Evidence for Supercurrent Quantization in Interfacial Josephson Junctions
我们观察到一系列的不连续性，在上述间隙的电流/电压特性的高透射Nb/Si超导体/半导体界面。每个开关发生时的偏置作为温度和磁场的函数以量化步骤减小。观察到的步长对于两个依赖关系是相同的。我们建议，步骤对应于超导量子化通过颗粒约瑟夫森结附近的界面形成。
1997-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transverse Spin Supercurrent at p-wave magnetic Josephson Junctions
理论上研究了s波超导体与p波磁体构成的Josephson结，发现p波磁体强度矢量的垂直分量将Andreev束缚态转化为传播模式，从而产生零横向电荷超流的横向自旋超流，为超导自旋电子学器件设计提供新机遇。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Supercurrent from Majorana States in Topological Insulator Josephson Junctions
我们提出了一种基于拓扑绝缘体（TI）薄膜的约瑟夫森结装置来检测Majorana态，该装置利用了TI表面态独特的螺旋和扩展性质。当通过结的磁通量接近于磁通量量子的整数时，存在于膜的两个表面上的马约拉纳态通过在结的边缘处杂化而在电流-相位关系中产生窄峰-谷结构。此外，马约拉纳态对约瑟夫森电流的最大贡献取（几乎）普适值，近似等于单个量子通道的超电流容量。这些特征提供了完全基于超电流的马约拉纳状态的特征签名。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Planar Hall supercurrent and δϕ-shift in the topological Josephson junction
本文理论研究了三维拓扑绝缘体表面超导/铁磁约瑟夫森结，揭示面内磁化诱导的平面霍尔超电流、自旋转移力矩及反常δϕ结和π位移，为拓扑量子器件提供新机制。
2024-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Link between supercurrent diode and anomalous Josephson effect revealed by gate-controlled interferometry
本文通过栅控超导量子干涉仪在同一约瑟夫森结上同时测量$φ_0$位移和超电流二极管效率，揭示二者直接关联，并证明二极管效应主要源于自旋轨道与塞曼场导致的磁手性各向异性。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson supercurrent in a topological insulator without a bulk shunt
在三维拓扑绝缘体Bi 1.5Sb 0.5Te 1.7Se 1.3中引入了约瑟夫森超导电流。我们表明，在Bi 1.5Sb 0.5Te 1.7Se 1.3剥离薄片的运输是由表面状态和体电导率可以忽略不计的温度下，我们研究的邻近诱导超导。我们在几个Bi 1.5Sb 0.5Te 1.7Se 1.3薄片上制备了宽度为40 nm量级、长度为50 ~ 80 nm量级的约瑟夫森结，并测量了低至30 mK的温度。夫琅和费模式明确地揭示了超电流是约瑟夫森超电流。测量的临界电流可重复地观察到不同的设备和多次冷却后，和临界电流对温度的依赖性，以及磁场可以很好地解释扩散输运模型和几何效应。
2014-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of scanning gate microscopy imaging of the supercurrent distribution in a planar Josephson junction
本文利用扫描门显微镜技术，从理论上研究了在垂直磁场作用下超导-正常-超导平面结中超导电流分布的映射。我们发现，如果结中的通量设置为接近夫琅和费图案的最大值，则约瑟夫森涡旋中排列的反向传播超电流的分布可以通过扫描探针尖端感应的临界电流的变化来映射。相反，当磁场将结驱动到夫琅和费模式中的超电流最小值时，超导相适应，并且尖端总是增加超电流。垂直的磁场导致约瑟夫森涡旋的形成，其高度透明的结的延伸取决于电流的流通方向。我们表明，这导致一个不对称的超电流分布在交界处，这可以通过扫描栅显微镜揭示。我们解释我们的研究结果的基础上的数值计算的短和长结的限制，并提供了一个现象学模型所观察到的现象。
2022-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent blockade in Josephson junctions with a Majorana wire
