双d-波超导势垒石墨烯异质结中的共振隧穿

鉴于最近几年有关超导石墨实验方面的令人振奋的发展，对超导石墨输运特性的研究已成为目前理论和实验研究领域的一个研究热点。本项目旨在揭示各向异性d-波超导配对势以及Andreev束缚态对双d-波超导势垒石墨烯基异质内的Andreev反射、Crossed Andreev反射、共振效应调制的物理本质，进而澄清该异质结的输运特性及其物理机制。与此同时探索抑制或增强该异质结输运特性的新途径，为双d-波超导势垒石墨烯基异质结器件的设计提供理论指导。由于d-波超导体的临界温度较高（相对于s-波超导体），将使该类器件的应用更加广泛、成本显著降低。此外，可以预期对石墨烯材料所特有的Specular-Andreev 反射和Crossed Specular-Andreev反射与超导能隙节点和Andreev束缚态间相互作用的研究将得到一些全新的量子现象。因此本项目的研究不但具有应用价值，而且具有重要的理论研究意义。

鉴于最近几年有关超导石墨实验方面的令人振奋的发展，对超导石墨输运特性的研究已成为目前理论和实验研究领域的一个研究热点。在本项目中，基于Dirac–Bogoliubov–de Gennes 方程，我们对石墨烯基d-波超导双势垒结和铁磁体/ d-波超导体/正常金属双结中的相对论性准粒子的传输特性进行了详细的研究。我们首先给出了超导双势垒结的结果。在超导能隙能区内，无论是Crossed Andreev 反射和非局域的隧穿电导都随着偏置电压而振荡，其原因在于在正常金属区域形成了Andreev 束缚态。此外，研究结果表明临界电压（超过该临界电压Crossed Andreev电导变为零）随着的超导配对势参数α逐渐变小。当铁磁性的存在时，我们对石墨烯基铁磁体/ d-波超导体/正常金属双结系统的磁阻效应进行了研究。结果表明，磁阻随着交换劈裂从H0=0增加到H0=EF（费米能级），然后它将会呈现出一个衰减函数。在H0=EF处，磁阻达到其最大值100。与一个单一的超导势垒情况相反，在我们现在的系统中Andreev束缚态将会对零偏压磁阻进行调制，其主要表现就是导致了一系列的峰值（除了在H0=EF处出现的最大的峰值。）此外，磁阻共振峰还可以通过偏置电压和结构参数来进行具体的调制。理论研究表明，通过超导配对势、结构参数和偏置电压，我们可以抑制或增强该异质结中的Andreev 反射、Crossed Andreev 反射以及其非局域的隧穿电导。以上研究不仅揭示双d-波超导势垒石墨烯基异质内的输运特性及其物理机制，还将为双d-波超导势垒石墨烯基异质结器件的设计提供理论指导。因此本项目的研究不但具有应用价值，而且具有重要的理论研究意义。