克日，，，理学院物理系特聘副研究员张燚博士和中国科学院物理研究所胡江平研究员团队相助在物理学著名期刊Phys. Rev. X上揭晓了题为“General Theory of Josephson Diodes”的论文。。张燚为论文的第一作者，，，威廉希尔物理系是第一单位，，，中科院物理所胡江平研究员和蒋坤研究员为配合通讯作者。。这是威廉希尔理学院物理系首次作为第一单位在Phys. Rev. X上揭晓学术论文。。张燚先生是威廉希尔理学院物理系新引进的青年学者，，，主要从事强关联电子系统和非通例超导电性的研究。。
约瑟夫森二极管效应可以被看作是半导体二极管在超导约瑟夫森结中的类比。。详细而言，，，如图1所示，，，约瑟夫森二极管效应的基本特征就是当电流向左传导时体现出无耗散的超导电流；；；；当电流向右传导时体现出耗散的通俗电流。。该二极管的电流-电压特征曲线如图2所示, 系统保存一个正向 (这里为向左) 临界电流 I_(c+)。。当正向电流 I<I_(c+) 时，，，系统体现出典范的零电阻征象; 当电流 I>I_(c+)时，，，系统体现出 V≠0 耗散的正常电阻。。同样，，，在反向电流中，，，保存另外一个临界电流 〖-I〗_(c-)。。I_(c+)≠I_(c-) 就是二极管的特征征象。。若是施加一个幅度 I_0电流方波（I_(c-)<I_0<I_(c+)），，，系统则体现出向左超导，，，向右电阻的二极管效应。。关于约瑟夫森结而言，，，除了 I_c 二极管效应外，，，由于保存势垒层和在扫描历程中的电荷积累，，，约瑟夫森结还保存一个回归电流 I_r。。I_(r+)≠I_(r-)是约瑟夫森结的另外一个二极管特征。。
在新揭晓的论文中，，，作者进一步拓展约瑟夫森二极管效应的理论研究。。他们对约瑟夫森二极管征象举行对称性剖析和分类。。第一类在空间反演对称性破缺下爆发，，，需要依赖电压的历史和电荷积累的 I_(r+)≠I_(r-) 征象就是空间反演对称性破缺的典范要求，，，好比约瑟夫森结结构的差池称、Rashba 自旋轨道耦合效应等。。第二类需要破损时间反演对称性。。由于 I_(c+)≠I_(c-) 征象爆发在电压即是0的情形，，， 系统需要在电流即是0时破损时间反演对称性，，，好比内禀磁性或者外加磁场。。因此约瑟夫森结二极管可以分成时间反演破缺型和空间反演破缺型。。关于这两类二极管，，，他们划分提出多种实现计划并举行理论盘算。。最后这一理论事情给近期发明的NbSe2/Nb3Br8/NbSe2约瑟夫森二极管征象提出理论诠释。。
该事情获得了科技部、国家自然科学基金委、中科院先导项目以及中科院稳固支持基础研究领域青年团队的资助。。
论文链接：
https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.12.041013