本文研究了具有马约拉纳费米子端态的拓扑非平凡超导线与s波BCS超导电极隧道耦合的约瑟夫森效应。在S-TS结中，在相当一般的条件下不可能有超电流流动。对于S-TS-S结，体TS准粒子必须是可接近的以具有约瑟夫森效应。在无相互作用的情况下，我们得到了精确的电流-相位关系（CPR），并发现π周期行为与负临界电流弱隧道耦合。然后，充电效应导致异常CPR $I(φ)=I_c \cosφ$，其中奇偶敏感临界电流I_c提供马约拉纳状态的签名。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
$4π$-periodic Josephson supercurrent in HgTe-based topological Josephson junctions
约瑟夫森效应描述了两个超导体之间的弱连接中超导电流的一般外观。然而，它的确切物理性质深深地影响了超电流的性质。对约瑟夫森结的详细研究可以揭示超导配对（自旋-三重态关联，$d$波对称性）或电子输运（量子点，弹道通道）的微观性质。近年来，相当多的努力集中在超导体与拓扑绝缘体的耦合上，其中输运是由具有螺旋自旋极化的拓扑保护的狄拉克表面态介导的（而本体保持绝缘）。在这里，超导体的接近被预测会产生非常规的诱导$p$波超导性，具有拓扑保护的无隙Andreev束缚态的双重态，其能量随着跨结的超导相位差周期性地变化$4π$。在这篇文章中，我们报告了一个观察到的约瑟夫森结的3D拓扑绝缘体碲化汞的弱连接的射频辐射的异常响应。该响应被理解为是由于对超电流的$4π$周期性贡献，并且其幅度与无间隙Andreev双峰的预期贡献兼容。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin supercurrent in Josephson contacts with noncollinear ferromagnets
本文从理论上研究了两个s波超导体通过非共线铁磁畴扩散接触连接时的约瑟夫森耦合。首先，我们考虑一个接触与两个域的磁化矢量取向错误的角度$θ$。利用量子线路理论，我们发现除了电荷超电流，自旋超电流，这是偶数在$ϕ$和奇数在$θ$，与自旋极化垂直的磁化矢量之间流动的域。此外，在结的界面处的非对称绝缘势垒，该系统可能会经历反铁磁-铁磁相变为$ϕ=π$。其次，我们讨论了具有多畴壁的扩展磁织构中的自旋超电流。我们发现了位置相关的自旋超流。自旋超电流的大小强烈地依赖于超导体之间的相位差和畴壁的数量。我们的研究结果表明，耦合超导相的磁化动力学的可能性。
2011-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetically-driven colossal supercurrent enhancement in InAs nanowire Josephson junctions
约瑟夫森效应是一种基本的量子现象，其特征在于在两个超导（S）电极之间的弱连接中出现无耗散的超电流。虽然导致约瑟夫森效应的机制是相当普遍的，即，在S电极和弱连接之间的界面处的Andreev反射，结的精确物理细节和拓扑结构极大地改变了超电流的性质。具体而言，强烈增强的临界超导$I_C$预计会发生时，拓扑结构的结允许出现马约拉纳束缚态。本文报道了由InAs纳米线和Ti/Al超导引线形成的介观约瑟夫森结中的电荷输运测量结果。我们的主要观察结果是一个巨大的增强的临界超电流所引起的外部磁场施加垂直于衬底。这种惊人的和异常的超电流增强不能归因于存在于约瑟夫森结中的任何已知的常规现象，包括例如Fraunhofer类衍射或$π$态行为。我们还研究了一个与磁聚焦引起的非均匀塞曼场有关的非常规模型，并指出它不能解释所观察到的行为。最后，我们认为这些结果的拓扑超导性的背景下，并表明所观察到的$I_C$增强是兼容的磁场诱导的拓扑结构的转变的结。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Josephson diode effect in supercurrent interferometers
约瑟夫森二极管是一种非互易电路元件，其在一个方向上比在另一个方向上支持更大的无耗散超电流。在这项工作中，我们提出并理论研究了一类基于超导干涉仪的约瑟夫森二极管，其中包含介观约瑟夫森结，如点接触或量子点，它们本身不是二极管，但具有非正弦电流-相位关系。我们表明，这样的约瑟夫森二极管有几个重要的优点，如电可调，既不需要塞曼分裂，也不需要自旋轨道耦合，只有时间反演打破了一个磁通量。我们还表明，我们的二极管有一个特征的交流响应，揭示了夏皮罗步骤。即使是最简单的实现我们的约瑟夫森二极管范例，依赖于只有两个结可以实现高达$\sim40\%$的效率，有趣的是，更大的效率是通过级联多个干涉仪回路。
2022-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Controllable generation of a spin-triplet supercurrent in a Josephson spin-valve
