绝缘层方势垒影响下N／I／d波超导体结隧道谱的奇异性——超导相位因子φ±=0情况下的研究

以方势垒描述N／I／d波超导体结中绝缘层对准粒子输运的影响,在超导相位因子ψ±=0的情况下,利用Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程和Blonder—Tinkham-Klapwijk（BTK）理论,计算了N／I／d波超导体结的隧道谱．研究表明：（1）在ψ±=0的情况下,N／I／d波超导体结的隧道谱中出现了零偏压电导峰,零偏压电导峰的出现及形状强烈地依赖于绝缘层的厚度和绝缘层的势垒值;（2）绝缘层以方势垒描述较之以艿势描述更为优越．     

Anomalies of tunnel spectra in normal metal/insulator/d-wave superconductor junctions under the influence of insulator square barrier——Study under the condition of superconducting phase factor ψ±=0

以方势垒描述N/I/d波超导体结中绝缘层对准粒子输运的影响,在超导相位因子ψ±=0的情况下,利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方稃和Blonder-Tinkhanl-Klapwijk(BTK)理论,计算了N/I/d波超导体结的隧道谱.研究表明:(1)在ψ±=0的情况下,N/I/d波超导体结的隧道谱中出现了零偏压电导峰,零偏压电导峰的出现及形状强烈地依赖于绝缘层的厚度和绝缘层的势垒值;(2)绝缘层以方势垒描述较之以δ势描述更为优越.     

不对称s波超导体/绝缘层/s波超导体结的直流Josephson电流

在不对称s波超导体/绝缘层/s波超导体Josephson结(s/I/s)中,考虑结界面粗糙散射情况下,运用Bogoliubov deGennes(BdG)方程和Furusaki Tsukada(FT)的电流公式计算准粒子的输运系数及s/I/s结的直流Josephson电流.研究表明,结界面的通常势垒和粗糙散射均抑制结中准粒子的Andreev反射,降低了流过s/I/s结的直流Josephson电流,直流Josephson电流I随温度T的变化关系与结两侧的对称性有关.     

磁交换作用对铁磁/dx2-y2+idxy混合波超导结隧道谱的影响

考虑到铁磁层中的磁交换作用和界面势垒的散射效应,利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk散射理论,计算了铁磁/dx2y2 idxy混合波超导结中的准粒子输运系数和自旋极化的隧道谱.研究表明:(1)铁磁/dx2-y2 idxy混合波超导结中自旋极化的隧道谱能较好地解释La2/3Ba1/3MnO3/DyBa2Cu3O7隧道结中观察到的零偏压电导凹陷的实验结果;(2)在△2/△1=1的情况下,磁交换作用和界面势垒散射可压低峰值,且导致隧道谱逐渐演化出四个电导峰;(3)虚的Andreev 反射过程对铁磁/dx2-y2 idxy混合波超导结的隧道谱有显著影响.     

铁磁——铁磁绝缘层——超导结的自旋反转和粗糙界面散射效？…

考虑到自旋反转和粗糙界面散射效应，利用推广的Ｂｌｏｎｄｅｒ－Ｔｉｎｋｈａｍ－Ｋｌａｐｗｉｊｋ散射理论模型，计算铁磁－铁磁绝缘层－超导结中的准粒子输运系数与隧道谱。研究表明，自旋反转效应能使零偏压电导峰和能隙峰变得尖锐，而粗糙面散射能压低零偏压峰和能隙峰。此外，两种散射还能阻碍由铁磁交换作用产生的零偏压峰的滑移。     

f波超导体/绝缘层/f波超导体结中势垒散射对直流Josephson电流的影响

通过计算界面势垒散射强度对直流Josephson电流的影响,研究了f波超导体/绝缘层/f波超导体结的直流Josephson电流与温度T和结两侧晶轴方位角之间的关系.我们发现:f波超导体/绝缘层/f波超导体结界面的势垒强度总是抑制结中准粒子的Andreev反射,降低流过f波超导体/绝缘层/f波超导体结的直流Josephson电流.当结两边晶轴方位角相同时,Josephson电流的振荡周期是2π;特别地,当结两边晶轴方位角不同时,其振荡周期不再是2π,而是会随着势垒强度的增大,振荡周期变小.     

