Long-range spin-triplet proximity effect in Josephson junctions with multilayered ferromagnets
本文研究了SF '（AF）F'S和SF'（F）F'S平面结中的邻近效应，其中S是干净的常规（s波）超导体，而F'和中间层是干净的或中等扩散的铁磁体。中间层由两个相等的铁磁体组成，其具有与相邻F'层中的磁化不共线的反平行（AF）或平行（F）磁化。我们使用完全自洽的数值解的Eilenberger方程计算超导对的振幅和约瑟夫森电流为任意厚度的铁磁层和面内磁化之间的角度。对于铁磁体中的中度无序，AF和F结构的三重态邻近效应实际上是相同的，就像脏极限一样。对于$d'\approx\hbar v_F/2h'$，三重态约瑟夫森电流占主导地位，其中$d'$是F'层厚度，$h'$是交换能。我们的结果与最近的实验观察定性一致[T. S. Khaire，M. A. Khasawneh，W. P. Pratt和N. O. Birge，Phys. Rev. Lett. \textbf{104}，137002（2010）]。
2010-07-17 cond-mat.supr-con
Proximity effect in clean strong/weak/strong superconducting tri-layers
最近测量的约瑟夫森临界电流通过LSCO/LCO/LSCO薄膜显示出异常大的邻近效应。本文利用紧束缚哈密顿量的Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程描述了临界温度为$T_c$的超导体与临界温度为$T_c$ '的超导体之间弱连接中的邻近效应，其中$T_c>T_c$ '.因此，弱连接（N '）在其自身的临界温度以上是超导体，并且超导区域被认为具有s波或d波对称性。我们注意到，邻近效应增强，由于超导关联的存在下，在弱链接。直流约瑟夫森电流的计算，我们得到一个非零值的温度大于$T_c$“的大小的弱链接，可以是几乎一个数量级大于传统的相干长度。考虑口袋中的N'层的超导电性，我们表明，这可以导致一个更大的效果，有效地缩短弱连接的约瑟夫森临界电流。
2005-10-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Method for reliable realization of a varphi Josephson junction
我们提出了一种方法来实现一个$ϕ$约瑟夫森结相结合的交替0和$π$部分（子结）与一个固有的非正弦电流相位关系（CPR）。分析了实现$ϕ$基态的条件。结果表明，考虑到具有铁磁（F）势垒的“干净结”的非正弦CPR，可以显著地扩大$ϕ$基态的畴（合适F层厚度的区域），并使$ϕ$约瑟夫森结的实际实现成为可能.这种结也可以具有两种不同的稳定解，例如0和$π$、0和$ϕ$、或$ϕ$和$π$。
2009-12-01 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
Odd triplet superconductivity in clean and moderately disordered SFFS junctions
我们研究了SFFS结中的约瑟夫森效应和配对关联，该结由两个具有透明和自旋非活性界面的金属单畴铁磁体（F）连接的常规超导体（S）组成。我们解决了任意相对取向的两个F层的磁化在干净的限制和中等无序铁磁体的Eilenberger方程。对振幅的空间变化，单线态$f_s$，和奇数频率三重态$f_{t0}$和$f_{t1}$，与0和$\pm1$自旋投影，以及约瑟夫森电流相位关系计算不同值的铁磁层厚度和角度$α$之间的面内磁化。在相反的脏极限的情况下，我们发现，对于$0<α<π$的自旋单重态和三重态对振幅在F层幂律衰减在相同的振荡方式与距离FS接口。随着铁磁体中杂质散射率的增加，这种衰减变得更快。计算出的三重态振幅$f_{t1}$在两个磁体区域中具有相反的符号，渗透到超导体中并在相同的距离（即超导相干长度）上单调衰减，因为单重态振幅$f_s$饱和到体值。我们指出，磁化取向差对约瑟夫森电流的影响不能直接归因于奇三重态关联的出现。
2009-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect and spin-triplet pairing correlations in SF1F2S junctions
本文从理论上研究了由两个具有透明界面的金属单畴铁磁体（F1和F2）连接的常规超导体（S）组成的平面SF_1F_2S结中的约瑟夫森效应和配对关联。我们得到自旋单重态和三重态对振幅和约瑟夫森电流相位关系的任意取向的磁化使用Eilenberger方程的自洽解决方案在清洁的限制和一个温和的无序铁磁体。我们发现，长程自旋三重态关联不能占上风，在对称的结具有相等的铁磁层。令人惊讶的是，长程自旋三重态相关给出了占主导地位的二次谐波的约瑟夫森电流相位关系的高度不对称的SF 1F 2S结。这种效应对铁磁体的层厚度和交换能的适度无序和变化是鲁棒的。
2011-07-12 cond-mat.supr-con
Interlayer Quasiparticle Transport in the Vortex State of Josephson Coupled Superconductors
本文计算了约瑟夫森耦合d波超导体的层间准粒子电导率$σ_q$与磁场B的关系||c和温度T.我们考虑一个干净的超导体共振杂质散射和一个占主导地位的相干层间隧穿。当煎饼涡在相邻层弱相关在低T的电导率急剧增加B之前，达到一个扩展的区域缓慢的线性增长，而在高T它最初减少，然后达到相同的线性制度。对于相关的煎饼$σ_q$增加更强烈的应用领域。
1999-10-21 cond-mat.supr-con
Quasiparticle energy spectrum in ferromagnetic Josephson weak links