从理论上预言，在非共线磁化的多层铁磁结构中，可以感应出超导序参量的非常规奇频自旋三重态分量。在这项工作中，我们实验研究纳米尺度的设备，其中铁磁自旋阀嵌入到约瑟夫森结。我们展示了两种方法，在原位分析这样的约瑟夫森自旋阀：通过磁阻测量和通过原位磁强计的基础上，在结中的磁通量子化。我们观察到，通过该设备的超导依赖于两个铁磁层的磁化的相对取向，并在自旋阀的非共线状态下增强。这为铁磁体中自旋三重态超导分量的可控产生提供了直接的证明。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impact of junction length on supercurrent resilience against magnetic field in InSb-Al nanowire Josephson junctions
本研究探讨了 InSb-Al 纳米线约瑟夫森结长度对超导电流抗磁场能力的影响，发现减小结长度可显著提升临界平行场，30 nm 短结在 1.3 T 磁场下仍保持超导电流，为需要抗磁场超导电流的混合纳米线实验提供了关键支持。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Supercurrent interference in HgTe Josephson junctions
由拓扑绝缘体（TI）制成的导线是一种很有前途的寻找Majorana束缚态的平台。这些状态可以通过分析以TI线为弱连接的约瑟夫森结中的分数交流约瑟夫森效应来探测。轴向磁场可用于将系统从平凡调谐到拓扑非平凡。本文研究了这种线约瑟夫森结中超导电流的振荡随轴向磁场强度和不同接触电阻的变化。虽然电流平均平行于磁场流动，但我们观察到$h/2e$，$h/4e$ -甚至$h/8e$ -接触电阻率较低的样品中的超导电流的周期性振荡。相应的紧束缚输运模拟使用Bogoliubov-de Gennes模型哈密顿量产生的超导通过约瑟夫森结，特别是显示奇特的$h/4e$ -在实验中观察到的周期性振荡。进一步的半经典分析的基础上Andreev反射的轨迹连接两个超导体，使我们能够确定这些振荡的物理起源。它们可以与围绕TI纳米线缠绕的磁通封闭路径相关，从而突出了与常见平面结相比的结几何形状的三维特征。
2022-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quasiparticle trapping at vortices producing Josephson supercurrent enhancement
强自旋轨道材料在磁场作用下的约瑟夫森结是一种很有希望的马约拉纳费米子候选体。在InAs纳米线约瑟夫森结中观察到磁场对超导电流的增强，并将其归因于拓扑转变。在这项工作中，我们观察到一个类似的现象，但讨论的非拓扑起源，通过考虑捕获的准粒子的旋涡，穿透超导体在有限的磁场。当上下扫过磁场时，观察到的开关电流的滞后支持这种分配。我们的实验表明了准粒子在具有磁场的超导器件中的重要性，这可以为利用超导体设计量子比特提供重要的见解。
2022-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Maximum supercurrent in Josephson junctions with alternating critical current density
本文从理论上和数值上研究了临界电流密度空间变化的约瑟夫森隧道结中最大超导电流与磁场的关系。我们发现在长结中存在两个磁通穿透场和一个分裂涡旋平衡态。
2007-11-02 cond-mat.supr-con
Multiplet Supercurrents in a Josephson Circuit
本文研究由两端约瑟夫森结构成的三电极-公共超导岛电路，展示了高温鲁棒且经夏皮罗台阶验证的多重态共振动态生成，还发现源于相位同步的新型超电流并提出其拓扑贡献问题。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic supercurrent discretization and micrometer-long Josephson coupling in germanium
我们制作约瑟夫逊场效应晶体管在锗量子阱接触超导铝和展示超导电流的孔，延伸超过几微米的结长度。在超导量子点接触中，我们观察到超导电流的离散化，以及法布里-珀罗共振，证明了弹道输运。超电流的磁场依赖性遵循一个明确的夫琅和费样图案和夏皮罗步骤后出现微波照射。多个Andreev反射引起电导增强和证据的透明界面，通过分析过剩电流确认。这些弹道超导传输的演示对于锗中的混合量子技术是有希望的。
2018-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Vortex-state-mediated Josephson effect
