Amplitude control of spin-triplet supercurrent in S/F/S Josephson junctions
用传统的s波超导体制成的并包含多层铁磁材料的约瑟夫森结可以在存在某些类型的磁不均匀性的情况下携带自旋三重态超导电流。在含有三个铁磁层的结中,预测三重态超电流在相邻层的磁化方向正交时最大,而在任何两个相邻层的磁化方向平行时为零。在这里,我们展示了在这样的结的自旋三重态超电流的开关控制,通过旋转90 $^{\circ}$的三层之一的磁化方向。我们获得的“开-关”的比率为5,7,和19的超电流在三个样品研究到目前为止。这些观测结果直接证实了该理论最突出的预言之一,并为自旋三重态约瑟夫森结在新兴的“超导自旋电子学”领域的应用铺平了道路。"
2015-10-07 cond-mat.supr-con
Spin-sensitive Long-ranged Proximity Effect for Triplet Superconductors
非中心对称超导体(例如CePt $_3$ Si)和手征超导体(例如Sr $_2$ RuO $_4$)的发现需要实验方法来识别自旋三重态配对的存在。在这里,我们展示了一种方法,实现这一点在一个有吸引力的简单的方式:自旋敏感的邻近效应的铁磁$\mid$三重态超导双层。它示出了如何可以使用的字段的方向来明确区分不同的自旋三重态。此外,与传统的S $\mid$ F结相比,尽管存在交换场,甚至没有任何磁不均匀性,邻近效应仍变得长程。我们的研究结果可以通过STM光谱验证,并可能是有用的工具来表征非常规超导材料中的配对状态。
2010-09-15 cond-mat.supr-con
Spontaneous spin accumulation in singlet-triplet Josephson junctions
本文研究了单重态和三重态超导体之间的约瑟夫森结中的Andreev束缚态。由于配对自旋对称性的不匹配,自旋向上和自旋向下的准粒子的能量通常是不同的。这导致自旋布居的不平衡和平衡结处的净自旋积累。这种效应可以使用局部磁场的探针来检测,例如扫描SQUID、Hall和Kerr探针。这可能有助于识别$\rm(TMTSF)_2X$、$\rm Sr_2RuO_4$和氧磷酯中潜在的三联体配对。
2009-02-27 cond-mat.supr-con
Anomalous charge transport in mesoscopic triplet superconductor junctions
基于Keldysh-Nambu准经典格林函数理论,研究了扩散正常金属/三重态超导体(DN/TS)结的电荷输运性质.与传统的单重态超导结的情况相反,在TS的界面处的中间带隙Andreev共振态(MARS)被示出为增强DN中的邻近效应。% DN/TS结的总电阻急剧降低,并且在极端情况下与DN的电阻完全无关。这种反常输运伴随着电导谱中的巨大零偏压峰和DN区局域态密度的零能峰。这些显著的特征表明了三重态超导结所特有的邻近效应的存在。
2004-04-19 cond-mat.supr-con
Resonant proximity effect in normal metal / diffusive ferromagnet / superconductor junctions
通过求解Usadel方程和广义边界条件,研究了正常金属/绝缘体/扩散铁磁体/绝缘体/ $s$ -和d-波超导体(N/I/DF/I/S)结中不同区域的共振邻近效应.结果表明,起源于DF层中的交换场的共振邻近效应强烈地改变了隧穿电导和态密度。
2005-10-25 cond-mat.supr-con
Signature of proximity induced triplet superconductivity in junctions made of the doped topological insulator $\rm Bi_2Se_3$ and the s-wave superconductor NbN
掺杂拓扑绝缘体$\rm Bi_2Se_3$和s波超导体NbN的薄膜结和双层被发现表现出具有突出的零偏置和相干峰的电导谱。不同的隧道模型与不同的对电位都未能符合我们的数据,除了三重$p_x+ip_y$对电位,打破了时间反演对称性,但产生了相当不错的拟合。这提供了证据的邻近诱导三重态超导性的$\rm Bi_2Se_3$层与NbN膜的界面附近。
2013-10-07 cond-mat.supr-con
Superharmonic long-range triplet current in a diffusive Josephson junction
本文研究了扩散状态下通过长铁磁双层膜的约瑟夫森电流。对于非共线磁化,我们发现,电流相位关系是由它的二次谐波,这对应于两个三重态电子对的长程相干传播占主导地位。
2013-03-05 cond-mat.supr-con
