无场 Ising 超导体/交替磁体 Josephson 二极管效应
超导电性
2025-04-02 v1
摘要
交替磁体（AM）是一种新型反磁体，表现出即使在无净全局磁化和无自旋轨道耦合（SOC）效应的情况下也具有自旋分裂。在本工作中，我们理论性地研究了Ising 超导体/交替磁体/Ising 超导体（ISC/AM/ISC）Josephson 结中的超导电流非线性。该结构揭示了非对称的Josephson临界电流、 转换和异常电流相位关系（CPR）。由于AM强度和取向在常规SC中产生强烈的Josephson二极管效率（JDE），即使没有SOC也能实现。然而，在存在固有SOC（ISOC）时，JDE显著增强，导致单带和双带ISC/AM基于Josephson 结中均出现显著的二极管效应。此外，我们发现JDE在较大的AM强度下更为突出，取向处于中间范围时更为明显。值得注意的是，在取向为 和 时，JDE显著抑制。我们的结果还表明，屏障透射率和AM长度在优化JDE方面发挥关键作用。在单带ISC/AM系统中，JDE可持续存在于任意AM长度；而在双带ISC/AM系统中，JDE在较长的AM结中会减弱。此外，我们的结果表明，在所提出的Josephson 结中，单带ISC/AM和双带ISC/AM Josephson 结均可实现约为52%的二极管效率。此外，单带ISC提供更宽的AM取向范围，与双带ISC相比更易于实现JDE的可调性和优化。我们的发现突显了AM强度、取向和ISOC对JDE效率的影响，为超导二极管设计提供了启示。
引用
@article{arxiv.2504.00917,
title = {Field free Josephson diode effect in Ising Superconductor/Altermagnet Josephson junction},
author = {Arindam Boruah and Saumen Acharjee and Prasanta Kumar Saikia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.00917},
year = {2025}
}