约瑟夫森效应是一种宏观量子现象，即在没有外加电压的情况下，超电流流过约瑟夫森结。我们预测了一种新的涡旋态介导的SNS约瑟夫森结中的约瑟夫森效应。涡旋状态介导的超电流的增强或显着减少的幅度取决于结的长度，并表现出几个步骤的有效传播通道的数量在零温度下的电流相演变。在有限的温度下，这些超导步骤持续在短结限制，并发展成超导振荡，如果结长度变得可比的相干长度$ξ=\hbar v_F/Δ$的超导体，并在以后的情况下，可以观察到超导电流反转。这些发现可能会提供一个吸烟枪签名的涡旋束缚态在超导体和承诺可能的应用在未来的约瑟夫森器件。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit-enhanced robustness of supercurrent in graphene/WS$_2$ Josephson junctions
我们证明了增强的鲁棒性的超导通过石墨烯为基础的约瑟夫森结，其中强烈的自旋轨道相互作用（SOI）诱导。我们比较了在六方氮化硼上的石墨烯和WS $_2$上的石墨烯的约瑟夫森结之间在高磁场下的超导电流的持久性，其中强SOI通过邻近效应诱导。我们发现，在最短的结两个系统显示感应超导的签名，其特征在于在低电流，在磁场高达1 T的抑制微分电阻。然而，在较长的结中，只有WS $_2$上的石墨烯在如此高的磁场中表现出诱导超导性特征，并且它们甚至持续高达7 T。我们认为，这些强大的超导签名产生的准弹道边缘状态稳定的强SOI诱导石墨烯WS $_2$。
2021-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin phase regulated spin Josephson supercurrent in topological superconductor
该研究理论提出自旋相位概念，在超导纳米线结中实现自旋约瑟夫森效应，推导相关公式并验证拓扑非平庸相中超导能隙内的自旋超流，为拓扑超导与自旋电子学结合提供可能。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Observation of Supercurrent in PbIn-Graphene-PbIn Josephson Junction
超导体-石墨烯-超导体（SGS）结为研究狄拉克费米子的相对论电动力学和邻近诱导超导提供了一个独特的平台。我们报告了在温度高达4.8K，具有大IcRn（~ 255 microV）的情况下，在与Pb 1-xInx（x=0.07）电极接触的石墨烯的近耦合超导结中观察到的约瑟夫森效应。这表明Pb 1-xInxSGS结将促进超导量子信息器件和石墨烯超导增强相相干输运的发展。
2011-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gate-controlled supercurrent reversal in MoS$_2$-based Josephson junctions
最近的实验揭示的超导电性的MoS $_2$的动机，我们调查的约瑟夫森效应在单层的MoS $_2$在交换分裂的存在下。我们发现，超导反转称为$0-π$过渡可以发生通过改变掺杂通过栅极电压。这与普通超导体/铁磁体/超导体结形成对比，在普通超导体/铁磁体/超导体结中，随着结长度或温度的变化而发生连续的$0-π$转变。事实上，对于MoS $_2$的情况下，我们发现，振幅和周期的振荡显示依赖于掺杂，这解释了预测的掺杂诱导的超导反转。这些效应除了来自于自旋轨道相互作用引起的价带内自旋分裂外，还来自于密度和费米速度对掺杂强度的依赖。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Full control of quantum Hall supercurrent in a side gated graphene Josephson junction
我们提出了一种基于石墨烯的约瑟夫森结的研究，该结具有专用的侧栅极，该侧栅极由与结本身相同的石墨烯片雕刻而成。这些侧栅极是高效的，并且允许我们在宽范围内沿结的任一边缘调制载流子密度。特别是，在$1-2$特斯拉范围内的磁场中，我们能够填充下一个朗道能级，从而导致具有不同于体填充因子的电导的霍尔平台。当沿任一边缘引入反向传播的量子霍尔边缘态时，我们观察到沿结的边缘局部化的超电流。在这里，我们研究这些超电流作为磁场和载流子密度的函数。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Field-Resilient Supercurrent Diode in a Multiferroic Josephson Junction
该研究在多铁性 Josephson 结中实现超电流二极管，证明其在零场及超出工业标准的宽双极磁场下仍可整流，并指出自旋-轨道耦合与多铁性的协同作用是场弹性来源。
2024-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Observation of the dominant spin-triplet supercurrent in Josephson spin valves with strong Ni ferromagnets
