锗中的平面约瑟夫森结：立方自旋轨道相互作用的效应
介观与纳米尺度物理
2023-01-30 v2
摘要
由具有强自旋轨道相互作用（SOI）的半导体构成的平面约瑟夫森结是承载马约拉纳束缚态（MBSs）的有前景平台。先前关于平面约瑟夫森结中 MBSs 的研究集中于电子气，其中 SOI 对动量是线性的。相比之下，平面锗（Ge）中的二维空穴气表现出对动量呈立方关系的 SOI。然而，我们在此表明，由于特别大的 SOI，Ge 是一种有利材料。使用离散化模型，我们数值模拟了 Ge 平面约瑟夫森结，并证明立方 SOI 也能导致 MBSs 的出现。有趣的是，我们发现立方 SOI 产生了作为结两端超导相位差函数的非对称相图。我们还发现，平庸的安德烈夫束缚态可在 Ge 平面约瑟夫森结中模仿 MBSs 的特征，从而使 MBSs 的实验探测变得困难。我们使用实验上现实的参数来评估拓扑相是否在实验限制内可触及。我们的分析表明，二维 Ge 是拓扑相的一个有前途的候选者。
引用
@article{arxiv.2209.12745,
title = {Planar Josephson junctions in germanium: Effect of cubic spin-orbit interaction},
author = {Melina Luethi and Katharina Laubscher and Stefano Bosco and Daniel Loss and Jelena Klinovaja},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.12745},
year = {2023}
}