可控 Josephson 二极管效应、0-π 相位转换及开关效应于超导体/二维 Weyl 节点线半导体/超导体异构结构
超导电性
2025-09-05 v1
摘要
我们采用 Green 函数方法研究了超导体/二维 Weyl 节点线半导体/超导体异构结构中的 Josephson 效应。当 Rashba 自旋轨道耦合与外部磁场共存于半导体中时，可破坏保护超导电流互易性的对称性，可实现具有非互易性的 Josephson 二极管效应。以实验可达的磁场值和 Rashba 自旋轨道耦合值实现效率超过 40%。二极管效率可通过场的方向与大小以及耦合强度轻松控制。若无自旋轨道耦合或无外部磁场，Josephson 二极管效应消失，但电流-相位差关系仍对场或耦合敏感。通过旋转场的方向或改变场的大小与耦合强度，可形成可调的 0-π 相位转换及超导电流开关效应。获得的 Josephson 二极管效应、0-π 相位转换及开关效应有助于基于节点线半导体的量子器件设计。
引用
@article{arxiv.2509.03801,
title = {Controllable Josephson diode effect, $0$-$\pi$ transition and switch effect in the superconductor/two-dimensional Weyl nodal line semimetal/superconductor junctions},
author = {Wen-Ting Liu and Shu-Chang Zhao and Qiang Cheng and Qing-Feng Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.03801},
year = {2025}
}
备注
10pages,7figures