基于单层二硫化钼的谷超导电子学研究

基本信息
批准号:11504005
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:白春旭
学科分类:
依托单位:安阳师范学院
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:马东伟,袁地,汤振杰,张静,杨艳岭
关键词:
自旋谷耦合谷超导电子学Andreev反射单层二硫化钼Josephson效应
结项摘要

Recently, from theoretical and experimental point of view, great interest has been aroused in research on the excellent electrical and optical properties of monolayer molybdenum disulfide due to its exciting developments in experiments. In the project, the physical phenomena of Andreev reflection(Retro- and Specular-), crossed Andreev reflection(Retro- and Specular-), and Andreev bound state under the influence of spin-valley coupling and spin-orbit coupling through monolayer molybdenum disulfide based superconducting heterojunctions are considered. Subsequently the physical essences of those intriguing phenomena will be revealed. Meanwhile, the transport properties of those structures will be investigated which provide a crucial reference to realize valley superconducting quantum devices based on monolayer molybdenum disulfide. Quantum devices with superconductors lead to many peculiar properties, such as higher sensitivity, lower energy cost, fast response speed, etc, which bring us a wider prospective application in valleyelectronics based on monolayer molybdenum disulfide. Spin-valley coupling due to inversion symmetry breaking and strong spin-orbit coupling which only live in monolayer molybdenum disulfide and other group-VI transitionmetal dichalcogenides should therefore yield a series of intriguing valley resolved quantum phenomena not known from earlier studies. Therefore, this project not only has potential application value, also possesses significant theoretical research significance.

随着最近几年单层二硫化钼实验方面的令人振奋的发展,对单层二硫化钼相关电学和光学性质的研究已成为目前理论和实验研究领域的一个研究热点。本项目旨在揭示自旋轨道耦合效应、自旋-谷耦合和单层二硫化钼基超导异质结内 Andreev 反射(Retro- 和 Specular-)、Crossed Andreev 反射(Retro- 和 Specular-)以及 Andreev 束缚态之间的相互作用关系及其物理本质。与此同时澄清相关超导异质结的量子输运特性及其调制规律,为单层二硫化钼基谷超导量子器件的设计提供理论指导。由于超导量子器件具有灵敏度高、能耗低和响应速度快等一系列特点,使得该类器件具有广阔的应用前景。此外,我们可以预期对单层二硫化钼类材料所特有的自旋-谷耦合的研究将得到一系列全新的谷相关量子现象。因此本项目的研究不但具有潜在的应用价值,而且具有重要的理论研究意义。

项目摘要

在本项目中,我们基于 Dirac–Bogoliubov–de Gennes 方程对二硫化钼(过渡金属硫化物)基超导异质结内费米子的量子输运特性进行了相关的仔细研究。我们首先仔细探讨了 Andreev 反射对自旋轨道耦合的响应性能,然后分析该量子器件隧穿电导对入射准粒子能量、结构参数以及自旋轨道耦合效应的调制规律。结果显示 Andreev 反射和 Crossed Andreev 反射对自旋轨道耦合具有敏感的依赖关系,我们可以基于自旋轨道耦合对该量子器件的输运特性进行具体的调制。由于自旋轨道耦合可以由一个外加电极直接控制,所以利用该方法我们就可以得到一个全电学的量子器件。由于自旋-能谷耦合效应,基于 Crossed Andreev 反射,我们还可以获取100%的纯谷量子纠缠态用于量子计算。此外,我们对二硫化钼(过渡金属硫化物)基约瑟夫森结内超流对自旋轨道耦合的依赖关系进行了仔细的研究。研究结果显示结内 Andreev 束缚态对自旋轨道耦合和结构参数存在着紧密的依赖关系。我们可以通过自旋轨道耦合效应、外加门电压以及具体结构对结内的 Andreev 束缚态进行具体的调制,进而对约瑟夫森结内临界超流、偏斜度和流相关系进行相应的调控。我们的研究显示自旋轨道耦合不仅可以作为调制 Andreev 反射和 Crossed Andreev 反射一个新的途径方法,而且由其调控的超导异质结构可以为新型二硫化钼(过渡金属硫化物)基纳米谷电子学器件的设计提供一个新选择。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
5

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019

白春旭的其他基金

批准号:U1204110
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11147201
批准年份:2011
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目

相似国自然基金

1

磁性衬底调控单层二硫化钼系列材料的谷极化性能

批准号:61575094
批准年份:2015
负责人:程迎春
学科分类:F0509
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
2

基于超材料纳米结构单层二硫化钼发光特性及谷自由度的操控研究

批准号:11674275
批准年份:2016
负责人:刘海龙
学科分类:A2206
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
3

基于石墨烯的“谷”电子学研究

批准号:11004046
批准年份:2010
负责人:张迎涛
学科分类:A2003
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
4

单层过渡金属硫化物中拓扑激子和能谷电子学相关理论研究

批准号:11504241
批准年份:2015
负责人:龚志瑞
学科分类:A2004
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目