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巨大的异常 Josephson 效应作为拓扑绝缘体自旋纹理的探针

超导电性 2026-01-29 v1

摘要

拓扑绝缘体的表面态特征为旋角自旋动量锁定。当这些态作为两个超导体之间的弱链时,其自旋纹理会导致异常 Josephson 效应,即在电流相位关系中产生 φ0\varphi_0 位移。在本工作中,我们探讨了弱链由 HgTe 纳米线构成的 Josephson 效应。我们观察到异常的 φ0\varphi_0 位移,这可归因于 HgTe 表面态具有单个费米轮廓。此外,通过改变平面磁场的取向,我们获得关于动量空间中自旋纹理的信息。特别是,我们发现自旋不完全垂直于动量,而显示出约 19 度的显著偏斜。我们的结果确立了异常 Josephson 效应作为探测奇异 2D 系统自旋纹理的灵敏工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.20410,
  title  = {Giant anomalous Josephson effect as a probe of spin texture in topological insulators},
  author = {Niklas Hüttner and Andreas Costa and Leandro Tosi and Michael Barth and Wolfgang Himmler and Dmitriy A. Kozlov and Leonid Golub and Nikolay N. Mikhailov and Klaus Richter and Dieter Weiss and Christoph Strunk and Nicola Paradiso},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.20410},
  year   = {2026}
}

备注

25 pages, 18 figures