反磁性 Mott 绝缘体 $\alpha$-RuCl$_3$ 中的超导导二极管效应观测
超导电性
2024-09-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
非递减超导性，也称为超导导二极管效应，是指在相反施加电流方向下，临界电流呈现非对称性而自发破坏时间反演对称性的特征。这种独特的状态揭示了在纳米尺度应用中超导体具有丰富的有趣物理特性。为了实现超导导二极管效应的实验实现，构建由磁性体和 -波超导体构成的二维异型结构被视为有前景的途径。本研究中，我们报告了在磁性 Mott 绝缘体 -RuCl 中观察到超导导二极管效应。这种现象通过 van der Waals 异型结构中的亲近效应诱导，由薄片 -RuCl/NbSe 构成。通过输运性质测量，我们确认了 0.2 meV 的弱超导间隙，该间隙显著低于 NbSe 本征间隙 (1.2 meV)。在小于 70 mT 的弱磁场下，我们观察到在正负施加电流方向下的临界电流不对称。该观察表明 -RuCl 中的典型超导导二极管效应。仅在磁场方向垂直于平面时才观察到超导导二极管效应和非递减电阻，这表明 -RuCl 中的 Ising 型自旋轨道耦合可能是其机制。我们的结果为通过人工构建异型结构来探索超导导二极管效应提供了平台。
引用
@article{arxiv.2409.04093,
title = {Observation of superconducting diode effect in antiferromagnetic Mott insulator $\alpha$-RuCl$_3$},
author = {Jiadian He and Yifan Ding and Xiaohui Zeng and Yiwen Zhang and Yanjiang Wang and Peng Dong and Xiang Zhou and Yueshen Wu and Kecheng Cao and Kejing Ran and Jinghui Wang and Yulin Chen and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Shun-Li Yu and Jian-Xin Li and Jinsheng Wen and Jun Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04093},
year = {2024}
}