本文计算了常规超导体之间纯铁磁弱链中的准粒子能谱。DOS中的大峰，由于在铁磁势垒处的Andreev反射的特殊情况，对应于自旋分裂束缚态。它们的能量作为势垒厚度，交换场强度，并在链接的宏观相位差$ϕ$的函数，相关的约瑟夫森电流。在基态，$ϕ$可以是0或$π$，这取决于铁磁势垒的影响。解析地得到了零能束缚态（ZES）和自旋极化基态（SPGS）出现的条件。结果表明，ZES只出现在弱连接基态之外。
1999-11-22 cond-mat.supr-con
Josephson effect and tunneling spectroscopy in Nb/Al2O3/Al/MgB2 thin films junctions
本文报道了Nb/Al_2 O_3/Al/MgB_2薄膜异质结的直流和交流约瑟夫森效应以及隧道谱测量结果。直流约瑟夫森效应的数据表明，存在两个特征的临界电流可能占的存在下，在MgB 2膜的两个差距。隧道光谱测量证实了这两个间隙的情况下，并解释与存在的隧道从肮脏的限制和清洁的限制区域，反映了两个不同的序参量幅度。这两个间隙的行为被发现在很好的协议与最近提出的多间隙理论的预测。
2001-08-13 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
The effect of nearest neighbor spin-singlet correlations in conventional graphene SNS Josephson junctions
利用自洽紧束缚Bogoliubov-de Gennes方法，研究了最近邻自旋-单重键（SB）关联对石墨烯SNS约瑟夫森结与常规s波超导接触中的约瑟夫森耦合和邻近效应的影响.尽管接触中的s波超导状态，结内的SB配对状态具有d波对称性，并且干净，尖锐的界面结类似于“体块遇到体块”的情况，两个不同的超导状态之间的相互作用非常小。事实上，由于超导态的有限尺寸抑制，为了在结中实现SB配对，需要比体中更强的SB耦合常数。对于短的干净的锯齿形和扶手椅结，选择与s波状态具有零约瑟夫森耦合的d波状态，因此当SB配对状态在这些结中发展时，约瑟夫森电流减小。在更现实的结中，在界面处具有更平滑的掺杂分布和原子尺度的无序，可以实现接触s波状态和SB d波状态之间的一些耦合。此外，通过破坏界面处的适当晶格对称性以诱导另一个d波状态，可以实现非零约瑟夫森耦合，这导致约瑟夫森电流的大幅增加。我们还报告的LDOS的交界处和缺乏零能量状态的接口，尽管非常规的序参量，我们归因于两个d-波的解决方案和他们的混合在一个一般的接口附近的简并。
2009-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in double-barrier superconductor-ferromagnet junctions
本文研究了弹道双势垒SIFIS平面结中的约瑟夫森效应，该结由大块超导体（S）、干净的金属铁磁体（F）和绝缘界面（I）组成。我们解决的散射问题的Bogoliubov-德Gennes方程的基础上，推导出的直流约瑟夫森电流的一般表达式，适用于任意界面的透明度和费米波矢量失配（FWVM）。我们认为相干制度中，准粒子传输共振显着贡献的Andreev过程。计算了不同结参数下的约瑟夫森电流，并分析了界面透明性和FWVM的影响。对于强铁磁体和有限的界面透明的薄层，我们发现，相干（几何）振荡的最大约瑟夫森电流叠加在0和$π$状态之间的交叉相关的振荡。对于同样的情况，我们发现，温度诱导的$0-π$转变发生，如果结是非常接近的交叉在零温度。
2003-05-26 cond-mat.supr-con
Spin and Charge Currents in SNS Josephson Junction with f-wave Pairing Symmetry
基于艾伦伯格方程，研究了具有三重态f波超导体的干净超导体-正常金属-超导体约瑟夫森结中的输运性质和局域态密度。研究了正常金属厚度和超导体带隙矢量间的取向差对自旋电流和电荷电流的影响。在没有电荷流的情况下，当超导体之间存在一定的相位差时，我们发现了自旋电流，这是由d矢量的不对准引起的，同时我们还发现了自旋电流的非常规行为。d-矢量的不对准也引起正常金属中的态密度的零能量峰。
2010-04-09 cond-mat.supr-con
Incomplete Andreev reflection in a clean Superconductor/Ferromagnet/Superconductor junction
本文研究了任意大自旋极化下洁净超导体-铁磁体-超导体结中的约瑟夫森效应。在干净的铁磁体-超导体界面处的Andreev反射是不完整的，并且具有大入射角的Andreev通道随着交换能量的增加而逐渐被抑制。其结果是，临界电流表现出振荡作为交换能和铁磁体的长度的函数，并具有偏离由准经典理论预测的温度依赖性。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Scattering by magnetic and spin-orbit impurities and the Josephson current in superconductor-ferromagnet-superconductor junctions
本文分析了任意杂质浓度下两个超导体（S）和一个铁磁层（F）组成的结中的约瑟夫森电流。除了非磁性杂质，我们还考虑磁性杂质和自旋轨道散射。在弱邻近效应的限制下，我们求解了线性化的Eilenberger方程，并导出了适用于宽参数范围的约瑟夫森临界电流的解析表达式。这个表达式使我们不仅能够获得已知的结果，在肮脏和清洁的限制，但也在中间区域的杂质浓度，这可能是非常重要的比较与实验数据。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Exchange induced ordinary reflection in a single-channel superconductor-ferromagnet-superconductor junction
