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Theory of Josephson effects in heterotic S-I-S junctions with iron-pnictide superconductors

鉄砒素系超伝導体を利用したジョセフソン接合におけるジョセフソン効果

太田 幸宏; 町田 昌彦  ; 中井 宣之; 中村 博樹  ; 小山 富男*; 松本 秀樹*

Ota, Yukihiro; Machida, Masahiko; Nakai, Noriyuki; Nakamura, Hiroki; Koyama, Tomio*; Matsumoto, Hideki*

鉄砒素系超伝導体のペア対称性や新規応用を探索するため、ジョセフソン接合に関する理論的研究は盛んに行われている。特に、最近の接合系に関する実験により、多重トンネル径路や超伝導ギャップ間の符号反転がどのようにジョセフソン効果に影響するかに関して、より詳細に検討する必要性が増している。そこで、われわれは鉄砒素系超伝導体と通常のBCS超伝導体間におけるヘテロ型SIS接合について、理論的に$$I_{rm c}R_{rm n}$$積やシャピロステップを調べた。そして、その結果に基づき、ペア対称性を決定する有力な方法について議論する。

In order to examine pairing symmetry and application potential of iron-pnictide superconductors, Josephson junctions including the new type of superconductors have been intensively examined. In particular, recent experimental achievements indicate the necessity of further theoretical investigations for how multiple tunneling contributions and the sign change between the superconducting gaps reflect the basic Josephson effects. In this paper, we theoretically examine a $$I_{rm c}R_{rm n}$$ product and a Shapiro step in a heterotic SIS junction between conventional s-wave and iron-pnictide superconductors as a typical example of Josephson junctions with multiple tunneling channels. Then, we show that they are good probe to identify the pairing symmetry of the iron-pnictide superconductors.

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