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凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2411.04061 (cond-mat)
[提交于 2024年11月6日 ]

标题: 安德烈耶夫-伊辛-约瑟夫森二极管

标题: The Andreev-Ising-Josephson Diode

Authors:Sourabh Patil, Gaomin Tang, Wolfgang Belzig
摘要: 具有所谓Ising超导体中Ising自旋-轨道耦合的过渡金属二硫属化物为研究单重态和三重态超导性的相互作用提供了一个独特的系统。 Ising超导体约瑟夫森结中存在高临界场、如镜像能隙等光谱特性以及可由磁场调节的电荷和自旋电流,这些都是重要的特征。 在本工作中,我们研究了具有透明界面的Ising超导体约瑟夫森结,并表明由于超导接触中的面内磁场相对取向不同,Andreev束缚态发生自旋分裂。 相应地,超电流-相位关系表现出强烈的非正弦行为。 引入低透射率的额外自旋极化通道会导致非互易的电流-相位关系,具有二极管效应,该效应可通过面内交换场进行调节。 二极管效率可达40%左右的高值,并且对结中的无序不敏感。 这种结构可以在二维超导体和磁体的范德瓦尔斯异质结构中实现。
摘要: The transition-metal dichalcogenides featuring Ising spin-orbit coupling in so-called Ising superconductors offer a unique system to study the interplay of singlet and triplet superconductivity. The presence of high critical fields, spectral properties such as the mirage gap, and field-tunable charge and spin currents in Ising-superconductor Josephson junctions are some of the important features. In this work, we study Ising-superconductor Josephson junction with a transparent interface and show that Andreev bound states are spin-split due to a relative misorientation of in-plane fields in the superconducting contacts. Correspondingly, supercurrent-phase relations display a strongly non-sinusoidal behavior. Introducing additional spin-polarized channels with low transmission results in a nonreciprocal current-phase relation with a diode effect that can be tuned by the in-plane exchange fields. The diode efficiency reaches high values of the order of 40% and is not sensitive to disorder in the junction. Such structures can be realized in van-der-Waals heterostructures of two dimensional superconductors and magnets.
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall) ; 应用物理 (physics.app-ph)
引用方式: arXiv:2411.04061 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2411.04061v1 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.04061
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Sourabh Patil [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2024 年 11 月 6 日 17:13:30 UTC (445 KB)
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