杂质和粗糙界面散射影响下NIS结的隧道谱和束缚态

在正常金属/绝缘层/s波超导隧道结中,考虑绝缘层中的体杂质散射以及粗糙界面散射,运用Blon-der-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论和Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,计算系统的微分电导.计算表明:(1)电导峰的位置与绝缘层的厚度密切相关,当绝缘层厚度具有几个相干长度时,隧道谱中的能级谐振峰数目增多,从而在超导能隙内形成一些束缚态;(2)粗糙界面散射和绝缘层中的杂质散射均能有效地压低电导峰,由此可解释理论与实验间尚存的偏差.     

正常金属—绝缘层—d波超导结中的隧道谱与散粒噪声

在正常金属-绝缘层-d波超导隧道结中，考虑到绝缘层的势垒散射效应，运用Bogoliubov-de Gennes方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk理论模型，计算系统的微分电导和散粒噪声随偏压的变化关系，研究表明，绝缘层的势垒高度与绝缘层的厚度都能使：（1）零偏压电导峰变得尖锐；（2）微分散粒噪声的峰位置向零偏压处位移；（3）散粒噪声功率与平均电流的比值随绝缘层厚度与高度的增大在大偏压下趋于2e值。     

正常金属/绝缘层/s波超导隧道结中的隧道谱

以方势垒描述绝缘层,考虑正常金属区域的杂质散射,运用Bogoliubov-deGennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论,对正常金属/绝缘层/s波超导隧道结(NIS结)中的隧道谱作进一步研究.研究表明:(1)在U0>EF的情况下,微分电导随绝缘层宽度的增加而衰减,偏压不同,衰减的程度不同;(2)衰减能压低能隙电导峰;(3)较小的杂质散射即能在隧道谱的零偏压凹陷峰中感应出一小峰.     

Zeeman效应对d波超导特性及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响

通过外加Zeeman磁场在d波超导中, 研究磁场对d波超导及其正常金属/d波超导结中隧道谱的影响. 研究表明: (i) Zeeman磁场能使能隙变小, 且随着磁场变大, 超导态会变为正常态, 产生一级相变; (ii)Zeeman磁场可导致零偏压电导峰劈裂, 劈裂宽度为2h₀(h₀为Zeeman能); (iii)界面势垒强度与温度都能降低劈裂的电导峰的数值, 其中界面散射势会使电导峰变得尖锐, 温度可抹平其电导 峰, 但它们并不影响Zeeman效应.     

铁磁/超导多层结构中的自旋三重配对

通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程研究了具有非共线界面磁矩的铁磁-超导-铁磁多层结构中的自旋三重配对,发现非共线磁矩可以在界面区域引起一个自旋倒易散射。该散射能够将超导体中的自旋单重对转化为铁磁体中自旋相同的三重对。当超导两侧铁磁体的磁矩结构对称时,自旋相同的三重对可以分别在超导和铁磁区域的局域态密度中引起一个尖锐的零能电导峰。当铁磁体的磁矩反对称时,两侧铁磁体之间将会发生交错Andreev反射并形成自旋单重对,从而在局域态密度的零能电导峰中心产生一个明显的凹陷。局域态密度的这些特征可以通过实验测量微分电导谱加以验证。     

正常金属—绝缘层—无序层—s波超导结中的隧道谱与散粒噪声

考虑到无序层中的体杂质散射以及绝缘界面层的粗糙散射,运用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论模型,计算正常金属-绝缘层-无序层-s波超导隧道结系统的微分电导、平均电流和散粒噪声功率,研究表明,无序层中的杂质散射和粗糙界面散射都能抑制系统的微分电导、平均电流和散粒噪声功率。     

正常金属-绝缘体-s波超导结中的隧道谱和束缚态

在正常金属－绝缘体－ｓ波超导隧道结中,考虑到绝缘体中的体杂质散射以及粗糙界面散射,运用Ｂｏｇｏｌｉｕｂｏｖ－ｄｅ Ｇｅｎｎｅｓ（ＢｄＧ）方程和Ｂｌｏｎｄｅｒ－Ｔｉｎｋｈａｍ－Ｋｌａｐｗｉｊｋ（ＢＴＫ）理论模型,计算系统的微分电导和束缚态。计算表明：（１）粗糙界面散射和绝缘体中的杂质散射都能使能隙峰变低,凹陷升高;（２）当绝缘层厚度具有几个超导相干长度时,隧道谱中将呈现一些子能隙谐振峰,并在超导能隙内形成一些束缚态。     

