基于双磁性杂质的Josephson二极管设计

我们在理论上提出了一种基于双磁性杂质的通用超导二极管器件，磁性杂质与Josephson结的连接区域耦合。正负电流通过二极管可产生相对的磁场，导致侧磁性杂质的磁矩翻转至相反方向，从而使两种杂质对正负电流产生不同影响。这导致正负临界电流不等，称为超导二极管效应（SDE）。我们采用非平衡Green函数方法（NEGF）计算方向相关的临界电流。我们确认了SDE的出现，并演示了超导二极管效率对磁矩大小、方向及位置等参数的依赖性。此外，我们系统分析了非各向同性在该系统中的对称关系。我们的方案无需外部磁场、库仑对动量和自旋轨道耦合，具有较高的实际应用价值，为开发非双向电子电路和超导器件的发展提供了新的可能性。