Theory of the supercurrent diode effect in Rashba superconductors with arbitrary disorder
利用准经典的Eilenberger方程，计算了任意无序Rashba超导体的非互易临界电流，并量化了超导二极管效应。非互易性是由螺旋超导态引起的，当反转和时间反演对称性都被破坏时，螺旋超导态就会出现。在没有无序的情况下，我们发现了一个非常强的二极管效应，在最佳温度、磁场和自旋轨道耦合下，非互易性超过40%。我们确定，即使在强无序的存在下，这种效应仍然存在。我们发现二极管效应的符号随着磁场和无序度的增加而改变，反映了螺旋态性质的变化。
2022-01-26 cond-mat.supr-con
Nonreciprocal charge transport and subharmonic structure in voltage-biased Josephson diodes
针对有限 Cooper 对动量螺旋超导体构成的电压偏置 Josephson 二极管，本文建立散射理论，揭示多重 Andreev 反射导致的次谐波电流–电压结构，并证明其整流效率可达 η=1。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic superconducting diode effect in disordered systems
非互易输运现象在现代凝聚态物理中引起了广泛的关注。在超导领域，超导二极管效应一直是人们研究的热点问题之一。最近对螺旋内禀机制的理论研究揭示了螺旋超导与螺旋超导之间的关系，这一点尚待实验澄清。本文建立了无序系统内禀电子的微观理论。我们发现，在中等杂质浓度下，非互易临界电流的符号反转被抑制。然而，即使在适度无序的区域，超导体也显示出一个特征，标志着螺旋超导性质的变化。研究还发现，二极管的品质因数$r$增加的障碍，并达到20%的Rashba-Zeeman模型。
2022-12-19 cond-mat.supr-con
Intrinsic Superconducting Diode Effect
受最近实验的刺激[F。Ando等人，Nature 584，373（2020）]，我们提出了一种导致超导二极管效应（超导二极管效应）的内在机制。超导体是指金属-超导体转变的临界电流的非互易性。在临界电流的各种机制中，已知退配对电流是每种材料固有的，并且最近在几个超导系统中观察到。我们澄清了非互易性损伤电流在临界温度附近的温度标度，并指出其在低温下的显着增强。研究还发现，随着磁场的增加，非互易临界电流出现符号反转。这些行为可以通过朗道临界动量的非互易性和螺旋超导性质的变化来理解。内禀超导体揭示了非中心对称超导体丰富的相图和功能。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stripe order and diode effect in two-dimensional Rashba superconductors
本文基于Ginzburg-Landau理论研究了二维Rashba超导体中由面内磁场诱导的条纹序稳定性，发现s波和d波配对下条纹相均可在高场低温区出现，且螺旋-条纹转变为二级相变，同时超导二极管效应在两种相中均存在。
2023-10-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-Effect Josephson Diode via Asymmetric Spin-Momentum-Locking States
本研究提出基于非对称自旋-动量锁定态的栅控场效应约瑟夫森二极管，给出拓扑与半导体基两种实现方案，无需磁场调控即可实现高效非互易超导特性，为超导器件设计提供新的电学操控途径。
2024-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting Diode Effect due to Chiral Meissner Currents in a Hollow Superconducting Helix
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
通过螺旋超导体中的手性迈斯纳电流，实现无手性超导体的超电流整流，揭示手性控制的非互易性交叉过渡。
2025-12-17 cond-mat.supr-con
Relations between normal state nonreciprocal transport and the superconducting diode effect in the trivial and topological phases
本文研究纳米线中由磁手征各向异性引起的正常态整流与超导二极管效应，给出解析表达式并揭示拓扑性质对非互易输运的显著影响。
2024-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diodes from magnetization gradients
本文证明二维超导体中面外磁化梯度可稳定螺旋超导基态并实现高效超导二极管，且可通过调控磁化空间分布优化整流效应，甚至无需自旋轨道耦合。
2023-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoelectric effect in the helical state of a superconductor/ferromagnet bilayer
本研究针对二维超导体/铁磁体系统的螺旋超导态，通过求解Gor'kov方程得到热力学性质与金兹堡-朗道展开，分析了超流控磁化的可行性，并揭示其与自旋轨道超导系统二极管效应的关联。
2024-10-24 cond-mat.supr-con
