Acoplamento Josephson negativo em junções a base de semimetais topológicos

Abstract

Resumo: Estudamos o efeito proximidade (EP) entre Nb, supercondutor convencional de onda-s, e o semimetal Bi. Geralmente, o campo magnético suprime o gap supercondutor (supercondutividade) induzida por EP. O resultado principal deste trabalho é observação da supercondutividade em compósitos granulares de Bi-Nb através da aplicação de campo magnético. Nós analisamos os resultados obtidos dentro de vários modelos de acoplamaneto Josephson negativo e também a possibilidade da indução de excitações de borda do tipo Majorana em um estado supercondutor topológico induzidas por campo magnético externo. Em acordo com as predições teóricas, os resultados experimentais indicam que as fortes interações spin-orbita em Bi são responsáveis pela indução da supercondutividade em Bi devido um regime topológico que suporta os estados de Majorana

Abstract: We studied the proximity effect (EP) between Nb, a conventional s-wave superconductor and the semimetal Bi. Generally, the magnetic field suppresses the superconducting gap (superconductivity) by EP induced. The main result of this work is the observation of superconductivity in Bi-Nb granular composites through the application of a magnetic field. We analyzed the results obtained within several Josephson negative coupling models and also the possibility of inducing Majorana type edge excitations in a topological superconducting state induced by an external magnetic field. In accordance with theoretical predictions, the experimental results indicate that strong interaction of spin-orbits in Bi are responsible for the induction of superconductivity in Bi due to a topological regime that supports Majorana states