本文重新讨论了任意大自旋极化下洁净超导-铁磁-超导结中的定态约瑟夫森效应。超电流的准经典计算假设Andreev反射对所有通道都是完全的。然而，De Jong和Beenakker已经表明，由于铁磁体中的交换相互作用，在干净的FS界面处的Andreev反射是不完整的。考虑到这种不完全Andreev反射，我们研究了弹道单沟道SFS结中的准粒子谱、约瑟夫森电流和$0-π$跃迁。我们发现能隙在相位相关谱中是开放的。虽然当交换能增加时，光谱被强烈地修改，但是约瑟夫森电流和$0-π$跃迁仅受不完全Andreev反射的微弱影响，除了当交换能接近费米能时。
2004-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Negative critical currents in single-channel Josephson junctions
本文理论研究 Coulomb 阻塞区一维导体连接两超导引线的 Josephson 耦合，证明单通道结中负临界电流普遍存在，并随正常区电子数奇偶交替。
2023-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson current in ballistic Nb/InAs/Nb highly transmissive junctions
高透射弹道结被证明之间的Nb和二维电子气形成在InAs/AlSb异质结。一个可重复的制造协议产生高临界超电流值。电流-电压特性测量到0.4 K和所观察到的超电流的行为进行了分析，在一个弹道模型中的清洁限制。这项调查使我们能够证明一个内在的界面transmittance接近90%。的制造协议的可重复性，使它的兴趣的InAs为基础的超导体半导体混合器件的实验研究。
2002-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson Effect in magnetic Josephson junctions with noncentrosymmetric superconductors
我们表明，非中心对称超导体的两个频带的性质，自然会导致一个异常的约瑟夫森电流出现在一个干净的非中心对称超导体/铁磁体/非中心对称超导体结在零相位差。双带性质提供了两组Andreev束缚态，其携带具有不同振幅的两个超电流。当铁磁体的磁化方向被适当地选择时，两个超电流从传统的正弦电流-相位关系经历相反的相移。然后通过调节铁磁参数和非中心对称超导体的三重态与单重态之比，使总约瑟夫森电流产生连续可调的基态相位差。给出了$s$ + $p$波的物理图象和解析结果，给出了$s$ + $p$和$d$ + $p$波的数值结果.对于$d$ + $p$波，我们发现了新的状态，其中的超电流完全由连续的传播状态，而不是离散的Andreev束缚态。Andreev束缚态只出现在费米能级以上，它并没有携带超导电流，而是阻挡了沿相反方向流动的超导电流。这些新态的出现促进了对Andreev束缚态与Josephson电流关系的理解。基态相位差是确定非中心对称超导体三重态与单重态比的一种工具。
2015-05-07 cond-mat.supr-con
Nonlocality in mesoscopic Josephson junctions with strip geometry
本文研究了在外加磁场H作用下，长度为d，宽度为w的干净超导体-正常金属-超导体结中的电流。结果表明，电流密度的几何图形和临界电流随结中总通量的变化都依赖于约瑟夫森涡旋距离a_0与非定域电动力学范围r的比值。特别地，临界电流只有在r<a_0时才具有超导磁通量子的周期性，而在r>a_0时，由于边界效应，临界电流具有双（伪）周期性。将我们的结果与Heida等人最近的实验[Phys.Rev.B57，R5618（1998）]进行比较，我们发现两者吻合得很好。
1999-02-10 cond-mat.supr-con
Observation of enhanced coherence in Josephson SQUID cavities using a hybrid fabrication approach
本文研究了两种不同工艺制作的磁通可调约瑟夫森结谐振器的相干性。在第一个过程中，使用单个蒸发步骤制造器件，其中谐振器和SQUID的结同时制造。在第二个过程中，设备被制成具有相同的几何形状，但是其中谐振器由MoRe超导电层制成，随后在第二步骤中将结添加到该超导电层。为了表征这两种SQUID腔的相干性，我们观察并分析了它们的谐振腔的品质因数与通量和光子数的关系。尽管在制造过程中应用了详细的清洁工艺，但单步Al器件显示出比混合器件明显更差的品质因数，并得出结论，混合技术为制造高Q通量可调谐谐振器提供了更可靠的方法。
2019-11-17 cond-mat.supr-con
c-Axis Twist Bi2Sr2CaCu2O(8+delta) Josephson Junctions: A New Phase-Sensitive Test of Order Parmaeter Symmetry
Li等人发现，即使在Tc下，Bi 2Sr 2CaCu 2 O（8+x）的原子级纯c轴扭转结的临界电流密度JcJ与组成单晶的临界电流密度JcS相同，与扭转角φ 0无关。我们从理论上研究了dx ~ 2-y ~ 2波的序参量是否会因dxy分量的混合而发生扭曲，但发现这种扭曲不可能解释Tc附近的数据。因此，序参量包含s波分量，但不包含任何dx 2-y2波分量。此外，c轴约瑟夫森隧穿是完全不相干的。我们还提出了一个c轴结三晶实验，它不依赖于昂贵的基板。
1999-02-19 cond-mat.supr-con
Graphene Josephson diodes from inherent asymmetric disorder
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-比萨高等师范学院）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；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（意大利理工学院NEST实验室纳米技术创新中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所材料纳米架构研究中心）