Quantum Geometric Helical Superconductivity
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）
本文研究多带超导体中量子几何对Lifshitz不变量的贡献，揭示其在平带条件下主导螺旋超导性和二极管效应，并类比论证量子几何驱动的电荷和配对密度波中的公度-非公度转变。
2026-05-22 cond-mat.supr-con
Spin-resolved Josephson diode effect through strongly spin-polarized conical magnets
Universität Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学）；University Bordeaux（波尔多大学）；Sechenov First Moscow State Medical University（谢切诺夫第一莫斯科国立医科大学）
本研究针对SC/FM/SC结构开展理论分析，借助Gor'kov与准经典格林函数方法，揭示锥形磁体非共面自旋产生的自旋几何相位可引发效率超40%的约瑟夫森二极管效应，并阐明其物理机制。
2025-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robust and Symmetric Magnetic Field Dependency of Superconducting Diode Effect in Asymmetric Dirac Semimetal SQUIDs
本文在分子束外延生长的 Dirac 半金属 Cd3As2 薄膜非对称 SQUID 中实现了鲁棒且磁场对称的超导二极管效应，发现开关电流差在 ±10 mT 磁场内与强度和极性无关，推测其源于螺旋自旋织构。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Proximity-induced equilibrium supercurrent and perfect superconducting diode effect due to band asymmetry
本文理论研究了能带破缺时间反演和空间反演对称性的金属在邻近效应下的超导行为，预言了平衡超流、电荷不守恒及二极管系数为1的完美超导二极管效应，并提出环向金属等潜在实现平台。
2023-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intrinsic superconducting diode effects in tilted Weyl and Dirac semimetals
本文研究倾斜外尔和狄拉克半金属中的本征超导二极管效应，证明费米能级调至节点时该效应被粒子-空穴对称性禁止，并揭示多个费米口袋及多配对通道是增强该效应的关键因素。
2023-09-20 cond-mat.supr-con
Phenomenological Theory of the Supercurrent Diode Effect: The Lifshitz Invariant
正常状态下的非互易现象是公认的，并且是许多商业应用的关键。相比之下，超导类似物，如超导二极管效应（英语：Superconducting diode effect），才刚刚开始进行实验探索，并对其理论理解构成重大挑战。在这项工作中，我们提出了一个唯象图片的基础上广义Ginzburg-Landau自由能，其中包括一个Lifshitz不变量的非中心对称螺旋相位的有限动量库珀对的标志。我们发现，这样的Lifshitz不变量驱动器中的准二维系统在一个施加的磁场，不能被删除的规范变换，由于固有的不均匀的磁响应。对于薄膜，磁感应强度与其厚度的平方成比例，并且与面内磁场的强度成非线性关系。我们推导出一个明确的公式，关系到在小磁场的Rashba自旋-轨道耦合，g因子和费米能量的强度的磁通密度。对于非中心对称的约瑟夫森结，我们自洽地得到了广义非简谐电流-相位关系，它支持了非简谐电流-相位关系。我们的方法的透明度，这与实验测得的超导，提供了一个重要的方法来研究非互易现象，中央超导自旋电子学和拓扑超导。
2023-03-21 cond-mat.supr-con
Orbital effect on intrinsic superconducting diode effect
本研究在具有 Rashba 自旋轨道耦合和面内磁场的双层超导体中揭示轨道效应可改变临界电流非互易性、诱导有限动量配对态并使 SDE 随磁场多次振荡。
2023-05-30 cond-mat.supr-con
Josephson diode effect from Cooper pair momentum in a topological semimetal
在外加磁场作用下，非中心对称超导体中的库珀对可以获得有限动量。最近的理论预测，这种有限动量配对可以导致不对称的临界电流，其中无耗散的超电流可以沿着一个方向流动，但不能相反。然而，迄今为止尚未观察到这一点。在这里，我们报告了一个巨大的约瑟夫森二极管效应（JDE）的发现在约瑟夫森结形成的第二类狄拉克半金属，NiTe 2。一个显著特征是临界电流的不对称性敏感地取决于所施加的磁场的大小和方向，并且当磁场垂直于电流并且仅为10 mT的量级时，达到其最大值~60%。此外，随着场的增加，不对称性改变了几次符号。这些特征占在理论模型的基础上有限动量库珀配对来自自旋螺旋拓扑表面状态，在一个中心对称的系统。有限对动量进一步建立，并确定其值，从在面内磁场下的干涉图案的演变。观察到的临界电流的巨大幅度的不对称性及其潜在机制的明确阐述铺平了道路，以建立新的超导计算设备使用约瑟夫森二极管效应。
