據悉，零偏壓電導峰是一系列隧穿效應的關鍵信號，包括Majorana束縛態、Andreev束縛態以及無反射隧穿效應等。盡管這些效應的內容有所不同，但它們所表現出來的零偏壓電導峰卻具有相同的微觀物理起源，即在零能處發生瞭相位相幹的Andreev反射。另一方面，自旋軌道耦合已經成為凝聚態物理領域近期許多重大發現（從新奇的自旋電子學器件到各種拓撲量子物相）的基石。
那麼在零偏壓電導峰表征的相位相幹Andreev過程中，自旋軌道耦合是否也會產生重要的影響呢？這是超導自旋輸運研究的一個重要科學問題。
研究團隊構建瞭由超導體鈮（Nb）和鈣鈦礦氧化物異質結鋁酸鑭/鈦酸鍶（LaAlO3/SrTiO3）組成的超導復合結構。其中LaAlO3/SrTiO3界面存在二維電子系統，且界面的Rashba自旋軌道耦合隨柵壓呈非單調變化。同時，結合隧穿實驗和理論計算，該研究團隊發現根據超導體和二維電子系統之間耦合強度的不同，自旋軌道耦合可以有效地調控量子相位相幹或者Andreev反射幾率，進而調節隧穿譜中的零偏壓電導峰強度。
圖示：（a）Nb/LaAlO3/SrTiO3的器件示意圖。其中LaAlO3/SrTiO3界面的二維電子系統存在柵壓可調的Rashba自旋軌道耦合。
（b）不同柵壓下的歸一化隧穿譜。
這一研究不僅發現瞭非平庸的超導自旋輸運現象，也為在柵壓控制的超導復合結構中實現拓撲超導提供瞭新思路。
該成果於近日在國際知名期刊《Phys. Rev. Lett.》上發表。中國科大合肥微尺度物質科學國傢研究中心/物理系博士生郭林海和我校已畢業博士嚴躍冬為文章共同第一作者，曾長淦教授和李牮教授為通訊作者。上述研究工作得到瞭國傢自然科學基金委、科技部、中科院以及安徽省的資助。
文章鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.057701
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