拓扑 Dirac 半导体 Cd$_3$As$_2$ 纳米线中可调制的各向异性 Josephson 二极管效应
介观与纳米尺度物理
2026-03-11 v1
摘要
固有 Josephson 二极管效应 (JDE) 近年来引起广泛关注，因为其对破坏对称性的敏感性，为探寻材料中隐藏对称性破坏机制提供了强大工具。较高谐波分量的电流-相位关系，以及自旋轨道耦合，使得拓扑材料成为探索这一效应的理想平台。本文我们系统研究了基于类型 I 拓扑 Dirac 半导体 CdAs 纳米线制备的 Josephson 结。我们观察到在不同的磁场方向下，JDE 表现出显著且可通过栅极调节的各向异性二极管响应。通过建立综合的现象学模型，我们捕捉到二极管效应的角度依赖性，并通过温度依赖测量，阐明 bulk 与拓扑表面态的各自贡献。值得注意的是，二极管效率温度依赖性的异常揭示了多种传输通道的共存，突显了 Josephson 二极管效应作为探寻隐藏拓扑超导态的敏感探针。
引用
@article{arxiv.2603.09676,
title = {Gate-tunable anisotropic Josephson diode effect in topological Dirac semimetal Cd$_3$As$_2$ nanowires},
author = {Yan-Liang Hou and An-Qi Wang and Na Li and Chun-Guang Chu and Alexander Brinkman and Zhi-Min Liao and Chuan Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.09676},
year = {2026}
}