Универсальность спектра многотерминального джозефсоновского контакта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В многотерминальных структурах на основе нормальных металлов и сверхпроводников присутствуют андреевские связанные состояния. Их спектр определяется параметрами системы, в частности фазами рассеяния и коэффициентами прохождения в узлах. В сообщении найдены условия, при которых андреевские связанные состояния обладают универсальностью: они не меняются при любом изменении фаз, набираемых квазичастицами при отражении от примеси. Как следствие, спектр полностью определяется транспортными характеристиками системы. Результат получен для структуры в виде М-конечной звезды из нормального металла, каждый из лучей (терминалов) Nk которой приведен в контакт со своим сверхпроводником Sk, 1 ≤ k ≤ M. Вместе они образуют т.н. многотерминальный джозефсоновский контакт. В центре его находится немагнитная примесь, описываемая некоторой матрицей рассеяния.

Об авторах

А. Ф. Посадский

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: posadskij.af@phystech.edu
Россия, Москва; Долгопрудный

А. Г. Семенов

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук; Сколковский институт науки и технологий

Email: semenov@lpi.ru
Россия, Москва; Москва

П. И. Арсеев

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: ars@lpi.ru

член-корреспондент РАН

Россия, Москва

Список литературы

  1. Josephson B.D. Possible new effects in superconductive tunnelling // Phys. Lett. 1962.
  2. Hwang S.-Y., Giazotto F., Sothmann B. Phase-Coherent Heat Circulator Based on Multiterminal Josephson Junctions // Physical Review Applied. 2018. V. 10. P. 044062.
  3. Amin M.H.S., Omelyanchouk A.N., and Zagoskin A.M. Mesoscopic multiterminal Josephson structures. I. Effects of nonlocal weak coupling // Low Temperature Physics. 2001. V. 27. P. 616.
  4. Andreev A.F. The thermal conductivity of the intermediate state in superconductors // Sov. Phys. JETP. 1964. P. 1228–1234.
  5. Heck B. van, Mi S., and Akhmerov A.R. Single fermion manipulation via superconducting phase multiterminal Josephson junctions // Phys. Rev. B. 2014. V. 90. P. 155450.
  6. Riwar R.-P., Houzet M., Meyer J.S., Nazarov Y.V. Multi-terminal Josephson junctions as topological materials // Nature Communications. 2016. V. 7. P. 11167.
  7. Xie Hong-Yi, Vavilov M.G., and Levchenko A. Weyl nodes in Andreev spectra of multiterminal Josephson junctions: Chern numbers, conductances, and supercurrents // Phys. Rev. B. 2018. V. 97. P. 035443.
  8. Morfonios C.V., Schmelcher P. Control of Magnetotransport in Quantum Billiards: Theory, Computation and Applications. Lecture Notes in Physics. V. 927. Springer International Publishing Switzerland 2017.
  9. Bagwell Ph.F. Suppression of the Josephson current through a narrow, mesoscopic, semiconductor channel by a single impurity // Phys. Rev. B. 1992. V. 46.
  10. Xie Hong-Yi, Vavilov M.G., and Levchenko A. Topological Andreev bands in three-terminal Josephson junctions // Phys. Rev. B. 2017. V. 96. P. 161406(R).
  11. Savinov D.A. Scattering-matrix approach to the theory of Josephson transport in mesoscopic multiterminal nodes // Physica C Superconductivity. 2015. V. 509. P. 22–28.
  12. Beenakker C.W.J., and Houten H. van. The Superconducting Quantum Point Contact // Nanostructures and Mesoscopic Systems. 1992. P. 481–497.
  13. Gennes P.G. de Superconductivity of Metals and Alloys. N.Y., W.A. Benjamin, 1966.
  14. Beenakker C.W.J. Universal Limit of Critical-Current Fluctuations in Mesoscopic Josephson Junctions // Phys. Rev. Lett. 1991. V. 67. P. 3836.
  15. Gnutzmann S. and Smilansky U. Quantum Graphs: Applications to Quantum Chaos and Universal Spectral Statistics // Advances in Physics. 2006. V. 55. P. 527–625.
  16. Auberson G., Martin A. and Mennessier G. On the Reconstruction of a Unitary Matrix from Its Moduli // Commun. Math. Phys. 1991. V. 140. P. 523–542.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024