具有铝接触的完全原位定义 Bi$_4$Te$_3$ 约瑟夫森结中的弹道表面通道

Daniel Rosenbach; Abdur R. Jalil; Tobias W. Schmitt; Benjamin Bennemann; Gregor Mussler; Peter Schüffelgen; Detlev Grützmacher; Thomas Schäpers

具有铝接触的完全原位定义 Bi$_4$Te$_3$ 约瑟夫森结中的弹道表面通道

介观与纳米尺度物理 2023-01-11 v1 超导电性

作者: Daniel Rosenbach , Abdur R. Jalil , Tobias W. Schmitt , Benjamin Bennemann , Gregor Mussler , Peter Schüffelgen , Detlev Grützmacher , Thomas Schäpers

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摘要

在本快报中，我们报道了采用带 Ti 互扩散势垒的超导 Al 电极、以约瑟夫森结几何结构制备的 Bi $_4$ Te $_3$ 的电输运性质。Bi $_4$ Te $_3$ 被提议为一种双重拓扑绝缘体，由于时间反演与镜面对称性，强拓扑绝缘体相与晶体拓扑相共存。通过 Bi $_4$ Te $_3$ 层形成超电流可用两步过程解释。首先，由于 Al/Ti 电极的紧密邻近效应，在电极正下方的 Bi $_4$ Te $_3$ 层内诱导出超导能隙。该能隙大小通过分析器件低电压偏置下微分电阻中识别出的多重 Andreev 反射（MARs）确定。其次，基于 Andreev 反射与反向 Andreev 反射过程，在这两个邻近耦合区域之间的弱连接区建立起超电流。对临界电流与 MARs 温度依赖性的分析表明，即便该材料以半金属体态为特征，邻近耦合 Bi $_4$ Te $_3$ 区域之间仍主要为弹道超电流贡献。这些弹道模的存在为 Bi $_4$ Te $_3$ 的拓扑性质提供了指示。

关键词

约瑟夫森结 Bi$_4$Te$_3$ 拓扑绝缘体弹道输运多重 Andreev 反射邻近效应

引用

@article{arxiv.2301.03968,
  title  = {Ballistic surface channels in fully in situ defined Bi$_4$Te$_3$ Josephson junctions with aluminum contacts},
  author = {Daniel Rosenbach and Abdur R. Jalil and Tobias W. Schmitt and Benjamin Bennemann and Gregor Mussler and Peter Schüffelgen and Detlev Grützmacher and Thomas Schäpers},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2301.03968},
  year   = {2023}
}

备注

21 pages, 4 figures, 2 supplementary figures

具有铝接触的完全原位定义 Bi$_4$Te$_3$ 约瑟夫森结中的弹道表面通道

摘要

关键词

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