研究发现石墨烯约瑟夫森结在毫特斯拉级垂直磁场下可实现超流整流，效率超过20%，其理论模型揭示结中长程散射势是打破对称性的关键机制。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Critical Currents in Conventional Josephson Junctions With Grain Boundaries
据推测，Nb/Al-AlO $_x$ /Nb结中的临界电流的变化是由于系统中晶界的存在以及其它效应。基于此，我们研究了晶界对约瑟夫森结临界电流的影响。我们假设跳跃幅度依赖于原子间的距离，并推导出一个物理上真实的模型的距离依赖跳跃幅度。我们发现，晶界和相关的障碍的存在是负责一个非常大的下降，在临界电流相对于一个干净的系统。我们还发现，当隧道势垒存在时，由于隧道势垒附近的无序跳跃，晶界会导致临界电流的大幅变化。我们讨论了这些结果的适用性约瑟夫森结目前打算用于超导电子应用。
2021-10-12 cond-mat.supr-con
Josephson tunnel junctions with strong ferromagnetic interlayer
本文测定了Nb/Al_2O_3/Cu/Ni/NbJosephson隧道结的临界电流密度j_c与铁磁层厚度d_F的关系，并将其划分为F层厚度区，表现为死磁层区、交换区、交换+各向异性区和j_c的完全抑制区。约瑟夫森耦合随d_F从0变化到π，并且-非常接近交叉厚度-随温度变化。与非磁性\Nb /Al_2O_3/Cu/Nb结相比，超导电流的强抑制表明F层的插入导致了额外的界面散射。死磁层内的输运处于脏极限。对磁激活区进行了清洁极限理论和脏极限理论的拟合，指出了脏极限条件。在文献的框架内讨论了结果
2008-11-10 cond-mat.supr-con
Subgap modes in two-dimensional magnetic Josephson junctions
我们考虑二维超导体/铁磁体/超导体结，并研究沿结界面的亚能隙模式。亚能隙模表现出类似于Yu-Shiba-Rusinov态的特征，这些特征起源于磁结中超导性和铁磁性之间的相互作用。的subgap模式的色散关系示出了定性不同的配置文件取决于铁磁体的传输状态（金属，半金属，或绝缘）。随着铁磁体中的自旋分裂增加，子带隙模式在穿过结的约瑟夫森电流中引起$0$ - $π$跃迁，其中约瑟夫森电流密度强烈地取决于沿着结界面的动量（即，入射电流的方向）。对于干净的超导体-铁磁体界面（即，超导体和铁磁体之间的强耦合），亚能隙模式发展出平坦的准粒子带，其允许沿着非均匀磁性结设计亚能隙模式的波函数。
2022-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effect in silicene-based SNS Josephson junction: Andreev reflection and free energy
研究了在垂直电场和非共振圆偏振光作用下，掺杂无偏硅烯超导体-正常超导体结（SNS）中的约瑟夫森效应.研究了亚能隙输运过程中的Andreev反射（包括回射和镜面反射）、自由能、Josephson效应的反转以及$ϕ_{0}$结的出现.与铁磁-超导体界面相反，即使在干净界面和没有费米波矢失配的情况下，NS界面中的Andreev反射也是完全的。本文指出了自由度的动态极化对$0-π$跃迁和$ϕ_{0}$结的产生所起的重要作用。衬底中带电杂质的散射影响体中的输运性质以及谷弛豫，这可以通过宏观波函数来考虑。在短结极限下，讨论了Andreev能级和自由能的近似结果。除了紧束缚模型的低能限制外，只要间距模型远大于超导能隙，就需要考虑有限尺寸效应。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting diode effect in diffusive superconductors and Josephson junctions with Rashba spin-orbit coupling
该研究利用准经典方法表征了含Rashba自旋轨道耦合的二维扩散体系的超导二极管效应，揭示了均匀超导体与约瑟夫森结中该效应的不同行为规律，为介观纳米结构的相关实验提供了理论解释。
2024-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson junction on one edge of a two dimensional topological insulator affected by magnetic impurity
本文研究了在二维拓扑绝缘体的同边上放置两个s波超导体形成的约瑟夫森结中的电流-相位关系。我们考虑的情况下，结的长度是有限的和磁性杂质存在。讨论了它与传统的约瑟夫森结的异同。在半导体图中计算电流。研究了$2π$ -和$4π$ -周期电流-相位关系（$I_{2π}(ϕ), I_{4π}(ϕ)$）。在干净结中，分别对于$I_{2π}$和$I_{4π}$，在$ϕ=π$和$ϕ=2π$处存在急剧跳变。对于$I_{2π}$，急剧跳跃对于杂质强度和分布具有稳健性。然而，对于$I_{4π}$，杂质使$ϕ=2π$处的跳跃平滑。给出了$I_{2π}$的临界（最大）电流，发现杂质的不对称分布会使其增大。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetometry with low resistance proximity Josephson junction
我们描述了一种基于Nb-Cu-Nb SNS弱连接的超导量子干涉邻近晶体管（Nb-SQUIPT）。的Nb-SQUIPT和SNS设备制造同时在两个单独的光刻和沉积步骤，依赖于Ar离子清洗的Nb接触表面。Nb-Cu界面的质量的特征在于通过测量SNS结的温度依赖的平衡临界超电流。在Nb-SQUIPT器件中，我们观察到在偏置电压的子带隙区域中的最大磁通-电流传递函数值约为55 nA/Φ_0。这导致功率耗散抑制到几fW。该器件可以实现低耗散SQUIPT，与基于Al-Cu-Al SNS结和Al隧道探针（Al-SQUIPT）的传统器件相比，提高了两个数量级。
2017-10-04 cond-mat.supr-con
