多通道 Rashba 纳米线中的约瑟夫森二极管效应：子带间耦合的作用

约瑟夫森二极管效应（JDE）因能够实现无耗散的方向性超导电流而备受关注，使约瑟夫森结成为下一代量子器件的理想构建单元。半导体-超导体混合纳米线为实现 JDE 和承载 Majorana 束缚态提供了实验上易于实现的平台。然而，大多数理论处理假设单通道极限，而实际纳米线器件由于横向限制本质上具有多通道特性。本文研究了多通道 Rashba 纳米线约瑟夫森结中的 JDE，重点关注子带间耦合的作用。我们证明，子带杂化在定性上改变了器件的拓扑相图和 JDE 响应。与单通道情况不同，拓扑相被限制在有限的 Zeeman 场窗口内，在该窗口内 Majorana 束缚态显著增强了二极管效率。子带间耦合还使得即使 Zeeman 场沿自旋轨道方向排列也能产生有限的 JDE——这一机制在独立通道和严格一维纳米线系统中是不存在的。此外，子带间耦合增强了谱不对称性，与单通道结相比显著提高了二极管效率。这些结果表明，子带杂化是在实验相关的混合纳米线约瑟夫森结中实现和优化非互易超导输运的关键因素。