外延超导体-半导体约瑟夫森结中的反常夫琅禾费干涉
介观与纳米尺度物理
2017-03-10 v1 超导电性
摘要
我们研究了基于具有外延 Al 层的 InAs/InGaAs 异质结构的超导体-半导体-超导体 (SNS) 结中临界电流随垂直与面内磁场变化的模式。该材料系统因超导体-半导体之间异常良好的耦合以及半导体中较大的自旋轨道相互作用和 g 因子而备受关注。薄外延 Al 允许施加大的面内场而不破坏超导性。对于垂直于结的场，磁通聚焦导致临界电流模式中出现非周期的节点间距，类比光学中相关的干涉效应称为夫琅禾费图样。添加面内场在图样中产生另外两个异常。首先，高阶节点被系统性增强，表明电流沿器件边缘流动，这是由感应磁通偶极子驱动的 Andreev 态限制所致；其次，干涉中出现不对称，其取决于场的方向与大小。提出了一个模型，与实验吻合良好，阐明了磁通聚焦、Zeeman 与自旋轨道耦合以及无序在产生这些效应中的作用。
引用
@article{arxiv.1611.00190,
title = {Anomalous Fraunhofer Interference in Epitaxial Superconductor-Semiconductor Josephson Junctions},
author = {H. J. Suominen and J. Danon and M. Kjaergaard and K. Flensberg and J. Shabani and C. J. Palmstrøm and F. Nichele and C. M. Marcus},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.00190},
year = {2017}
}
备注
Includes Supplementary Material