Twisted van der Waals Josephson junction based on high-Tc superconductor
堆叠的二维范德华（vdW）材料相对于彼此旋转显示出研究奇异量子现象的多功能性。特别是，各向异性层状材料具有很大的潜力，这样的双电子应用，提供高的可调谐性。在这里，我们报告的各向异性超导序参量在扭曲的Bi 2Sr 2CaCu 2 O 8 +x（Bi-2212）VDW结与原子级清洁VDW接口，实现使用微劈和堆叠技术。扭转角为0°和90°的vdW约瑟夫森结显示出最大的约瑟夫森耦合，与体晶体中本征约瑟夫森（IJ）结的耦合相当。当扭转角接近45°时，约瑟夫森耦合被抑制，并最终在45°处消失。利用Bi-2212的d波超导序参量和结的有限隧穿非相干性，通过理论计算，定量地解释了所观察到的约瑟夫森耦合的扭角依赖性。我们的研究结果揭示了Bi-2212的各向异性性质，并提供了一种新的制造技术，vdw基双电子平台兼容的空气敏感vdW材料。
2021-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interference phenomena in Josephson junctions with ferromagnetic bilayers: Spin-triplet correlations and resonances
本文研究了平面$SF_1F_2S$结中的约瑟夫森效应，该结由两个金属单畴铁磁体（$F_1$和$F_2$）连接的常规$s$波超导体（$S$）组成，具有任意的界面透明性.我们解决了散射问题的基础上的Bogoliubov-de Gennes方程的清洁限制的自旋单重态和奇数的频率自旋三重态配对相关。数值计算了约瑟夫森电流-相位关系$I(ϕ)$。虽然$I(ϕ)$的一次谐波完全由自旋单重态和短程自旋三重态超导关联产生，但对于铁磁层的非共线磁化，二次谐波具有额外的长程自旋三重态分量。因此，对于强铁磁影响，长程自旋三重态对二次谐波的贡献占主导地位。我们发现了一个例外，由于几何共振相等的铁磁层时，第一谐波强烈增强。由于$0-π$跃迁，第一和第二谐波振幅都随铁磁层厚度振荡。我们研究了界面透明性的影响，并发现铁磁层之间的界面的有限透明性的额外的共振。
2022-08-30 cond-mat.supr-con
Magnetic-coupling-dependent spin-triplet supercurrents in helimagnet/ferromagnet Josephson junctions
在过去的一年里，在证明与单线态超导体耦合的铁磁体中存在长程自旋三重态超电流方面的实验成就为新的有趣的物理学和应用开辟了可能性。Today 64（1），43（2011）]。本课题组报道了将三重态超电流注入磁性均匀的铁磁体（Co）中，并将其夹在两个氦磁体/超导体（Ho/Nb）双层膜之间，形成Nb/Ho/Co/Ho/Nb型约瑟夫森器件。在Ho层厚度的函数中，发现超电流以复杂的方式调制，该方式似乎取决于Ho的磁结构。为了理解这种不寻常的行为，我们利用Eilenberger方程从理论上研究了具有Helimagnet/Ferromagnet/Helimagnet（HM/F/HM）势垒的理想Josephson器件在清洁极限下的特性;我们特别指出，可以穿过势垒的最大三重态超电流将取决于非如果HM层和F层在它们的界面处磁交换耦合，则在HM层的厚度上单调。
2012-09-24 cond-mat.supr-con
Thouless pumping in Josephson junction arrays
受半导体-超导体异质结构进展启发，提出在电可调Josephson结阵列中实现Thouless量子泵浦的协议，数值分析了Rice-Mele和Harper-Hofstadter泵浦方案，验证了该系统作为量子模拟平台的灵活性与鲁棒性。
2023-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Partially resummed perturbation theory for multiple Andreev reflections in a short three-terminal Josephson junction
在透明的三端约瑟夫森结中，由于多个Andreev反射（MAR）阈值和对电流中的多对共振之间的相互作用，模拟非平衡输运是具有挑战性的。提出了一种近似方法，称为“非局部格林函数数的部分恢复微扰理论”，该方法可以在标准计算机上运行，并证明与文献中现有结果的兼容性。在由两个相邻界面（具有中间透明度）通过中心超导体连接的线性结构中，分别通过每个界面的隧穿被考虑到所有阶。相反，连接两个界面的非局部过程在最低的相关顺序。这就产生了在间隙边缘的几何发散贡献，这足以作为半定量描述。该方法能够描述在整个二维电压范围内的电流，包括相称以及不相称的值。多对（例如四重峰）电流相位特性以及MAR阈值的结果与以前的结果是兼容的。在中间的透明度，多对临界电流是远远大于背景MAR电流，这支持了四重和多对共振的实验观察。本文提供了一个证明的原则，在未来解决准粒子和多对之间的相互作用，在四端结构。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
1/f critical current noise in short ballistic graphene Josephson junctions
短弹道石墨烯约瑟夫森结维持超导电流与非正弦电流相位关系高达临界电流阈值。电流-相位关系，产生于邻近超导性，是栅极电压可调的，并表现出特殊的偏度，观察到在高品质的石墨烯超导体异质结构与干净的界面。这些性质使得石墨烯约瑟夫森结成为二维传输中微观波动的灵敏量子探针。我们发现，功率谱的临界电流波动具有特性的$1/f$依赖于频率，$f$，探测两个点和更高的相关性的载流子密度波动的石墨烯沟道附近的衬底中的载流子陷阱引起的。费米能级的可调谐性，接近和远离电荷中性点，以及噪声幅度的温度依赖性是底层材料固有过程的清晰指纹。我们的研究结果提出了一个路线图，分析在相干器件的混合纳米结构的实施退相干源。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Decoupling Josephson Coupling and Supercurrent Nonreciprocity in Twisted NbSe2/NbSe2 van der Waals Junctions