实验研究了含强Ni铁磁体的纳米级约瑟夫森结和约瑟夫森自旋阀。我们观察到，与结相反，具有相同几何形状的自旋阀表现出异常的Ic（H）图案，两个峰被一个凹陷分开。我们开发了几种原位表征纳米器件中微磁态的技术，包括磁阻、绝对约瑟夫森磁通测量和一阶反转曲线分析。它们揭示了超导电流的下降与自旋阀的反平行态以及与两个非共线磁态的峰的明显相关性，从而为自旋三重态超导的产生提供了证据。定量分析表明，Ni基自旋阀中的三重态电流比传统的单重态电流大三倍。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Edge supercurrent in Josephson junctions based on topological materials
本文综述了基于拓扑材料的约瑟夫森结中边缘超电流的量子干涉图样，涵盖夫琅禾费及$Φ_0$、$2Φ_0$周期振荡，并总结相关理论与实验进展。
2024-11-11 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
Effect of magnetic pair breaking on Andreev bound states and resonant supercurrent in quantum dot Josephson junctions
我们提出了一个量子点共振约瑟夫森隧穿模型，该模型解释了超导导线中由磁场或自旋翻转散射引起的库珀对断裂过程。对临界超导电流$I_c$和约瑟夫森电流-相位关系$I(ϕ)$的破缺效应主要是由于Andreev束缚态的谱低于约化的（Abrikosov-Gorkov）准粒子间隙的修改。对于形成在准一维通道中的量子点，尽管通道中的轨道磁场效应被抑制，但$I_c$和$I(ϕ)$都可以显示出由对断裂引起的显著的磁场依赖性。这种情况与最近碳纳米管中量子点约瑟夫森结的实验有关。在Usadel极限下，通过Andreev散射矩阵与超导体准经典格林函数之间的关系，考虑了超导体的对断裂过程。
2007-02-01 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
Intrinsic supercurrent non-reciprocity coupled to the crystal structure of a van der Waals Josephson barrier
空间均匀系统中的非互易电子输运是由反转对称性和时间反转对称性的同时破缺引起的。超导和约瑟夫森二极管，未来的非耗散量子器件的关键成分，最近已经实现。只有少数几个例子的垂直超导二极管效应已被报道，其机制，特别是无论是内在的或外在的，仍然难以捉摸。在这里，我们证明了一个实质性的超导非互易性范德华垂直约瑟夫森结形成的Td-WTe 2势垒和NbSe 2电极，清楚地反映了本征晶体结构的Td-WTe 2。的约瑟夫森二极管的效率增加与Td-WTe 2的厚度达到临界厚度，和所有的结，无论势垒厚度，揭示磁手性特性相对于一个镜面的Td-WTe 2。我们的研究结果，以及扭转角调谐的Td-WTe 2双势垒结的磁手性，表明二维材料承诺垂直约瑟夫森二极管具有高效率和可调谐性。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kondo resonance enhanced supercurrent in single wall carbon nanotube Josephson junctions
我们将化学气相沉积法生长的单壁碳纳米管与Ti/Al/Ti超导电极相接触。该设备，我们在这里报告的是在近藤政权表现出四重壳结构，在那里观察到一个明确的签名超导电极低于临界温度。多重Andreev反射揭示了子间隙结构和一个狭窄的峰值附近的零偏置的差分电导被视为取决于壳填充。我们解释的峰值接近诱导的超电流，并检查其与近藤共振的相互作用。
2007-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical Gate Tunable Supercurrents in Topological Josephson Junctions
在三维拓扑绝缘体的表面上由紧密间隔的常规超导体制成的约瑟夫森结已经被提出用于承载可以包括马约拉纳费米子的Andreev束缚态（ABS）。在这里，我们提出了一个广泛的研究，在各种SQUID的Nb/Bi $_2$ Se $_3$ /Nb约瑟夫森结中的低能量ABS进行的超电流，因为我们调制的Bi $_2$ Se $_3$障碍通过静电顶栅的载流子密度。如前所述，我们发现约瑟夫森电流在施加到顶栅的电压的临界值处急剧下降。这种下降已被归因于一个过渡的拓扑平凡的2DEG在表面上几乎耗尽，导致空间位置的变化和性质的螺旋表面状态的变化。我们目前的测量，支持这一图片揭示了质的变化，温度和磁场的依赖性的临界电流在这个过渡。特别是，我们观察到显着的波动，在临界电流接近完全耗尽的2DEG，表明通过拓扑低能量ABS的超导运输的动力学性质。
