低维 Josephson 系统中的超导相干性与热制动：Josephson 二极管效应

我们受最近关于超导 (SC) 二极管非线性电导的研究启发，发现了低维 Josephson 结构中通用的平滑 SC 相位相干性机制。与常规单能量尺度范式相反，在后者中，Josephson 相干性和二极管非线性电导仅在 SC 能隙闭合温度时同时消失；我们在超越均值场理论的完全自洽微观框架下表明，SC 相位涨落通常将这两种现象划分为不同的能量尺度。因此，系统呈现出而非单一的 SC-正常相变，upon 加热时出现一系列离散的热交叉：二极管效应首先在 $T_{\eta}$ 消失，随后在 $T_c$ 处失去 Josephson 相干性，最终在更高温度 $T_s$ 处 SC 能隙坍塌。以双层 SC 系统为具体案例，我们表明，这些温度尺度之间的分离不仅由 Josephson 耦合决定，而是严格受平面无序性和载流子密度的强烈且反直觉的影响。我们的发现表明，平滑的 SC 相位相干性引入一种独特且更脆弱的能量尺度，对层状超导体如铜系材料和最近发现的镍族材料，以及 SC qubit 平台具有潜在意义。