Chung-Ang University (CAU)（中央大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；University of Seoul（首尔大学）
研究扭曲NbSe2/NbSe2范德华结中超导输运，通过干法转移制备结并利用高分辨率透射电镜确定扭曲角等。发现约瑟夫森耦合强度与扭曲角有关，而超电流二极管效率与扭曲角无关，界面无序才是二极管响应主因，解耦了两者关系并提供基准。
2026-07-13 cond-mat.supr-con
Bi_2 Sr_2 CaCu_2 O_{8+delta} Bicrystal c-Axis Twist Josephson Junctions: A New Phase-Sensitive Test of Order Parameter Symmetry
Li { \it等} [Phys. Rev. Lett. { \bf 83}，4160（1999）]制备原子清洁的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$（BSCCO）约瑟夫森结，该结位于相同的单晶分裂之间，该单晶分裂堆叠并围绕c轴扭转一个角度$ϕ_0$。对于每个双晶体，c轴扭转结临界电流密度与横跨任一单晶部分的临界电流密度的比率$J_c^J/J_c^S$是1，与$ϕ_0$和结面积的比率$A^J/A^S$无关。从广泛的理论研究，涉及各种隧道和超导序参量（OP）的形式，我们得出结论，结果提供了强有力的证据，为非相干c轴隧穿和占主导地位的OP是s波$T\le T_c$。最近，高野{ \it et al.} [Phys. Rev. B { \bf 65}，140315（R）（2002）]从BSCCO晶须扭曲结获得的结果也排除了纯d波OP，但令人惊讶地暗示相干c轴隧穿形成小费米表面热点。
2002-07-30 cond-mat.supr-con
Gate-Defined Topological Josephson Junctions in Bernal Bilayer Graphene
该研究提出以BLG/WSe₂异质结为平台构建栅极定义的平面拓扑约瑟夫森结，证明在特定超导态下施加弱面内磁场可在势垒区形成Majorana零模，为低无序的内部工程化拓扑超导提供新途径。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
AC Response Across the Metal Insulator Transition of YBCO Josephson Junctions Fabricated with a Helium Ion Beam
University of California Riverside（加州大学河滨分校）
通过氦离子束制备YBCO Josephson结，研究金属-绝缘体转变对微波驱动动态的影响，发现Shapiro步响应变化及单谐波电流-相位关系。
2026-01-27 cond-mat.supr-con
Quantum Hall Effect in a Josephson Junction
混合超导/半导体器件构成了一个强大的平台，有趣的拓扑性质可以调查。在这里，我们提出的约瑟夫森结形成的高迁移率InAs量子阱桥接两个Nb超导接触的制造方法和分析。我们证明了超导流动与运输的测量，临界温度为8.1 K，和3 T的顺序的临界场。超电流振幅的调制可以通过作用于靠近二维电子气光刻的两个侧栅来实现。低温测量也揭示了发达的量子霍尔平台，显示干净的量子化霍尔电导。这里，侧栅极可以用于操纵器件中的沟道宽度和电子载流子密度。这些研究结果表明，这些混合设备的潜力，调查超导性和量子霍尔效应的共存，并构成了第一步，在发展新的设备架构托管拓扑状态的物质。
2018-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunability of Andreev levels in a spin-active Ising Superconductor/Half Metal Josephson junction
利用Bogoliubov-de Gennes方程研究了具有自旋激活界面的洁净Ising超导体（ISC）/半金属（HM）/Ising超导体（ISC）约瑟夫森结中的Andreev能级、超导电流和隧穿电导。从理论上研究了ISC的自旋混合、自旋翻转和自旋轨道耦合对透明和不透明势垒极限下的Andreev束缚态谱、电流相位关系和隧穿电导的影响。由于ISC的SOC和不同势垒磁矩的$0 - π$跃迁，我们观察到Andreev能级的额外分裂。此外，不同的$ϕ$结可以通过调节势垒磁矩的强度和自旋失配角来实现。此外，对于比ISC的化学势强的SOC，也可以使用合适的控制参数来实现可能的$0 - π$转变。自旋混合和自旋翻转过程与SOC的相互作用也可以主机马约拉纳模式在拟议的系统。隧道电导被发现是依赖于自旋失配角。此外，一个有限的子间隙电导观察到，这表明不同的概率Andreev反射的电子和空穴在SOC的存在下。此外，观察到异常Andreev水平为不同的HM长度尺度，标志着其作用的$ϕ$ -相位约瑟夫森结的可调谐性。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fully in-situ InAs nanowire Josephson junctions by selective-area growth and shadow evaporation
