超导体与能带不对称金属结中的约瑟夫森二极管效应

在由金属层隔开的两个超导体（SC）连接的界面处，当两个超导体的相位存在差异时，会感应出电流。我们基于与正向和反向载流状态相关的 Andreev 束缚态的权重来阐明这一现象。通常，Josephson 结中的电流相位关系（CPR）是奇函数。当结处的时间反演和空间反演对称性被打破时，CPR 不再是奇函数，系统可能表现出 Josephson 二极管效应。这一现象已在 Zeeman 外场下的自旋轨道耦合系统中得到研究，其中磁手性各向异性是 Josephson 二极管效应的成因。最近引入的能带不对称金属（BAM）模型提供了一条新途径，其特征是具有不对称的能带结构。我们研究了 SC-BAM-SC 结中的直流 Josephson 效应，发现能带不对称可以导致 Josephson 二极管效应和反常 Josephson 效应。我们基于 Bogoliubov de-Genne 形式中的平面波模式干涉解释了这些效应背后的机制。我们计算了不同参数值下的二极管效应系数。