多层超导体中临界电流非互易性的抗磁机制
超导电性
2023-03-27 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
近期观测到非互易临界电流（NRC）所引发的关注，源于一种观点，即“超导二极管效应”可能是具有强自旋轨道相互作用的非中心对称超导体的本征性质[1]。理论上已明确，在均匀单重态超导体中，由 Rashba 自旋轨道与 Zeeman 相互作用引起的、或更广泛地由任意对称性允许的 Lifshitz 不变量[2]导致的线性 Cooper 对动量项并不贡献超电流，尽管高阶项的作用仍不清楚[3,4]。本工作中我们表明，在磁场产生的抗磁电流存在下，临界电流非互易性是多层超导体结构的一种普适性质。在层间中等耦合 regime（区）下，预测在强场与大电流下会形成 Josephson 涡旋。我们报道了在 InAs/Al 异质结构制备的纳米线中观测到 NRC。该效应与纳米线的晶体学取向无关，排除了 NRC 的内禀起源。NRC 随磁场的非单调演化与抗磁电流的产生及 Josephson 涡旋的形成一致。此外在超导电路中，这种外禀 NRC 机制可用于设计新型器件。
引用
@article{arxiv.2207.03633,
title = {Diamagnetic mechanism of critical current non-reciprocity in multilayered superconductors},
author = {Ananthesh Sundaresh and Jukka Ilmari Vayrynen and Yuli Lyanda-Geller and Leonid P. Rokhinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.03633},
year = {2023}
}
备注
32 pages, 14 figures