2014-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Optimization of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
在过去的一年里，几个研究小组已经观察到在含有铁磁（F）材料的约瑟夫森结中存在长程自旋三重态超电流的证据。在我们的工作中，自旋三重态对的相关性是由中心的Co/Ru/Co“合成反铁磁体”（SAF）和两个外部薄F层之间的非共线磁化产生的。在这里，我们目前的数据表明，自旋三重态超电流增强到20倍后，我们的样品受到一个大的面内磁化场。如果Co/Ru/Co SAF经历“自旋翻转”转变，由此两个Co层的磁化方向最终垂直于两个薄F层的磁化方向，则可以解释该令人惊讶的结果。自旋翻转转变的直接实验证据来自于扫描电子显微镜的极化分析和自旋极化中子反射计。
2011-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Microscopic study of the Josephson supercurrent diode effect in Josephson junctions based on two-dimensional electron gas
本研究针对二维电子气磁性约瑟夫森结的超流二极管效应，构建基于Bogoliubov-de Gennes方法的理论模型，分析其调控机制与0-π类相变特性，结果与实验吻合，为相关器件研究提供理论支撑。
2023-08-24 cond-mat.supr-con
Enhancement of Josephson Supercurrent in a $π$-Junction state by Chiral Antiferromagnetism
Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shenzhen Key Laboratory of Ultraintense Laser and Advanced Material Technology, Center for Intense Laser Application Technology, and College of Engineering Physics, Shenzhen Technology University（深圳技术大学超快激光与先进材料技术重点实验室、强激光应用技术中心及工程物理学院）；Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ct.qmat）；School of Emerging Technology, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学新兴技术学院）
手性反铁磁性通过增强三重态配对和波动，显著提升约瑟夫森超电流，并在π结状态下稳定。
2026-02-25 cond-mat.supr-con
Triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions by spin injection
我们发现，注入非平衡自旋到超导导线强烈增强了静态约瑟夫森电流通过超导铁磁超导结。由此产生的长程超电流通过铁磁体由三重态库珀对携带，这些库珀对是通过自旋注入和交换相互作用的组合效应在s波超导体中形成的。我们量化的交换相互作用的朗道费米液体因子。远程约瑟夫森电流的大小和方向可以通过改变注入极化相对于铁磁体磁化强度的角度来操纵。
2012-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Supercurrent reversal in Zeeman-split Josephson junctions
研究Zeeman分裂超导体与正常金属构成的Josephson结，发现低温下电流在特定相位差处反转，并提出通过调节Rashba自旋轨道耦合电控该相位差的新方法。
2023-06-16 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
Curvature-induced long ranged supercurrents in diffusive SFS Josephson Junctions, with dynamic $0-π$ transition
我们报道了在没有任何磁错位或内禀自旋轨道耦合的情况下，可以在扩散SFS约瑟夫森结中诱导出自旋超电流。相反，自旋三重态产生的途径是通过几何曲率提供的，并导致长程约瑟夫森效应。此外，示出的曲率诱导动态可调的$0-π$过渡的结。我们提供的分析框架，并讨论潜在的实验和创新的影响。
2021-07-23 cond-mat.supr-con
Triplet-blockaded Josephson supercurrent in double quantum dots