Josephson effect and spin-triplet pairing correlations in SF1F2S junctions
本文从理论上研究了由两个具有透明界面的金属单畴铁磁体(F1和F2)连接的常规超导体(S)组成的平面SF_1F_2S结中的约瑟夫森效应和配对关联。我们得到自旋单重态和三重态对振幅和约瑟夫森电流相位关系的任意取向的磁化使用Eilenberger方程的自洽解决方案在清洁的限制和一个温和的无序铁磁体。我们发现,长程自旋三重态关联不能占上风,在对称的结具有相等的铁磁层。令人惊讶的是,长程自旋三重态相关给出了占主导地位的二次谐波的约瑟夫森电流相位关系的高度不对称的SF 1F 2S结。这种效应对铁磁体的层厚度和交换能的适度无序和变化是鲁棒的。
2011-07-12 cond-mat.supr-con
Triplet proximity effect and odd-frequency pairing in graphene
通过自洽求解蜂窝晶格上的Bogoliubov-de Gennes方程,研究了石墨烯中邻近诱导超导性和铁磁性之间的相互作用。我们发现,一个强大的三重态邻近效应产生的石墨烯,导致奇频配对相关。这些奇频相关性在石墨烯片的局域态密度中清楚地表现出来,这可以通过STM测量来探测。受最近S $\mid$ N $\mid$ S石墨烯约瑟夫森结实验的启发,我们还研究了由于邻近效应在正常区域形成的Andreev束缚态的光谱。我们的结果可能是有用的解释光谱数据,也可以作为未来实验的指导方针。
2010-04-26 cond-mat.supr-con
Spin-polarized proximity effect in superconducting junctions
本文研究了在弹道和扩散两种情况下超导结中自旋相关的声子现象。对于弹道结,我们研究了铁磁/ $s$ -和d-波超导结和二维电子气/s-波超导结与Rashba自旋轨道耦合。结果表明,交换场总是抑制电导,而Rashba自旋轨道耦合则增强电导.在文章的后半部分,我们研究了扩散铁磁/绝缘体/ $s$ -和d-波超导结,与通常认为的相反,交换场可以增强邻近效应.结果表明,源于交换场的共振邻近效应强烈影响隧道电导和态密度。
2006-03-07 cond-mat.supr-con
Origin of Hysteresis in a Proximity Josephson Junction
通过直接测量正常金属中的电子温度,研究了低温下超导体-正常金属-超导体(S-N-S)结输运性质的滞后现象。我们的研究结果明确地表明,滞后的结果从正常的金属电子温度的增加,一旦结切换到电阻状态。在我们的几何中,电子温度的增加是由结的超导电极的热阻。
2008-08-25 cond-mat.supr-con
Signature of the long range triplet proximity effect in the density of states
研究了长程自旋三重态邻近效应对平面SF 1F 2S约瑟夫森结中态密度的影响。该结由两个具有透明界面的金属单畴铁磁体(F1和F2)连接而成。我们确定的F层中的电子DOS和约瑟夫森电流的任意取向的磁化使用Eilenberger方程的解决方案,在清洁的限制,并为一个温和的无序铁磁体。我们发现,在具有正交磁化方向的高度非对称双层铁磁约瑟夫森结中,可以产生充分发展的长程邻近效应。这种效应表现为DOS的增强,以及约瑟夫森电流-相位关系中占主导地位的二次谐波。铁磁体中的DOS随磁化之间的角度的显著变化是通过隧道光谱实验观察到的。这可以提供一个明确的签名的远程自旋三重态邻近效应。
2011-12-19 cond-mat.supr-con
0-$π$ transition in magnetic triplet superconductor Josephson junctions
本文研究了由两个任意等自旋配对幺正三重态超导体和一个铁磁隧穿势垒组成的约瑟夫森结。利用微扰理论,我们展示了如何与隧穿三重态库珀对的自旋势垒矩的相互作用可以扭转约瑟夫森电荷电流的符号。这也导致约瑟夫森自旋电流,其中包含由于在势垒处的反射过程而产生的相位无关贡献。我们验证我们的分析预测使用非微扰Bogoliubov-de Gennes方法。
2009-09-22 cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect at superconductor-ferromagnet interfaces: Evidence for induced triplet pairing in the superconductor
