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超导体中准粒子的电荷

介观与纳米尺度物理 2016-02-09 v3 超导电性

摘要

SIS约瑟夫森结中的非线性电荷输运在两个超导体间穿梭的电荷量子上具有独特特征。在零偏置极限下,库珀对(每个具有两倍电子电荷)承载约瑟夫森电流。施加偏置VSDV_{SD}导致多次Andreev反射(MAR),在弱隧穿概率极限下应导致电子电荷整数倍nene穿越结,其中nn为大于2Δ/eVSD2{\Delta}/eV_{SD}的整数,Δ{\Delta}为超导序参量。例外地,恰在能隙之上,eVSD>2ΔeV_{SD}>2{\Delta},Andreev反射受抑制,人们预期电流由分割准粒子承载;每个准粒子具有能量依赖电荷,为电子与空穴的叠加。利用在InAs纳米线中诱导的SIS结的散粒噪声测量(噪声正比于分割电荷),我们首先观察到分割电荷q=e/e=nq=e^*/e=n的量子化,其中n=14n=1-4;从而重申了我们电荷解释的有效性。接下来聚焦于偏置区eVSD2ΔeV_{SD}{\approx}2{\Delta},我们发现提取电荷中可重现的清晰凹陷至q0.6q{\approx}0.6,在排除其他可能后,我们将其归因于分割准粒子电荷。此凹陷由我们SIS结构的数值模拟支持。

关键词

引用

@article{arxiv.1505.03147,
  title  = {Charge of a quasiparticle in a superconductor},
  author = {Yuval Ronen and Yonatan Cohen and Jung-Hyun Kang and Arbel Haim and Maria-Theresa Rieder and Moty Heiblum and Diana Mahalu and Hadas Shtrikman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1505.03147},
  year   = {2016}
}