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在量子霍尔异质结构中设计激子凝聚体约瑟夫森结

介观与纳米尺度物理 2025-08-14 v1 强关联电子

摘要

激子凝聚体(EC)作为电子-空穴对的相干态,已在整数填充下的二维量子霍尔双层系统中被稳健地实现。然而,对于许多显著的相位相干特征,例如面内约瑟夫森效应,一直缺乏直接的实验证据。在本工作中,我们提出了一种适用于在 vdW 异质结构中演示约瑟夫森效应的门控定义激子凝聚体约瑟夫森结。该设计类似于 S-I-S 超导约瑟夫森结,但其工作机制完全不同:两个激子凝聚体被一个几乎层极化的门控区域在空间上隔开,层赝自旋的变化介导了足够强以至于具有可观测效应的约瑟夫森耦合。该约瑟夫森耦合可以由栅极电压和磁场共同控制,我们利用 vdW 异质结构中的实际参数展示了该设计的高可调谐性和实验可行性。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.19059,
  title  = {Designing exciton-condensate Josephson junction in quantum Hall heterostructures},
  author = {Tianle Wang and Ruihua Fan and Zhehao Dai and Michael P. Zaletel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.19059},
  year   = {2025}
}

备注

7+10 pages, 3+2 figures