微观单晶 Sr$_2$RuO$_4$ 器件中的时反演对称性破缺
超导电性
2025-04-29 v1 强关联电子
摘要
时反演对称性破缺超导体系是一种典型的非凡亚稳态。在Josephson 结晶体中，时反演对称性破缺表现为临界电流干涉图样在输运和磁场方向同时逆转时的不变性，即 。 迄今为止，这类系统的实现方式是将超导体注入人为构建的弱链介质中，通常通过外部磁场和静电加掩调控。 本文报道了在无人为构建弱链的情况下，于自发性Josephson 结晶体中实现时反演对称性破缺。 这种实现方式基于SrRuO 的 ultra-pure 单晶结构，该材料是一种具有多组分序函数的非凡亚稳 superconductor。 在此，Josephson 效应在超导体域壁上内在发生，处于退化态部分重叠。 除了违反 ，我们还发现了丰富的异构传输现象，包括整个干涉图样中存在的超导电流二极管效应、偏离 的两通道临界电流振荡、分数 Shapiro 步隆以及电流可开关的双稳态态，具有高度非对称的临界电流。 我们的发现为SrRuO 中TRSB提供了直接证据，并揭示了域壁Josephson 结晶体的潜力——这种结晶体可在配对对称性由多组分序函数描述的任何超导体中自然出现。
引用
@article{arxiv.2504.19361,
title = {Time-reversal symmetry breaking in microscopic single-crystal Sr$_2$RuO$_4$ devices},
author = {Remko Fermin and Matthijs Rog and Guido Stam and Daan Wielens and Joost Ridderbos and Chuan Li and Yoshi Maeno and Jan Aarts and Kaveh Lahabi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19361},
year = {2025}
}