ابرجریان اسپین قطبیدۀ هم‌ صفحه در یک اتصال توپولوژیک جوزفسون

در این تحقیق، ما یک اتصال توپولوژیک جوزفسون تشکیل شده از ابررسانای عادی و فرومغناطیس بر روی سطح یک عایق توپولوژیک سه بعدی را در نظر گرفتیم و از سازوکار بوگولیوبوف- دوژن استفاده کردیم. اگر مغناطش ناحیۀ فرومغناطیسی به صورت هم‌صفحه اعمال شود و مولفۀ عمود بر فصل مشترک فرومغناطیس-ابررسانا داشته باشد، بر روی حالت‌های مقید آندریو اثر گذاشته و با تشکیل یک ناحیۀ آندریو سبب کاهش ابرجریان شارش پیدا کرده در اتصال می‌شود. همچنین، مغناطش هم‌صفحه سبب تغییر آرایش اسپینی حالت‌های هم‌صفحه نیز می‌شود و این تغییر موجب می‌شود تا ابرجریان شارش پیدا کرده در اتصال اسپین قطبیده شود. از آنجایی که حالت‌های دیراک عایق توپولوژیک برهم‌کنش بسیار قوی اسپین-مدار دارند، این اسپین قطبیدگی در صفحۀ اتصال رخ خواهد داد. علاوه‌بر‌آن، ابر جریان اسپین-قطبیده در m_x~∆_0⁄2 به بیشینه مقدار خود می‌رسد. در نهایت، اگر مغناطش مولفۀ موازی با فصل مشترک داشته باشد، ابرجریان غیرعادی خواهیم داشت که حتی در غیاب اختلاف فاز ابررسانایی شارش خواهد یافت. تولید ابرجریان اسپین-قطبیده به دلیل این که فاقد اتلاف انرژی است از نقطه نظر کاربردی بسیار حائز اهمیت است و می‌تواند در طراحی دستگاه‌های اسپینترونیکی مورد استفاده قرار گیرد.