2021-12-21 cond-mat.supr-con
Long-range Phase Coherence and Tunable Second Order $ϕ_0$-Josephson Effect in a Dirac Semimetal $1T-PtTe_2$
本研究在II型狄拉克半金属$1T-PtTe_2$中发现由螺旋自旋-动量锁定诱导的大本征约瑟夫森二极管效应，提出可通过磁场调谐谐波相位的二阶$ϕ_0$-结，为研究约瑟夫森二极管效应及高阶超流输运提供理想平台。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect and nonreciprocal transition lines
超导体的非互易性由于其重要性和潜在的工程应用价值而引起人们的广泛兴趣。本文对已有的本征超导二极管效应理论进行了推广，并从微观上阐明了它与超导跃迁线非互易性的关系。我们利用唯象的Ginzburg-Landau理论推导出了内禀磁共振的一般公式，从而表明磁共振是由磁场和由Ginzburg-Landau系数定义的有效反对称自旋轨道耦合之间的相对角度决定的.所得到的公式提供了一个方便的准则，以获得有限的。我们还用平均场论研究了$s$波和$d$波超导体的相变和非互易相变。它是建立的符号反转的螺旋超导性的交叉所伴随的是一个普遍的功能，无论系统的细节。研究了超导下温度-磁场相图中的相变线，阐明了正负电流方向下相变线交叉时，通常伴随着相变线的符号反转.此外，在中等强度的电流作用下，超导相甚至变成了可重入的，这意味着电流诱导的一级相变。我们的发现确立了电流作为控制参数和强有力的探针来研究与有限动量库珀对相关的超导性质。
2022-12-17 cond-mat.supr-con
Optimizing one dimensional superconducting diodes: Interplay of Rashba spin-orbit coupling and magnetic fields
本研究通过自洽BdG形式分析Rashba纳米线中线性与高阶SOC及磁场的相互作用，发现线性SOC结合纵横磁场可实现超45%的二极管效率，高阶SOC在无纵向场时仍有效应，为优化超导二极管提供平台。
2024-07-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-free Superconducting Diode Effect and Topological Fulde-Ferrell Superconductivity in Altermagnetic Shiba Chains
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究通过交替磁体近邻的Shiba链实现无磁场超导二极管效应和拓扑费尔曼超导性，利用可控的Majorana零模和非 reciprocal超电流，展示了高效的拓扑超导器件。
2025-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nonlinear diode effect and Berezinskii-Kosterlitz-Thouless transition in purely two-dimensional noncentrosymmetric superconductors
本文研究面内 Zeeman 场下纯二维 Rashba 超导体，微观推导含振幅涨落与涡旋核心能的 XY 作用量，揭示 BKT 转变附近的非互易非线性 V-I 特性及二极管效应。
2025-03-14 cond-mat.supr-con
Interplay between the extended s-wave symmetry of the gap and the spin-orbit coupling in the low-electron concentration regime of quasi-two-dimensional superconductors
在Rashba型自旋轨道耦合和外加磁场的作用下，分析了具有$\mathbf{k}$依赖的超导能隙的实空间成对态.我们发现，$extended$ $s$ - $wave$配对对称性是最有可能出现在低电子浓度制度的情况。根据我们的研究，自旋轨道耦合引起的范霍夫奇异性可能导致超导能隙、临界温度和临界磁场的显著增强。此外，自旋-轨道耦合和外部磁场的组合效应导致库珀对的非零总动量，这是所谓的螺旋状态的特征。在这种情况下，由于C $_4$对称破缺，出现了小的$d$ - $wave$和$p$ - $wave$对配对的贡献，这显著改变了螺旋状态的特征。所得到的结果进行了讨论的背景下，与非常规的超导功能的过渡金属氧化物界面，以及最近报道的超导二极管效应的实验数据。
2022-09-19 cond-mat.supr-con
Superconducting order of $\mathrm{Sr}_2\mathrm{RuO}_4$ from a three-dimensional microscopic model
在弱相互作用的限制下，计算并比较了含自旋-轨道耦合的三维微观模型下的铼酸锶（$\mathrm{Sr}_2\mathrm{RuO}_4$）的奇宇称和偶宇称超导序参量.我们发现，奇宇称螺旋和偶宇称$d$ -波顺序有利于较小和较大的值的Hund的耦合参数$J$，分别。这两个顺序被发现与比热数据和最近报道的核磁共振（NMR）奈特位移下降兼容[A。Pustogow等人。Nature 574，72（2019）]。手性$p$ -波的顺序，数值上非常具有竞争力的螺旋顺序，急剧冲突的NMR实验。
2019-11-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