采用一种特殊的超导电极阴影蒸镀工艺，原位制备了基于InAs半导体纳米线和Nb超导电极的约瑟夫森结。与其他金属超导体如Al相比，Nb具有更大的超导能隙的优点，这允许在更高的温度和磁场下操作。我们的结是通过在两个相邻的倾斜Si（111）面上选择性生长的InAs纳米线对上阴影蒸发Nb来制造的，并且彼此以很小的距离交叉。相对于沉积源的上部线充当确定下部纳米线上的超导电极的间隙的荫罩。电子显微镜测量表明，完全原位制备方法给出了一个干净的InAs/Nb界面。在电流-电压特性曲线中观察到明显的约瑟夫森超电流，并可通过底栅进行控制。0.68的过量电流表示高的结透明度。在微波辐射下，观察到明显的整数夏皮罗台阶，表明正弦电流-相位关系。由于Nb的临界场很大，在超过1 T的磁场下仍能维持约瑟夫森超导电流。我们的研究结果表明，原位制备的Nb/InAs纳米线接触是非常有趣的候选人超导量子线路需要大磁场。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall 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
Signature of Anomalous Andreev bound states in magnetic Josephson junction of noncentrosymmetric superconductor on a topological insulator
研究了在弹道极限下生长在三维拓扑绝缘体（TI）表面的洁净非中心对称超导体/半金属/非中心对称超导体结中的约瑟夫森效应。我们发现的签名的异常Andreev束缚态（ABS）和带分裂的自旋激活势垒的势垒的磁矩是错位的体矩。在垂直入射条件下，当磁矩平行取向时，在TI表面存在手征Majorana模和4个$π$周期ABS。但是对于反平行错位，我们观察到2个$π$周期性ABS。对于斜入射，ABS中存在间隙。我们发现分裂的Andreev水平的存在下，RSOC和不平等的混合单三重态的相关性存在于NCSC。Majorana模、ABS和Josephson超电流可以通过势垒磁矩与非磁矩的比值来控制。发现临界电流在单重态或三重态占主导的NCSC中最大，而在等混合条件下最小。ABS被发现是屏障厚度依赖性的，并且对于不透明屏障被抑制。我们观察到一个单调衰减的临界电流与一个有限的结长度为所有的单重态-三重态混合和磁矩。的电流相位关系被发现是正弦的，没有相移的半金属极限，然而，对于不同的取向的体矩，也观察到一个异常的特性。
2021-05-03 cond-mat.supr-con
Heat Transport Through Josephson Point Contacts
我们提出了一个全面的研究，通过小超导点接触的热输运。温度偏置弱连接的热流计算作为一个函数的温度和势垒透明度的结。热能的传输是由耦合超导导线的点接触的准粒子传输几率控制的。我们推导出这种传输概率和结果的热流从非平衡输运方程和界面边界条件的Keldysh传播准经典近似。我们讨论了清洁和肮脏的超导导线的热导，以及非线性电流响应方面。我们表明，连续准粒子态的传输概率是能量和相位相关的，并控制以下的连续界面Andreev束缚态。对于高透明度势垒，当相位被调谐到$ϕ=π$时，低能量束缚态的形成导致相对于$ϕ=0$的热流减小。对于低透明度的障碍，一个浅Andreev束缚态下的连续边缘连接与准粒子的共振传输的能量上的间隙边缘，并导致增强的热传导的温度低于超导转变。
2003-08-03 cond-mat.supr-con
Probing the topological band structure of diffusive multiterminal Josephson junction devices with conductance measurements
与两个超导体接触的干净的正常金属中的Andreev束缚态的能量以超导体之间的超导相的差$Δϕ$分散，其方式与一维晶体中的电子的能量以电子的晶体动量$k$分散的方式大致相同。具有$n$超导体的正常金属映射到$n-1$维晶体上，每个维度对应于特定一对超导体之间的相位差$ϕ_i$。作为相位差$\{Δϕ_i\}$的函数的所得到的能带结构已经被提出具有拓扑性质，具有由准粒子谱中的间隙闭合的区域分离的不同陈数表征的间隙区域。对于与多个超导体接触的扩散正常金属，也预测了具有$\{Δϕ_i\}$的准粒子谱的类似复杂演化。在这里，我们表明，这种系统的费米能量的态密度的变化可以直接探测相对简单的电导测量，允许快速表征的能谱。
2022-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Equilibrium Properties of Double-Screened-Dipole-Barrier SINIS Josephson Junctions
我们报告的DC约瑟夫森效应的自洽微观研究在$SINIS$结的屏蔽偶极子层在$SN$接口产生的双势垒多层$SIN$结构。我们的方法从一个简单的立方晶格上定义的微观哈密顿量，与一个有吸引力的哈伯德项占短的相干长度的超导秩序在半无限的铅，和空间扩展的电荷分布（屏蔽偶极子层）诱导的超导体$S$和干净的正常金属夹层$N$的费米能量的差异。通过采用温度格林函数技术，在一个连分数表示，这种空间不均匀的障碍的邻近效应，电流相位关系，临界超电流和正常状态结电阻的影响，研究了不同的正常夹层厚度和障碍高度。这些结果与高$T_c$晶界结相关，并且还揭示了可以导致明显弹道$SNS$结的低临界电流同时以弱得多的方式增加其正常状态电阻的机制之一。当$N$区域是掺杂半导体时，我们发现在穿过超导临界温度时，偶极层（由小的费米能级失配产生）发生了实质性的变化，这是邻近效应的一个新的特征，可能与最近在Nb/InAs双层膜中的拉曼研究有关。
2001-06-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Critical Current Density of an SNS Josephson-Junction
