高温超导体 (001) 倾斜晶界结合的 Josephson 效应

我们计算了高温超导体中面内 (001) 倾斜晶界结合的临界电流 $I_c$。我们求解对应于电掺杂氧化物铜系、两个略有不同的空穴掺杂氧化物铜系，以及一个极度非完全掺杂的空穴掺杂氧化物铜系在每个半空间中的电子态，并通过弹性或随机准粒子隧穿将两个半空间弱连接。我们处理对称、直线和完全非对称的结合，采用 s 波、延伸 s 波或 d$_{x^2-y^2}$ 波型势能函数。对于采用随机晶界隧穿的对称结合，结果通常与 Sigrist-Rice 形式相吻合，该形式已被用于解释由此类面内晶界结合构成的“相位敏感”实验。对于弹性晶界隧穿的对称结合，结果取决于费米面拓扑，但通常与 Tsuei 等人 [Phys. Rev. Lett. {\bf 73}, 593 (1994)] 的随机棱台模型相一致。我们对电掺杂氧化物铜系非对称结合的结果与 Sigrist-Rrice 形式一致。然而，对空穴掺杂氧化物铜系的非对称结合结果表明，费米面拓扑及隧穿过程的细节都非常重要，以致基于面内 Josephson 结合的“相位敏感”实验的判据比人们通常所认为的那样不够明确。