发表机构
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS); BLTP, JINR; Dubna State University（基础科学高等研究院; 联合核子研究所基本问题理论物理实验室; 杜布纳国立大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。AI 中文总结
研究铁磁弱连接约瑟夫森结在 Rashba 自旋轨道耦合下的超导二极管效应，通过引入高阶梯度项扩展自由能，发现线性与高阶梯度项相互作用产生该效应。
AI 中文摘要
我们研究了在存在 Rashba 自旋轨道耦合的情况下，具有铁磁弱连接的约瑟夫森结中的超导二极管效应。标准的 $\varphi_0$ 结模型仅适用于弱交换场 $h \lesssim T_c$，而实际的铁磁势垒通常工作在 $h \gg T_c$ 区域，此时传统的 Ginzburg-Landau 梯度展开不再充分，需要包含更高阶梯度项以确保自由能的稳定性。通过用这种更高阶项扩展自由能，我们证明了仅线性梯度耦合就能导致有限动量库珀配对，同时保持临界电流对称性不变。该线性项与更高阶梯度项之间的相互作用导致了约瑟夫森二极管效应。
英文摘要
We investigate the superconducting diode effect in a Josephson junction with a ferromagnetic weak link in the presence of Rashba spin-orbit coupling. While the standard $φ_0$ junction model is valid only for weak exchange fields $h \lesssim T_c$, realistic ferromagnetic barriers typically operate in the regime $h \gg T_c$, where the conventional Ginzburg-Landau gradient expansion becomes insufficient and requires the inclusion of higher order gradient terms to ensure stability of the free energy. By extending the free energy with such higher order term, we demonstrate that the linear gradient coupling alone leads to finite momentum Cooper pairing while leaving the critical current symmetry unchanged. The interplay between this linear term and the higher order gradient one leads to the Josephson diode effect.
