利用量子点接触探测弹道二维电子气中的安德烈夫反射与束缚态形成

我们研究了高迁移率In$_{0.75}$Ga$_{0.25}$As二维电子气(2DEG)中与超导Nb电极耦合的博戈留波夫准粒子的相干输运与束缚态形成，该体系利用量子点接触(QPC)作为可调单模探针。在Nb的超导临界温度以下，QPC展现出在零偏压下的单通道电导大于电导量子$2e^{2}/h$，这表明存在安德烈夫反射的准粒子——即注入电子的时间反演态——通过QPC返回。电导增强对电压偏置和垂直磁场的显著敏感性暗示了一种类似于无反射隧穿的机制——这是相位相干输运的标志，其中2DEG腔的边界起到了散射体的作用。当QPC透射率降至隧穿区时，微分电导对偏置电压的依赖关系探测了邻近区域的单粒子态密度。测得的电导谱在Nb的超导能隙内显示出双峰，证明了2DEG中安德烈夫束缚态的形成。这些在开放和封闭几何结构中获得的结果共同支撑了准粒子的相干特性，即InGaAs/Nb界面的相位相干安德烈夫反射以及弹道2DEG中的相干传播。