的作用。
2026-06-03 cond-mat.supr-con
Magnetoelectric Andreev effect due to proximity-induced non-unitary triplet superconductivity in helical metals
非中心对称超导体表现出磁电效应，其表现为响应于无耗散电流（超导）的磁自旋极化的出现。虽然很多注意力已经致力于这种现象的热力学版本（埃德尔斯坦效应），非平衡输运磁电效应尚未探索。我们提出了磁电Andreev效应（MAE），其中包括在产生自旋极化的三重Andreev电导的超电流。MAE源于超导诱导的非幺正三重态配对导致的库珀对凝聚体的自旋极化。我们提出了实现这种非幺正配对和MAE超导邻近结构的基础上的二维螺旋金属-强自旋轨道耦合电子系统的狄拉克谱，如拓扑表面态。我们的研究结果揭示了一个未探索的路线电控超导自旋电子学，是一个吸烟枪诱导非常规超导自旋轨道耦合材料。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-dependent supercurrent and microwave dissipation of HgTe quantum well Josephson junctions
本文通过微波导纳测量并结合Bogoliubov-de Gennes紧束缚模型，表征HgTe量子阱约瑟夫森结的电流-相位关系与耗散，证实相位π处Andreev谱存在小能隙及高界面透明度。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of robust edge superconductivity in Fe(Se,Te) under strong magnetic perturbation
铁硫系高温超导体Fe（Se，Te）（FST）具有复杂的磁有序性和非平凡的能带拓扑结构，可能导致新的超导现象。然而，到目前为止，最近的研究主要集中在它的能带和自旋结构，而其介观电子和磁响应，未来的设备应用的关键，还没有进行实验探索。在这里，我们使用扫描超导量子干涉器件显微镜的灵敏度，局部抗磁化率和电流分布，以图像的超流密度和超电流在FST。我们发现，在FST与10%的间隙铁，其磁结构被严重破坏，体超导性显着抑制，而边缘仍然保留了强大的超导抗磁性。尽管磁穿透深度很长，但边缘主要携带超导电流。超流密度和超流分布的温度依赖性在边缘和体之间有明显的不同。我们的海森堡模型表明，磁性掺杂剂稳定沿边缘的反铁磁自旋相关，这可能有助于其强大的超导性。我们的观察结果表明，FST作为拓扑量子计算和超导自旋电子学的潜在平台。
2021-01-20 cond-mat.supr-con
Resonant tunneling in short Josephson SFS junctions
研究了由干净超导体（S）、正常金属（N）或金属铁磁体（F）和绝缘界面（I）组成的短弹道SINIS和SIFIS双隧道结中的约瑟夫森效应。对于SINIS双隧道结，当准束缚态进入超导能隙时，由于Andreev过程的共振放大，临界Josephson电流随结宽的变化出现尖峰.对于SIFIS双隧道结，自旋分裂准束缚态部分放大了超电流，并触发了结的0和$π$态之间的跃迁。而不是临界电流达到峰值（这发生在当Andreev状态穿过SINIS结中的费米表面时），由于在相反方向上流动的部分电流的补偿，在峰值处恰好打开了一个窄的凹陷。这与Andreev态的自旋极化有关，并解释了过渡附近稳定和亚稳0和$π$态的共存。随着势垒透明度的增加，所描述的$0-π$跃迁机制通过准束缚态（透射共振）的加宽和重叠而被修改。通过计算从金属（透明）到隧道极限的不同界面折射率的相图（温度与结宽），研究了从0到$π$和从$π$到0状态的温度诱导跃迁。
2006-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrents in Josephson junctions with chiral molecular potentials
The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）；Universitá degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；National Institute of Nuclear Physics (INFN), Padova Section（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Institute of Science and Technology Austria (ISTA)（奥地利科学与技术研究所）
研究手性分子势对超导约瑟夫森结中自旋超电流的影响，揭示手性依赖的自旋极化约瑟夫森电流及相敏检测分子手性的潜力。
2026-09-15 cond-mat.supr-con quant-ph
Evidence of a nonequilibrium distribution of quasiparticles in the microwave response of a superconducting aluminium resonator