在半导体纳米结构中产生的串联双量子点为研究双电子自旋量子态提供了一个通用的平台，它可以通过静电门控和外部磁场进行调谐。在这项工作中，我们直接测量了带有超导引线的InAs纳米线双量子点相邻电荷态之间的超电流反转，与理论模型非常一致。在偶电荷宇称区，我们观察到随着磁场的增加而出现的超导阻塞，对应于自旋单重态到三重态的跃迁。我们的研究结果表明，直接自旋超导转换，超导等效的泡利自旋封锁。这种效应可以在耦合自旋系统和超导电路的量子态的混合量子架构中利用。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Green's Function Methods for Computing Supercurrents in Josephson Junctions
College of Optics and Photonics, University of Central Florida（中佛罗里达大学光学与光子学院）
本文综述了基于格林函数的方法用于计算约瑟夫森结中的超电流，讨论了该方法在大尺度原子模拟中的应用，涵盖直流和交流超电流。
2026-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Area-dependence of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
含有多层铁磁层的约瑟夫森结在一定条件下可以携带自旋三重态超电流。包含多个域的大面积结预计在整个结表面具有0或π耦合的随机分布，而磁化样品应该在任何地方都具有独特的π耦合。我们已经测量了在这种结的临界电流的面积依赖性，并确认在磁化结的临界电流的比例与面积线性。对于生长态（多域）样品，结果是混合的。在厚Nb基底上生长的样品表现出临界电流，其随面积呈次线性比例，而在更平滑Nb/Al多层基底上生长的样品表现出临界电流，其随面积呈线性比例。后者的结果是一致的理论图片由于Zyuzin和Spivak预测，生长的样品应该有全球的π/2耦合。
2012-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent-carrying density of states in diffusive mesoscopic Josephson weak links
最近的实验表明，通过扩散相相干正常金属弱连接的超电流的非平衡控制。实验结果已准确地描述了准经典格林函数技术的Keldysh形式主义。考虑到结构的几何形状，不同的能量尺度和非理想性的接口，使我们能够获得的理论和实验结果之间的定量协议的振幅和相位依赖的超电流，没有或很少的拟合参数。在这里，我们讨论了最重要的因素与这样的比较：超导序参量和结的无功能量之间的比率，额外的电线对弱连接的影响，以及由于不完善的影响，最显着的是由于非理想界面。
2002-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Scanning Gate Microscopy Modulation of Supercurrent in Graphene Josephson Junctions
Istituto Nanoscienze–CNR, NEST-Scuola Normale Superiore（意大利国家研究委员会纳米科学研究所，NEST-比萨高等师范学校）；Dipartimento di Fisica, Università di Genova（热那亚大学物理系）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理学研究所）；Center for Nanotechnology Innovation, Laboratorio NEST, Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学NEST纳米技术创新中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（日本物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（日本物质材料研究机构材料纳米构造研究中心）
本研究采用扫描门显微镜探究hBN封装的铌接触石墨烯约瑟夫森结的超导电流调制，实验与数值模拟吻合，为超导现象局域操控奠定基础。
2026-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Amplitude control of spin-triplet supercurrent in S/F/S Josephson junctions
用传统的s波超导体制成的并包含多层铁磁材料的约瑟夫森结可以在存在某些类型的磁不均匀性的情况下携带自旋三重态超导电流。在含有三个铁磁层的结中，预测三重态超电流在相邻层的磁化方向正交时最大，而在任何两个相邻层的磁化方向平行时为零。在这里，我们展示了在这样的结的自旋三重态超电流的开关控制，通过旋转90 $^{\circ}$的三层之一的磁化方向。我们获得的“开-关”的比率为5，7，和19的超电流在三个样品研究到目前为止。这些观测结果直接证实了该理论最突出的预言之一，并为自旋三重态约瑟夫森结在新兴的“超导自旋电子学”领域的应用铺平了道路。"
