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半导体纳米线中由自旋轨道相互作用与 Zeeman 效应诱导的反常 Josephson 效应

介观与纳米尺度物理 2014-05-09 v2 超导电性

摘要

我们从理论上研究了存在磁场时具有强自旋轨道 (SO) 相互作用的半导体纳米线 Josephson 结。采用紧束缚模型,在短结情形下数值计算了 Andreev 束缚态能级 EnE_n 随两个超导体间相位差 φ\varphi 的函数关系。DC Josephson 电流由 Andreev 能级评估得出。在无 SO 相互作用时,清晰地观察到了由磁场引起的 00-π\pi 转变。在存在 SO 相互作用时,SO 相互作用与 Zeeman 效应的共存导致 En(φ)En(φ)E_n (-\varphi) \ne E_n (\varphi),此时即使在 φ=0\varphi =0 处也有反常 Josephson 电流流过。此外,观察到了临界电流的方向依赖性,这与实验结果一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1402.0305,
  title  = {Anomalous Josephson effect induced by spin-orbit interaction and Zeeman effect in semiconductor nanowires},
  author = {Tomohiro Yokoyama and Mikio Eto and Yuli V. Nazarov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1402.0305},
  year   = {2014}
}