拓扑半金属中由库珀对动量产生的约瑟夫森二极管效应
超导电性
2021-12-22 v1
摘要
在外部磁场存在下，非中心对称超导体中的库珀对可获得有限动量。近期理论预测，这种有限动量配对可导致临界电流的不对称，即无损超电流可沿一个方向流动而不能沿相反方向流动。然而迄今尚未观测到该现象。本文中，我们报道在由 II 型狄拉克半金属 NiTe2 构成的约瑟夫森结中发现巨大的约瑟夫森二极管效应（JDE）。一个显著特征是临界电流的不对称性对施加磁场的大小和方向敏感依赖，当磁场垂直于电流且仅为 10 mT 量级时达到约 60% 的最大值。此外，不对称性随磁场增大数次变号。这些特征可由基于有限动量库珀配对的理论模型解释，该配对源自自旋螺旋拓扑表面态，而系统其余部分为中心对称。有限配对动量进一步被确立，其值由面内磁场下干涉图样的演化确定。所观测到的临界电流不对称性的巨大幅度及其潜在机制的清晰阐述，为利用约瑟夫森二极管效应构建新型超导计算器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2112.11285,
title = {Josephson diode effect from Cooper pair momentum in a topological semimetal},
author = {Banabir Pal1 and Anirban Chakraborty and Pranava K. Sivakumar and Margarita Davydova and Ajesh K. Gopi and Avanindra K. Pandeya and Jonas A. Krieger and Yang Zhang and Mihir Date and Sailong Ju and Noah Yuan and Niels B. M. Schröter and Liang Fu and Stuart S. P. Parkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.11285},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 4 figures