在超导体中，能量低于超导能隙的光子的吸收导致准粒子在能量上的重新分布，从而引起强的非平衡准粒子能量分布。我们测量了超导铝微波谐振器的电动力学响应、品质因数和谐振频率随微波功率和温度的变化。低于200 mK，品质因数和谐振频率都随着微波功率的增加而降低，这与由于微波吸收而产生的过量准粒子一致。与直觉相反，在200 mK以上，品质因数和谐振频率随着功率的增加而增加。我们证明了这种效应只能通过非热准粒子分布来理解。
2014-01-09 cond-mat.supr-con
Impurity resonant state in d-wave superconductors: in favor of a Kondo-like response
我们在两种不同的杂质模型中研究了d波铜氧化物超导体中非磁性杂质诱导的杂质共振态：（i）在T矩阵方法中的纯势散射模型和（ii）在大N形式中的Bose-Fermi Kondo模型。我们修改超导主体以类似于在扫描隧道显微镜（STM）光谱中看到的纳米级电子不均匀性（即，小和大的差距领域），并研究如何影响杂质共振。在纯势散射模型的共振态被发现是一个相当强大的功能出现在所有的主机域。另一方面，在Kondo模型中，杂质共振可以出现在小间隙区域的主机和被完全抑制在大间隙区域，这是与STM的实验数据为Zn掺杂BSCCO。我们的结果表明，杂质磁矩的近藤自旋动力学是d波超导体中杂质共振态的起源，而不是纯粹的势散射。
2007-02-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Light induced superconducting diode effect in patterned films
University of Connecticut（康涅狄格大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（诺尔迪塔，皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）
该研究利用广义含时金兹堡-朗道模拟，在带非对称孔洞的图案化超导薄膜中，通过结构化光驱动实现了光可调超导二极管效应，明确了孔洞阵列、光学模式对响应的调控规律。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Schwinger-Keldysh canonical formalism for electronic Raman scattering
非弹性低能拉曼散射和高能X射线散射在研究物质中强电子关联的仪器方面取得了很大的进展。然而，相关的散射光谱的理论研究仍然是一个挑战。在本文中，我们提出了一个Schwinger-Keldysh正则微扰理论的电子拉曼散射，所有的共振，非共振和混合响应被统一考虑。我们展示了如何使用这种形式来评估电子拉曼散射的截面的一个带超导体。包括电子的双光子散射、非共振电荷密度响应、弹性瑞利散射、荧光、内禀能移拉曼散射和混合响应。在平均场超导状态下，库珀对只对非共振响应有贡献。所有其他的响应都由单粒子激发主导，并且由于超导能隙的打开而被强烈抑制。我们的电子喇曼散射的形式可以很容易地扩展到研究高能共振非弹性X射线散射。
2016-01-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetic fluctuations and resonant peak in cuprates: a microscopic theory
在t-J模型下建立了超导铜氧化物的动态自旋磁化率理论，并将其应用于超导铜氧化物的共振磁峰和正常态磁响应。分析是基于自旋的运动方程和磁响应的记忆函数表示，其中低能自旋集体模式的主要阻尼来自于衰变到费米子自由度。结果表明，低掺杂时的阻尼函数与c轴光学电导率密切相关。分析再现了依赖于掺杂的共振磁散射的功能。
2002-11-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Current-Enabled Optical Conductivity of Collective Modes in Unconventional Superconductors
该研究理论上证明，在非常规超导体中注入超电流可使多种集体模式（如Bardasis-Schrieffer和Leggett模式）在光导率中产生可观测峰，为实验探测提供了新途径。
2025-10-08 cond-mat.supr-con
Investigation of resonant and transient phenomena in Josephson junction flux qubits
我们提出了一个经典的约瑟夫森结系统的谐振和瞬态响应的分析和计算研究。在超导回路与三个结的共振的理论基础，概述了单和多结系统的动力学之间的直接关系，和拉比振荡，拉姆齐条纹，和自旋回波振荡在这类系统的经典对应的观测之间的直接关系。我们显示模拟数据以及经典模型的分析分析，结果与先前报道的三个结回路上进行的实验有关。我们进一步研究了非共振微波扰动的影响，例如，的约瑟夫森系统的拉比型响应，我们把这个响应回的非线性和多值共振行为以前报告的一个单一的约瑟夫森结。单结和多结行为之间的密切关系展示了各种系统中预期量子力学观测的整个经典对应物的潜在动力学机制;即粒子在非谐势阱中的共振和瞬态行为以及随后的逃逸。
2009-02-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
