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约瑟夫森结的系统化 Schrieffer-Wolff 变换方法:准粒子效应与约瑟夫森谐波

超导电性 2026-02-05 v2 介观与纳米尺度物理

摘要

我们使用 Schrieffer-Wolff 变换(SWT)来分析由电荷守恒 BCS 理论描述的超导导线之间的约瑟夫森结。从单电子隧穿项出发,我们直接恢复了传统的有效哈密顿量 EJcosφ^-E_J\cos\hat{\varphi},其中 φ^\hat{\varphi} 为算子取值的相位偏置。SWT 方法的优势在于它可以系统地扩展到更复杂的场景。我们证明,如果存在 Bogoliubov 准粒子,其运动将与 Cooper 对的运动耦合,引入重塑结能谱的关联动力学。此外,SWT 中的高阶项自然地描述了约瑟夫森谐波,其振幅与超导导线及结的微观性质直接相关。我们推导出的表达式有助于以可控方式调节不同谐波之间的比例。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.12706,
  title  = {Systematic Schrieffer-Wolff-transformation approach to Josephson junctions: quasiparticle effects and Josephson harmonics},
  author = {Ádám Bácsi and Teodor Iličin and Rok Žitko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12706},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages, 2 figures