在高磁场中通过超导体的临界电流密度（Jc）由材料的夹杂物和微结构控制，所述夹杂物和微结构保持磁通子静止以保持电阻为零，并且使用Ginzburg-Landau（G-L）理论来描述。虽然超导-正常-超导（SNS）约瑟夫森结（J-Js）的Jc的函数形式在低场极限下是已知的，包括结的局部性质，并且在许多系统中已经被实验证实，但是在高场下J-Js的Jc没有一般的解。标度律描述的功能形式（磁场，温度和应变的依赖性）的Jc多晶超导体在高场，但不包括当地的晶界属性。它们是通过考虑孤立的钉扎位点，在临界磁通无论是脱钉或自由磁通剪切过去钉扎磁通作为磁通线晶格的一部分。然而，可视化的解决方案的时间依赖金兹伯格-朗道（TDGL）方程的多晶材料表明，磁通穿过超导体沿晶界流动。在这里，我们推导出清洁和肮脏的限制分析方程的SNS J-Js在高领域，并验证它们使用计算解决方案TDGL理论。我们认为SNS J-Js是多晶材料中晶界的基本构建块，因为它们提供了通量流动通道。J-Js描述提供了一个数学框架，其中包括标度律的效用以及我们对超导流动障碍的微观理解，并有助于确定可以改善高磁场应用中使用的低温多晶超导体的晶界工程。
2013-11-24 cond-mat.supr-con
Local density of states in clean two-dimensional superconductor--normal metal--superconductor heterostructures
基于约瑟夫森结的最新研究进展（弱连接由低维非超导材料制成），本文系统地研究了二维纯金属（N）与两个s波超导体（S）耦合的局域态密度（LDOS）.准确地说，我们采用准经典理论的超导性在清洁的限制，基于Eilenberger的方程，调查的相位相关的LDOS的函数的因素，如结的长度或宽度，有限的反射率，和一个弱的磁场。我们展示了在短结和长结中，能隙内出现的Andeeev束缚态的谱是如何形成相位相关的LDOS的。我们讨论的情况下，当一个缺口出现在LDOS和连续显示一个显着的相位依赖。磁通量的存在导致了复杂的干涉行为，这也反映在超导-相位关系中。我们的研究结果同意定性与最近的实验石墨烯SNS结。最后，我们展示了LDOS是如何连接到超导异质结中的超导电流，并给出了这两个基本量之间的解析关系。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Helical phases and Bogoliubov Fermi surfaces probed by superconducting diode effects
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究通过二极管效应探测非中心对称超导体中的螺旋相和博格利乌夫费米面，揭示了超导二极管效应和约瑟夫森二极管效应的机制与特性。
2025-10-21 cond-mat.supr-con
Fabrication and Structural Analysis of Trilayers for Tantalum Josephson Junctions with Ta$_2$O$_5$ Barriers
University of Washington（华盛顿大学）；Colorado School of Mines（科罗拉多矿业学院）；National Laboratory of the Rockies（落基山国家实验室）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Rigetti Computing, Inc.（里盖蒂计算公司）
本文提出了一种用于制备清洁界面Josephson结的钽氧化物三明治结构，通过等离子体氧化技术实现了平滑的Ta₂O₅层，并展示了其在超导量子比特中的应用潜力。
2026-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Resonances control when multiterminal Josephson currents reduce to two-terminal couplings
Haas School of Business, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校哈斯商学院）
本研究通过微观散射模型和系综统计，揭示多端约瑟夫森结中成对电流近似的误差受费米能级附近法区模式控制，栅极失谐可显著抑制非成对电流，实现高精度两端耦合描述。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electrical and magnetic properties of nano-scale Pi-junctions
铁磁约瑟夫森结中的“π”相移的物理特性使得自旋电子器件和量子计算的一系列应用成为可能。在这方面，我们的研究致力于评估用于开发和实现基于超导体的量子器件的最佳材料，并同时将所采用的异质结构的尺寸减小到纳米级以下。在本章中，我们研究了具有Co，Ni，Ni $_{80}$ Fe $_{20}$（Py）和Fe强铁磁势垒的Nb约瑟夫森结中从“0”到“Pi”态的跃迁。我们表明，它是可能的，以制造纳米结构的Nb/ Ni（Co，Py，Fe）/Nb $π$结与纳米尺度的磁死层和高水平的控制铁磁势垒的厚度变化。与理论模型一致，我们估计，从铁磁势垒厚度的函数的临界电流的振荡，铁磁材料的交换能，我们得到，它是接近散装铁磁材料，这意味着铁磁体是干净的和S/F粗糙度是最小的。结果表明，S/F/S约瑟夫森结是发展超导量子电子器件的可行结构，特别是Nb/Co/Nb和Nb/Fe/Nb多层膜具有低的磁死层和高的交换能，可用于可控二能级量子信息系统.在这方面，我们讨论了我们的纳米结工程磁阻器件，如可编程伪自旋阀约瑟夫森结构的应用。
2008-07-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Tilt Modulus and Angle-Dependent Flux Lattice Melting in the Lowest Landau Level Approximation
对于干净的高温$_c$超导体，在最低朗道能级（LLL）近似下，分析了倾斜磁场中的Lawrence-Doniach自由能。的自由能映射到一个严格的$c$轴场，但减少层间耦合。我们利用这个结果计算了涡旋晶格和涡旋液体的倾斜模量$C_{44}$。涡旋对$C_{44}$的贡献可以用$c$轴约瑟夫森等离子体频率的平方$ω_{pl}^2$表示.场的横向分量对熔化曲线的位置影响很小。
2000-09-28 cond-mat.supr-con
