拓扑受挫约瑟夫森结中临界电流的限制机制

Sarah B. Etter; Hirono Kaneyasu; Matthias Ossadnik; Manfred Sigrist

doi:10.1103/PhysRevB.90.024515

拓扑受挫约瑟夫森结中临界电流的限制机制

超导电性 2014-08-05 v2

作者: Sarah B. Etter , Hirono Kaneyasu , Matthias Ossadnik , Manfred Sigrist

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摘要

含有 $\mu$ m 级 Ru 金属夹杂物的共晶 Sr $_2$ RuO $_4$ -Ru 样品，在所谓的 3-Kelvin 相中，支持高于 Sr $_2$ RuO $_4$ 体转变温度的非均匀超导电性。在 Maeno 等人实现的 Pb/Ru/Sr $_2$ RuO $_4$ 约瑟夫森结中，Pb 薄膜通过近程诱导超导的 Ru 夹杂物间接耦合到超导体 Sr $_2$ RuO $_4$ ，从而在 Ru 和 Sr $_2$ RuO $_4$ 界面之间形成扩展的约瑟夫森接触。受此实验装置启发，我们为界面的约瑟夫森相位构建了 sine-Gordon 模型，假设容纳近程诱导 $s$ -波超导相的 Ru 夹杂物具有简单的圆柱形状。将 Sr $_2$ RuO $_4$ 视为手性 $p$ -波超导体，我们讨论了两种类型的约瑟夫森结：一种是由于 Sr $_2$ RuO $_4$ 序参量性质导致的受挫结，另一种是拓扑平凡 3-Kelvin 相的非受挫结。虽然后者表现出标准的结行为，但前者产生了一种不寻常的临界电流限制机制，该机制基于由外加电流驱动的自发感应磁通的钉扎 - 去钉扎转变。我们分析了不同的耦合极限，并表明两种拓扑结构可能出现不同的临界电流。这一概念很好地契合了上述装置获得的最新实验数据，这些数据显示了在体 Sr $_2$ RuO $_4$ 的转变温度 $T_c$ 处临界电流的反常温度依赖性。

关键词

约瑟夫森结 Sr2RuO4 拓扑受挫临界电流手性 p 波超导体 sine-Gordon 模型磁通钉扎

引用

@article{arxiv.1405.3269,
  title  = {Limiting mechanism for critical current in topologically frustrated Josephson junctions},
  author = {Sarah B. Etter and Hirono Kaneyasu and Matthias Ossadnik and Manfred Sigrist},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1405.3269},
  year   = {2014}
}

备注

11 pages, 9 figures; appendix: 1 page, 1 figure

拓扑受挫约瑟夫森结中临界电流的限制机制

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关键词

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