干净SNS石墨烯纳米结构中的特征能量、转变温度和开关效应

我们利用连续狄拉克Bogoliubov-de Gennes（DBdG）方程的自洽数值解，研究了干净纳米尺度超导体-正常金属-超导体（S|N|S）石墨烯异质结构中的邻近效应。我们得到了配对振幅和局域态密度（DOS）作为掺杂和决定结构宽度的几何参数的结果。发现即使在正常和超导掺杂水平极端失配、镜面Andreev反射占主导的情况下，超导关联也能穿透正常石墨烯层。局域DOS表现出由狄拉克锥色散关系以及超导和Thouless能量尺度之间的相互作用引起的奇特特征，我们对此进行了讨论。相应的特征能量以局域DOS中的共振峰形式出现，强烈依赖于掺杂水平，能隙也是如此，随着S区和N区掺杂相对差异的减小而急剧下降。我们还线性化了DBdG方程，开发了一种基本解析的方法，自洽地确定SNS纳米结构的临界温度T_c。我们发现，对于S区占据相干长度一部分的情况，T_c可以随相对掺杂发生显著变化。在有限温度下，通过操纵掺杂水平，自洽配对振幅揭示了结构在超导和电阻正常态之间的剧烈转变。这种行为表明，有可能将所提出的系统用作碳基超导开关，通过调节相对掺杂水平来开启或关闭超导性。