双屏蔽偶极子屏障 SINIS Josephson 联结的平衡性质

我们报告了关于屏蔽偶极子层位于 $SN$ 界面处的 $SINIS$ 联结中直流 Josephson 效应的自洽微观研究。在这种情况下，屏蔽偶极子层在 $SN$ 界面处产生双屏蔽层状的 $SIN$ 结构。我们的方法从一个定义在简单立方格子上的微观哈密顿量开始，包含描述半无限导体领域中短相干长度超导序的吸引性 Hubbard 项，以及由超导体 $S$ 与干净常规金属间层 $N$ 的费米能差异所诱导的空间扩展电荷分布（屏蔽偶极子层）。通过采用温度 Green 函数技术，以continued fraction 表示形式，研究了此类空间非均匀势垒对近端效应、电流-相位关系、临界超导电流和常规态联结电阻的影响，分别考察了不同厚度和势垒高度的常规间层。这些结果与高 $T_c$ 晶体边界联结相关，并且揭示了导致表看上似球形 $SNS$ 联结临界电流显著降低，同时常规态电阻下降幅度大幅减弱的一种机制。当 $N$ 区域为掺杂半导体时，我们发现由小费米能级失配所产生的偶极子层在超导临界温度之内外发生显著变化，这是一种新的近端效应信号，可能与 Nb/InAs 双层材料的最近拉曼研究有关。