在超导体-铁磁体(S-F)界面的铁磁侧存在邻近诱导三重态超导性的相当多的证据;然而,超导体侧的相应效应几乎没有得到解决。我们对NbN超导薄膜与半金属铁磁体La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3(LCMO)的磁场场耦合进行了扫描隧道谱测量。我们已经发现,在零和低施加磁场的NbN上的隧道光谱通常显示出一个异常的间隙结构与抑制相干峰,在某些情况下,零偏压电导峰。随着磁场增加到LCMO的磁饱和,其中磁化是均匀的,光谱变得更加BCS样和临界温度的NbN增加,这意味着减少邻近效应。因此,我们的研究结果表明,三重配对的相关性也诱导在S侧的S-F双层。
2015-08-05 cond-mat.supr-con
Enhanced spin-triplet pairing in magnetic junctions with s-wave superconductors
超导自旋电子学、马约拉纳费米子和拓扑保护量子计算的一条共同途径依赖于自旋三重态超导性。虽然自然发生的自旋三重态配对是难以捉摸的,甚至常见的自旋三重态候选者,如Sr $_2$ RuO $_4$,支持替代解释,异质结构中的邻近效应可以克服这些限制。磁性结中的自旋三重态超导性依赖于高自旋极化的磁体或复杂的磁性多层膜。相反,我们预测,界面自旋轨道耦合和势垒强度的相互作用,在简单的磁性结,只有一个小的自旋极化和s波超导体,可以导致几乎完整的自旋三重态超导邻近效应。这种特殊的行为源于一种有效的完美透明性:界面自旋-轨道耦合抵消了给定自旋和波矢状态的本征势垒。我们发现,增强的自旋三重态制度的特点是电导磁各向异性的巨大增加,数量级大于正常状态。
2019-04-24 cond-mat.supr-con
Giant Triplet Proximity Effect in $π$-biased Josephson Junctions with Spin-Orbit Coupling
在扩散约瑟夫森结中,超导体之间的相位差$ϕ$强烈地影响着分离它们的层的光谱特征。直到最近才有实验报道了对均匀小间隙及其相位调制的观测,证明了与迄今为止的理论预测一致--在$ϕ=π$处消失的小间隙。值得注意的是,我们发现,在存在固有的自旋-轨道耦合的一个巨大的邻近效应,由于自旋三重态库珀对可以在$ϕ=π$开发,在完全相反的抑制邻近效应没有自旋-轨道耦合。在这里,我们报告了这种效果的数值和分析相结合的研究,证明其存在完全基于对称性参数,这使得它独立于实验中使用的具体参数。我们表明,三重态的光谱签名是存在于整个铁磁层。我们的发现为人工创造、控制和分离自旋三重态超导性提供了一种新的方法。
2015-06-19 cond-mat.supr-con
Scattering of quasiparticle of spin-triplet pairs in diffusive superconductor-ferromagnetic nanowire-superconductor junction
我们分析了超导/铁磁体纳米结构的邻近效应,指出自旋三重态对的准粒子被局域磁矩散射,导致在超导体的超导转变温度以下出现大的电阻峰。随着磁场的增加,电阻峰的温度和幅度都降低,这与[Nature Phys.6,389(2010)]中报道的实验结果非常一致。
2011-03-11 cond-mat.supr-con
Tuning of Magnetic Activity in Spin-Filter Josephson Junctions Towards Spin-Triplet Transport
在过去的几十年里,超导体-铁磁体界面的研究引起了人们极大的兴趣,导致在约瑟夫森结中观察到自旋对准的三重态超电流和0-π跃迁,其中两个超导体被巡回铁磁体分开。最近,自旋过滤器约瑟夫森结与铁磁势垒已显示出独特的输运特性,当与标准的金属铁磁结相比,由于本质上的非耗散性质的隧穿过程。在这里,我们提出了第一个广泛的表征自旋极化约瑟夫森结下降到0.3 K,和第一个证据的不完整的0 π过渡高度自旋极化隧道铁磁结。实验数据是一致的,随着势垒厚度的增加,磁活动的逐步增强,整齐地捕获的最简单的理论方法,包括一个不均匀的交换场。对于非常长的结,非常规的磁性活动的障碍点的存在下,自旋三重态的相关性。
2019-02-01 cond-mat.supr-con
Long range proximity effect in La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO)/(100)YBa2Cu3O7-delta (YBCO) ferromagnet/superconductor bilayers: Evidence for induced triplet superconductivity in the ferromagnet