正常金属/d波超导/正常金属双隧道结中的量子相干输运

考虑到量子相干效应和界面散射效应, 结合电子和空穴流对电导的贡献, 利用推广的Blonder-Tinklam-Klapwijk(BTK)方法, 研究正常金属/d波超导/正常金属双隧道结中的准粒子输运系数和隧道谱. 结果表明: 系统中的所有准粒子输运系数和电导谱都会随能量做周期性振荡, 其中Andreev反射系数在超导能隙之上随能量会出现周期性消失现象; 在绝缘层势垒强度取很大的隧道极限下, 超导层中会形成一系列准粒子束缚态.     

有限温度下石墨烯上铁磁超导隧道结中微分电导的研究

利用推广的Blonder-Tinkham-Klapwijk理论研究讨论了石墨层上铁磁体/p波超导体隧道结中准粒子输运过程,计算了结的微分电导.研究结果表明,有限温度下,α=0时电导峰对应的偏压位置在e V=Δ0处,而α=2π/3时,电导峰对应的偏压位置移动到e V=0.5Δ0附近.磁交换能EhEF时,微分电导随着磁交换能的增强而降低,在Eh=EF时微分电导为最小,EhEF时微分电导随着磁交换能的增强而升高,微分电导随温度的增大而减小.     

具有诱导超导电性和自旋轨道耦合作用的半导体纳米线零偏压电导峰的研究

本文对具有诱导超导电性和自旋轨道耦合作用的半导体纳米线的微分电导谱的一些特性进行了详细的分析和研究. 通过对系统的微分电导谱与系统的各种可调控参量之间的关系进行详细的研究，发现在这类系统中存在两种不同类型的零偏压电导峰. 这两种零偏压电导峰具有不同的特点，相应地应由不同的物理机制所导致. 论文中的计算结果对澄清最近一些有争议性的理论问题有一定的理论参考意义.     

正常金属/dx2-y2+idxy混合波超导隧道结中的准粒子寿命效应

考虑到准粒子的有限寿命效应，在Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论框架下，通过求解Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程，计算正常金属／dx^2-y^2＋idxy混合波超导隧道结中的准粒子输运系数与隧道谱．结果表明：准粒子的有限寿命效应不仅能压低隧道谱中的电导峰．而且可以有效地阻止峰的滑移；随着非弹性散射的增强，还会在零偏压处形成一宽峰．     

铁磁-绝缘层-d波超导结中的自旋电流

考虑到铁磁层中的磁交换作用,以及绝缘层中的粗糙散射、自旋反转和磁散射效应,通过求解Bogoliubov-de-Gennes(BdG)方程,计算铁磁-绝缘层-d波超导结中的自旋电流.研究表明:粗糙界面散射可使自旋流增强,而自旋反转和磁散射效应能抑制自旋流.     

正常金属调制层对超导隧道结微分电导的影响

在考虑绝缘层厚度的基础上,运用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论模型,计算了含有正常金属调制层的铁磁金属/绝缘层/正常金属/s波超导隧道结(FINS结)中的准粒子输运系数和?分电导.计算结果表明,微分电导随正常金属调制层厚度的变化呈周期性振荡,振荡周期与外加偏压有关;当金属调制层厚度较薄时,邻近效应将导致在金属层中有铁磁性和超导性共存的可能性.     

正常金属调制层对超导隧道结微分电导的影响

在考虑绝缘层厚度的基础上,运用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论模型,计算了含有正常金属调制层的铁磁金属/绝缘层/正常金属/s波超导隧道结(FINS结)中的准粒子输运系数和微分电导。计算结果表明,微分电导随正常金属调制层厚度的变化呈周期性振荡,振荡周期与外加偏压有关;当金属调制层厚度较薄时,邻近效应将导致在金属层中有铁磁性和超导性共存的可能性。