2015-10-07 cond-mat.supr-con
Area-dependence of spin-triplet supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions
2010年，几个实验小组获得了强铁磁材料约瑟夫森结中自旋三重态超电流的有力证据。我们自己的最佳结果是从大面积结中获得的，该结包含一个厚的中心Co/Ru/Co“合成反铁磁体”和两个由Ni或PdNi合金制成的薄外层。因为我们的样品中的铁磁层是多畴的，所以人们会期望结内的局部电流-相位关系的符号作为横向位置的函数随机变化。在这里，我们报告测量的临界电流在几个样品的面积依赖性，在那里我们找到了一些证据，这些随机符号的变化。然而，当样品被磁化时，临界电流变得与面积明显成正比，这表明电流-相位关系在整个结面积上具有相同的符号。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Mesoscopic fluctuations of the supercurrent in diffusive Josephson junctions
研究了正常部分为相干扩散电子动力学的约瑟夫森结中超导电流的介观涨落和弱局域修正。两种类型的结被认为是：一个混乱的点耦合到超导体的隧道障碍和扩散结透明正常超导界面。计算了电流涨落的幅度和对平均电流的弱局域化修正随超导能隙与电子驻留能量之比、温度和结两端超导相位差的变化。从技术上讲，正常区域中空间非均匀邻近效应之上的波动由σ模型的复制版本描述。对于具有透明界面的扩散结的情况，临界电流的介观波动的幅度似乎比没有考虑邻近效应的先前理论的预测大近3倍。
2007-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Triplet supercurrent due to spin-active zones in a Josephson junction
最近的实验证明三重态超导在铁磁约瑟夫森结与铜$_2$ MnAl-Heusler障碍的动机，我们构建了一个理论模型占这一观察。在我们的模型中，产生三重态超电流的关键成分是\textit{spin-active zones}，其特征在于有效的倾斜界面磁矩。利用数值解的准经典方程的超导自旋活动的边界条件，我们发现定性非常好的协议与实验观察到的超电流。进一步的实验影响的自旋活性区进行了讨论。
2010-07-08 cond-mat.supr-con
Magnetic-field-orientation-dependent triplet supercurrents in Josephson junctions with symmetric and asymmetric exchange-spring interfaces
具有s波超导体（S）和多个铁磁（F）层的约瑟夫森结在存在磁不均匀自旋混合器界面的情况下携带自旋三重态超电流。在这里，我们报告的磁性约瑟夫森结交换弹簧和双交换弹簧（“自旋混合器”）的Co/Py接口。在Co/Py界面处，交换耦合相对于Py的磁各向异性是强的，并且因此，取决于外部磁场的方向和大小，在Py中形成非共线磁结构，从而产生用于单重态到三重态对转换的必要的磁不均匀性。我们通过Py检测到超电流，厚度超过10 nm，这是远远大于单重态对相干长度，这表明磁可调三重态超电流的传播。
2019-07-19 cond-mat.supr-con
Supercurrent in Nb/InAs-Nanowire/Nb Josephson junctions
我们报道了平面介观约瑟夫森结的制备和测量，该结由InAs纳米线耦合到超导Nb终端形成。使用具有不同体载流子浓度的Si掺杂的InAs纳米线允许调整结的性质。我们研究了结特性作为温度，栅电压和磁场的函数。在高掺杂浓度的纳米线结中，约瑟夫森超电流值可达100 nA，由于采用Nb作为超导体，约瑟夫森耦合在4K温度下仍能保持。在所有的结中，临界电流随磁场单调下降，这可以用最近发展的超小约瑟夫森结邻近效应的理论模型来解释。对于低掺杂的约瑟夫森结，通过改变栅电压来控制临界电流已被证明。我们研究了纳米线耦合到超导和正常的金属终端的电导波动。超导接触纳米线的电导波动幅度约为接触纳米线的6倍。电导涨落的增强归因于相位相干Andreev反射以及由于Nb电极的大超导能隙而产生的大量相位相干通道。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent transferring through c-axis cuprate Josephson junctions with thick normal-metal-bridge
利用简单但精确可解的模型，研究了超导体-正常金属-超导体（正常金属厚度远大于其相干长度）c轴超导体-正常金属-超导体结中的超导电流传输.结果表明，作为正常金属的厚度的函数的超电流的下降速度比邻近效应预期的指数衰减慢得多。目前的结果可以解释在c轴铜氧化物SNS结中观察到的巨大邻近效应。
2008-08-07 cond-mat.supr-con
