量子自旋霍尔绝缘体中 Edelstein 效应导致的巨自旋劈裂与 $0-\pi$ 约瑟夫森转变
介观与纳米尺度物理
2017-06-13 v2
摘要
量子自旋霍尔绝缘体（QSHIs）与超导体（Ss）的混合结构为访问无耗散拓扑物质态提供了独特的机会，然而这常常因缺乏对 QSHIs 中自旋极化的控制而受阻。我们提出了一种基于超导 QSHI 结构中磁电（Edelstein）效应的非常高效的自旋极化机制。其作用类似于外磁场中的塞曼劈裂，但有效 因子约为 1000，从而产生前所未有的自旋劈裂效应。它允许在不破坏超导性的情况下对 QSHI/S 混合结构进行磁控制。作为一个例子，我们展示了在射频超导量子干涉装置（ 为磁通量子）中，约瑟夫森电流从 周期振荡到 周期振荡的反复交叉。所预测的周期减半是 约瑟夫森转变的一个显著表现，在转变点具有超谐波 周期的电流-相位关系。这种可控的 转变可能为无耗散自旋电子学和工程化磁通量子比特提供新的前景。
引用
@article{arxiv.1703.05972,
title = {Giant spin splitting and $0 - \pi$ Josephson transitions from the Edelstein effect in quantum spin-Hall insulators},
author = {G. Tkachov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.05972},
year = {2017}
}
备注
5 pages, 4 figures