基于石墨烯的超导量子点接触

我们研究了长度 $L$ 小于超导相干长度且宽度 $W$ 任意的石墨烯纳米带中的约瑟夫森效应。我们发现，与普通超导量子点接触 (SQPC) 相比，具有平滑边缘和扶手椅型边缘的纳米带的临界超流 $I_c$ 并未量子化。对于低载流子浓度，$I_c$ 随 $W/L$ 的降低而单调减小，并在 $W\lesssim L$ 的窄纳米带中趋于一个恒定的最小值。对于平滑边缘，最小 $I_c$ 为零，而对于扶手椅型边缘则为 $e\Delta_{0}/\hbar$。在较高载流子浓度下，这种单调变化呈现出一系列峰值。进一步分析电流 - 相位关系以及约瑟夫森耦合强度 $I_cR_N$ 关于 $W/L$ 和载流子浓度的依赖关系，揭示了其与普通 SQPC 的显著差异。另一方面，对于锯齿型纳米带，我们发现与普通 SQPC 类似，$I_c$ 是量子化的，但取值为半整数 $(n+1/2)4e\Delta_{0}/\hbar$。