对在超导(SC)(100)YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)上外延生长的半金属铁磁La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3(LCMO))双层膜的扫描隧道谱测量表明,超导有序在LCMO中的长程穿透。这种反常的邻近效应表现在LCMO层上测量的隧道光谱中,作为间隙和零偏压电导峰。值得注意的是,这些邻近诱导的光谱特征观察到的双层LCMO厚度高达30 nm,一个数量级大于预期的铁磁相干长度在LCMO。我们认为,这种长程邻近效应可以解释为在LCMO侧的双层由于在界面或畴壁的磁不均匀性的自旋三重态配对的形成。讨论了诱导序参量的可能对称性。
2010-10-03 cond-mat.supr-con
Theory of tunneling conductance for normal metal/insulator/triplet superconductor junctions
从理论上研究了正常金属/绝缘体/三重态超导结的隧穿电导谱。作为三重配对态,我们选择了几种类型的对称性,这是有希望的候选人的超导态在UPt $_{3}$和Sr $_{2}$ RuO $_{4}$。计算的电导谱对结的取向敏感,反映了对态的各向异性。它们显示出零偏压电导峰或间隙状结构,这取决于结的取向。剩余态密度的存在,特有的非幺正态,示出有显着的影响电导谱的性质。本文的结果为实验测定UPt $_{3}$和Sr $_{2}$ RuO $_{4}$中对势的对称性提供了指导。
1998-07-14 cond-mat.supr-con
Triplet supercurrent due to spin-active zones in a Josephson junction
最近的实验证明三重态超导在铁磁约瑟夫森结与铜$_2$ MnAl-Heusler障碍的动机,我们构建了一个理论模型占这一观察。在我们的模型中,产生三重态超电流的关键成分是\textit{spin-active zones},其特征在于有效的倾斜界面磁矩。利用数值解的准经典方程的超导自旋活动的边界条件,我们发现定性非常好的协议与实验观察到的超电流。进一步的实验影响的自旋活性区进行了讨论。
2010-07-08 cond-mat.supr-con
Magnetic-field-orientation-dependent triplet supercurrents in Josephson junctions with symmetric and asymmetric exchange-spring interfaces
具有s波超导体(S)和多个铁磁(F)层的约瑟夫森结在存在磁不均匀自旋混合器界面的情况下携带自旋三重态超电流。在这里,我们报告的磁性约瑟夫森结交换弹簧和双交换弹簧(“自旋混合器”)的Co/Py接口。在Co/Py界面处,交换耦合相对于Py的磁各向异性是强的,并且因此,取决于外部磁场的方向和大小,在Py中形成非共线磁结构,从而产生用于单重态到三重态对转换的必要的磁不均匀性。我们通过Py检测到超电流,厚度超过10 nm,这是远远大于单重态对相干长度,这表明磁可调三重态超电流的传播。
2019-07-19 cond-mat.supr-con
Resonant propagation of fluxons in corner junctions with triplet pairing symmetry
给出了非常规三重态超导体和s波超导体构成的阻挫约瑟夫森结中I-V特性的数值解,并描述了磁通子的运动.在顺列几何和长长度限制中,移动整数通量与绑定分数通量相互作用,但不能改变其位置或极性。我们观察到不同模式的多通量传播。在小长度的限制下,移动通量是静态情况下存在的稳定解的组合,并且在I-V图中引入了额外的步骤。
2002-08-25 cond-mat.supr-con
The Current-Phase Relation of Ferromagnetic Josephson Junction Between Triplet Superconductors
研究了由自旋三重态超导体(T)、弱铁磁金属(F)和铁磁绝缘界面组成的$\rm{T_1 F T_2}$结的约瑟夫森效应。考虑两种类型的三重态序参量; $(k_x +ik_y)\hat{z}$和$k_x \hat{x}+k_y\hat{y}$。我们计算的弹道极限的电流密度,通过使用广义准经典的形式主义发展到考虑到多层铁磁结的干扰效应。详细讨论了超导体d矢量的取向和铁磁隧穿势垒的磁化强度对电流-相位关系的影响。导出了反常约瑟夫森效应的一般条件。
2017-08-31 cond-mat.supr-con
Magnetic screening in proximity effect Josephson-junction arrays
在邻近效应约瑟夫森结阵列(JJAs)上测量的薄层电感的磁场调制随着温度的降低逐渐消失,导致低温场无关响应。这种行为与晶格参数以下的二维穿透长度的减小是一致的。低温数据进行定量比较与理论预测的基础上的XY模型在没有热波动。结果表明,XY模型对JJA的描述是不完整的,系统被置于远超过弱屏蔽极限的位置,而弱屏蔽极限通常是为了调用描述经典约瑟夫森结阵列的阻挫XY模型而假设的。
