Weyl 与多 Weyl 半金属的约瑟夫森结

我们研究了一个由 Weyl 半金属和多 Weyl 半金属组成、中间被宽度为 $d$ 的势垒区隔开的约瑟夫森结，该势垒区通过对 Weyl 半金属施加栅极电压 $U_0$ 产生。此类结的拓扑缠绕数在势垒两侧发生改变。我们证明，在薄势垒极限下，此类结的 $I_c R_N$（其中 $I_c$ 为临界电流，$R_N$ 为正常态电阻）具有与势垒势无关的普适值。我们给出了 Andreev 束缚态的解析表达式，并借此证明 $I_c R_N$ 的普适值源于结两侧拓扑缠绕数的变化。我们还研究了在外加微波辐射下此类结中的交流约瑟夫森效应，绘出其电流-电压特征，并表明结两侧缠绕数的变化塑造了其 Shapiro 台阶的性质。我们讨论了增大势垒厚度 $d$ 对上述性质的影响，并提出了可检验我们理论的实验方案。