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Tunable-φ Josephson junction with a quantum anomalous Hall insulator

机译：具有量子异常霍尔绝缘体的可调谐φJosephson结

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We theoretically study the Josephson current in a superconductor/quantum anomalous Hall insulator/superconductor junction by using the lattice Green function technique. When an in-plane external Zeeman field is applied to the quantum anomalous Hall insulator, the Josephson current J flows without a phase difference across the junction 0. The phase shift φ appearing in the current-phase relationship J α sin(θ — φ) is proportional to the amplitude of Zeeman fields and depends on the direction of Zeeman fields. A phenomenological analysis of the Andreev reflection processes explains the physical origin of φ. In a quantum anomalous Hall insulator, time-reversal symmetry and mirror-reflection symmetry are broken simultaneously. However, magnetic mirror-reflection symmetry is preserved. Such characteristic symmetry properties enable us to have a tunable φ junction with a quantum Hall insulator.
机译：我们使用格格林函数技术从理论上研究了超导体/量子异常霍尔绝缘体/超导体结中的约瑟夫森电流。当将平面外部塞曼场施加到量子异常霍尔绝缘子上时，约瑟夫森电流J无相位差地流过结0。在电流-相位关系Jαsin（θ—φ）中出现相移与塞曼场的振幅成正比，并取决于塞曼场的方向。对安德列夫反射过程的现象学分析解释了φ的物理起源。在量子异常霍尔绝缘体中，时间反转对称和镜面反射对称同时被破坏。但是，保持了磁镜反射对称性。这种对称的特性使我们能够与量子霍尔绝缘体形成可调谐的φ结。

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  • 来源
    《Physical review》 |2017年第22期|224514.1-224514.9|共9页
  • 作者

    Keimei Sakurai; Satoshi Ikegaya; Yasuhiro Asano;

  • 作者单位

    Department of Applied Physics, Hokkaido University, Sapporo 060-8628, Japan;

    Department of Applied Physics, Hokkaido University, Sapporo 060-8628, Japan;

    Department of Applied Physics, Hokkaido University, Sapporo 060-8628, Japan,Center for Topological Science and Technology, Hokkaido University, Sapporo 060-8628, Japan,Moscow Institute of Physics and Technology, 141700 Dolgoprudny, Russia;

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