拓扑d-波超导约瑟夫森结

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zane11th
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,拓扑绝缘体材料引起了人们的广泛关注,成为凝聚态物理研究的重要热点和前沿之一。它是一种有别于传统金属和绝缘体的物质,其表面没有能隙,是能够导电的金属态体系,然而内部表现为绝缘,具有奇异的量子特性。此外,当拓扑绝缘体与超导体或铁磁绝缘体接触时,时间反演对称性被破坏,由于邻近效应,边界或表面态呈现奇特的量子输运特性,对自旋电子学和量子信息等领域有着巨大的潜在应用价值。本文利用基于Bogoliubov-deGennes(BdG)方程的Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论方法,通过理论解析推导和数值计算,研究了基于拓扑绝缘体的由铁磁绝缘体和非传统的超导体所构成的拓扑约瑟夫森(Josephson)结的超流性质。第一,在不考虑拓扑绝缘体两表面耦合的情形下,我们研究了基于三维拓扑绝缘体(TI)的s-波超导体/铁磁绝缘体/正常TI/铁磁绝缘体/dd-波超导体(s-SC/FI1N/FI2/d-SC)约瑟夫森结超导电流特点,其中d-波超导体具体为dxy-波或dx2-y2-波超导体。固定铁磁区域F1的方向沿x轴、F2的磁交换场方向在x-z平面或x-y平面内以及两者大小相等,结果发现,能够发生奇异的约瑟夫森效应,并且奇异的约瑟夫森超流随磁交换场方向间的夹角发生大小和方向的变化,从而实现“相位蓄电池”等功能。特别地,在s-SC/FI1/N/FI2/dx2-y2-SC结构中,还能够发生“超流整流效应”和超流-相位关系的“两量子化平台”现象。不仅如此,在两铁磁区域的磁交换场方向均固定于x轴方向时,相位蓄电池在一定的磁交换场大小的范围内所储存的相位几乎不变,实现磁控制超流两量子化平台现象。除此之外,改变铁磁区域的长度不仅对奇异的约瑟夫森效应大小有着重要的影响,还能实现0-π结转变。第二,同样,在不考虑拓扑绝缘体两表面耦合的情形下,我们探讨了不同磁构型下三种基于三维拓扑绝缘体的d-波超导体/铁磁绝缘体/正常TI/铁磁绝缘体/d-波超导体(d-SC/FI1/N/FI2/d-SC)约瑟夫森结的超流特点,其中d-波超导体具体为dxy-波或dx2-y2-波超导体。固定铁磁区域F1的方向沿x轴或y轴、F2的方向分别在x-y等三个平面内以及两者大小相等。结果发现,除了dx-波对称超导结在磁交换方向夹角在y-z平面内变化时,还是遵循常规的约瑟夫森效应外,三种结构中也都会发生奇异的约瑟夫森效应,并且随着两磁交换场方向在x-y等平面的夹角都发生了变化,从而实现对奇异的约瑟夫森电流的调控。此外,在F2沿x轴或y轴的分量与F1大小相等且固定不变的情形下,改变F2沿另一根轴分量的大小,同样会发生奇异的约瑟夫森效应。
其他文献
<正>我国养鸡业在实现一体化的过程中,诞生了很多经营模式,比如"企业+农户"、"企业+合作社+农户"等。这些模式对延长养鸡业产业链条,降低农户养
高吸水性树脂是一种新型功能高分子材料 ,具有优异的性能和广泛的用途。综述了高吸水性树脂的制备及其结构和吸水机理 ,并介绍了高吸水性树脂的应用 ,讨论了高吸水性树脂的研
广告随处可见,已经渗透到人们生活的各个方面,广告实质上是一门艺术,但不是纯粹的艺术,它有特殊性,本文从现代广告设计的特点及其与艺术之间的关系出发,探讨了现代广告设计中
医疗服务中,医方道德风险主要表现在患者在医疗服务消费过程中,医务人员诱导过度消费的行为,这种行为损害患者利益。在存在医疗保险的情况下,这种行为也损害保险机构的利益。
伴随着图像采集、存储及传输等相关技术的发展,高速图像传感器及其成像系统的应用领域越来越广泛。传统图像传感器采用"帧扫描"与"多级量化"的采样方式,存在数据冗余的缺点,
小分子对不同结构核酸的识别和生物功能调控是药物设计开发和临床检测的重要研究领域,由于不同结构的核酸表现出不同的化学结构,从而表现出许多特异性功能,化学小分子可以根
会议
新课程的课堂教学改革要求教师把培养成会用数学的思维方式观察和分析现实社会和现实生活中的问题,具有一定的创新精神和实践能力。这一目标的实现就要求学生必须具备数学独
一、丘陵、山区灌区的特点1.灌区田块成梯形布置,扬程高丘陵、山区灌区田块多成梯形布置,同一等高线的田亩面积少,并向上逐级缩小,扬程高,一般都在数十米以至上百米。2.灌区
通过对湖北省荆门市和恩施土家族苗族自治州义务教育均衡发展现状的调查可以发现,近年来湖北省的义务教育办学条件、教师素质、办学质量等方面都得到了提升,但城乡学校办学条件
以前认识一个中国的奥运举重冠军,他口中常常提到的就是“中国力量”这个词。的确,在2008年的奥运会上,中国的健儿们向全世界展现了中国的强大与力量,这是真正的中国力量,是我们能