基于磁手性各向异性的栅极可调石墨烯约瑟夫森二极管效应

通常，与磁手性各向异性相关的约瑟夫森二极管效应被假定基于常规二维电子气，例如 InAs 量子阱。本文我们提出一种基于石墨烯的约瑟夫森结，作为在磁手性各向异性背景下实现非互易超电流的广泛栅极可调平台。我们证明，当石墨烯从 $n$ 型掺杂切换到 $p$ 型掺杂时，产生的非互易超电流将表现出符号反转。特别地，非互易性的幅度对石墨烯的静电掺杂水平高度敏感，使得二极管效率的栅极控制可从零变化至约 $40\%$。这种巨大的栅极可调性源于石墨烯中伪相对论载流子的手性特性，使得石墨烯约瑟夫森二极管成为用于先进超导电路和计算器件的有前景的元件。此外，我们还在电流-相位关系中获得了所谓的类 $0-\pi$ 相变，这与最近的实验发现相吻合。