جریان جوزفسون برای نانوریبون گرافینی با استفاده از مدل شبکه ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک دانشگاه الزهرا

2 گروه فیزیک، دانشکده فیزیک و شیمی، دانشگاه الزهرا

چکیده

یک روش بستگی قوی برپایه روش Bogoliubov – de Gennes برای محاسبه جریان جوزفسون DC مربوط به یک مدل شبکه ای برای پیوندگاه های S – GNR – S ، برای پیوندگاه های کوتاه نسبت به طول همدوسی ابررسانشی ، بکاربرده شده است. ما وابستگی به فاز ، طول ، پهنا و پتانسیل شیمیایی را در پیوندگاه جوزفسون محاسبه می کنیم و شباهت ها و اختلافات بدست آمده با توجه به نتایج نظری و تجربی حاصل شده برای گرافین را بحث می کنیم. برای انجام محاسبات بر روی گرافین با استفاده از مدل شبکه ای ، ساختار لانه زنبوری گرافین را به ساختار شبکه آجرمانند تبدیل می کنیم که این تبدیل توپولوژی شبکه را تغییر نمی دهد. سپس با برداشتن چند اتم از شبکه ، تهی جاهای ساده را در شبکه آجری ایجاد می کنیم و جریان جوزفسون را در حضور این تهی جاها نیز محاسبه می کنیم.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

[1] S. Duttaa and S. K. Pati, “Novel properties of graphene nanoribbons: a review.” Journal of Materials Chemistry, 20 (2010) 8207.
[2] E. Kan, Z. Li and J. Yang, “Graphene nanoribbons: geometric, electronic, and magnetic properties” Physics and Applications of Graphene, Intech open journal, (2011) 331-348,.
[3] S. Rakheja, V. Kumar, and A. Naeemi, “Evaluation of the potential performance of graphene nano-ribbons as On-chip interconnects”, contributed paper, proceedings of IEEE, 101 (2013) 1740.
[4] C. Xu, H. Li, and K. Banerjee, “modeling, analysis, and design of graphene nanoribbon interconnects,” IEEE transactions on electron devices, 56 (2009) 1567.
[5] C. W. J. Beenakker, “Specular Andreev reflection in graphene.” Physical Review Letters, 97 (2006) 067007.
[6] C. W. J. Beenakker, “Andreev reflection and Klein tunneling in graphene.” Review Modern Physics, 80 (2008) 1337.
[7] C.W.J.Beenakker,” Universal limit of critical-current fluctuations in mesoscopic Josephson junctions.” Physical Review Letters, 68(1992) 1442.
[8] P. Dubos, H. Courtois, B. Pannetier, F. K. Wilhelm, A. D. Zaikin, and G. Schön, “Josephson critical current in a long mesoscopic S-N-S junction”, Physical Review B 63 (2001) 064502.
[9] H. B. Heersche, P. Jarillo-Herrero, J. B. Oostinga, L. M. K. Vandersypen, and A. F. Morpurgo, “Bipolar supercurrent in graphene.” Nature 446 (2007) 56.
[10] A.G Moghaddam, M Zareyan, “Graphene-based superconducting quantum point contacts.” Applied Physics A, 89(2007) 579.
[11] H. B. Heersche, P. Jarillo-Herrero, “Bipolar supercurrent in grapheme.” Nature 446 (2007) 56.
[12] F. Miao, S. Wijeratne, Y. Zhang, U. C. Coskun, W. Bao, and C.N. Lau, “Phase-coherent transport in graphene quantum billiards.” Science 317 (2007) 1530.
[13] A. Shailos, W. Nativel, A. Kasumov, C. Collet, M. Ferrier, S.Guéron, R. Deblock , and H. Bouchiat, “Proximity effect and multiple Andreev reflections in few-layer graphene .“ Euro Physics Letters, 79 (2007) 57008.
[14] X. Du, I. Skachko, and E. Y. Andrei, “Josephson current and multiple Andreev reflections in graphene SNS junctions.” Physical Review B 77 (2008) 184507.
[15] C. Ojeda-Aristizabal, M. Ferrier, S. Guéron, and H. Bouchiat, “Tuning the proximity effect in a superconductor – graphene - superconductor junction.” Physical Review B 79 (2009) 165436.
[16] J.Linder, A.M.Black-Schaffer, T.Yokoyama, S.Doniach, and A.Sudbø, “Josephson current in graphene: Role of unconventional pairing symmetries.” Physical Review B 80 (2009) 094522.
[17] P.G. de Gennes, “Superconductivity of Metals and Alloys.” Published by Benjamin, New York, 1966.
[18] P.A. Lee and D.S. Fisher, “Anderson Localization in Two Dimensions.” Physical Review Letters 47 (1981) 882.
[19] A.Furusaki, “DC Josephson effect in dirty SNS junctions: Numerical study “, Physica B 203 (1994) 214.
[20] K. Wakabayashi, M.Fujita, H. Ajiki and M.Sigrist, “electronic and magnetic properties of nanographite ribbons.” Physical Review B, 59 (1999) 12.
[21] Qing-feng Sun and X C Xie, “Quantum transport through a graphene nanoribbon–superconductor junction “, Journal of Physics: Condensed Matter, 21 (2009) 344204.
[22] M. Titov and C. W. J. Beenakker, “Josephson effect in ballistic graphene.” Physical Review B, 74 (2006) 041401.
[23] H. B. Heersche, P. Jarillo-Herrero, J. B. Oostinga, L. M. K.Vandersypen , and A. F. Morpurgo, “ Bipolar supercurrent in grapheme.” Nature, 446 (2007) 56.
[24] J. González and E. Perfetto, “Critical currents in graphene Josephson junctions.” Journal of Physics: Condensed Matter, 20 (2008) 145218.
[25] L.Qifeng, D.Jinming, “Superconducting switch made of graphene-nanoribbon junctions.” Nanotechnology, 19 (2008) 355706.
[26] C. Chialvo, I. C. Moraru, D. J. V. Harlingen, and N. Mason,” Current-phase relation of graphene Josephson junctions.” ArXiv: 1005.2630v1 (2010).