2009-04-14 cond-mat.supr-con
Josephson effects in the spin-triplet superconductor/altermagnet/spin-triplet superconductor junctions: the detection of the intrinsic $\bf{d}$-vector
School of Science, Qingdao University of Technology(青岛理工大学理学院);International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院量子材料科学中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
利用格林函数方法研究自旋三重态超导体结中的约瑟夫森效应,发现其电流相位差关系依赖于自旋三重态超导体中\(\bf{d}\)矢量方向和交变磁体取向角,可实现\(0\)-\(\pi\)转变,能检测\(\bf{d}\)矢量。
2026-07-07 cond-mat.supr-con
Proximity Effect and Multiple Andreev Reflections in Diffusive SNS Junctions
本文提出了扩散超导体-正常金属-超导体结的电流-电压特性理论。通过求解与时间相关的Usadel方程,我们能够描述任意长度的正常导线的相位相干输运。我们展示了邻近效应和多个Andreev反射之间的相互作用如何产生一个丰富的子间隙结构的电导和它是如何揭示在非平衡分布函数。
2005-07-11 cond-mat.supr-con
Spin-Singlet and Spin-Triplet Josephson Junctions for Cryogenic Memory
Michigan State University(密歇根州立大学);Univ. Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学)
针对超导计算缺乏兼容低功耗高密度存储的问题,对比了基于铁磁层约瑟夫森结的自旋单态与自旋三重态两类低温存储器件的结构、性能及制造适配性差异。
2019-10-02 cond-mat.supr-con
Spin Triplet Supercurrent in Co/Ni Multilayer Josephson Junctions with Perpendicular Anisotropy
我们测量了S/F '/F/F'/S型约瑟夫森结中的自旋三重态超电流,其中S是超导Nb,F'是具有面内磁化的薄Ni层,F是具有面外磁化的Ni/[Co/Ni]n多层膜。这些结中的超电流随F层厚度衰减非常缓慢,并且比不包含两个F'层的类似结中的超电流大得多。这两个特征是自旋三重态超电流的特征签名,其通过F和F'层中的磁化的正交性而最大化。磁性测量证实了Co/Ni多层膜的面外各向异性。这些样品在制备状态下具有优化的临界电流,这将有助于未来的应用。
2012-08-15 cond-mat.supr-con
Origin and control of spin currents in a magnetic triplet Josephson junction
我们研究了具有磁激活隧穿势垒的三重态超导结模型中约瑟夫森自旋电流的出现。我们发现三种不同的机制产生的自旋电流,我们提供了一个详细的讨论的对称性和物理起源的每一个。通过结合这三种基本机制,我们发现有可能对自旋流进行精细控制。特别是,我们表明,与电荷电流,自旋电流的势垒两侧不需要是相同的。
2008-05-20 cond-mat.supr-con
Self-consistent evaluation of proximity and inverse proximity effects with pair-breaking in diffusive SN junctions
本文通过Usadel方程自洽计算扩散性SN结中自旋翻转对破缺对态密度和零偏置电导的影响,并与4Hb-TaS2实验观测的指数上升行为进行对比。
2024-05-24 cond-mat.supr-con
Interplay of ferromagnetism and triplet superconductivity in a Josephson junction
本文推广了我们以前对三重态超导体-铁磁体-三重态超导体(TFT)结中的新型约瑟夫森效应的分析[B. Kastening \emph{et al.},物理修订版Lett. { \bf{96} },047009(2006)]。在我们的TFT结的更一般的配方,我们允许潜在的散射在障碍和任意取向的铁磁矩。几个新的影响被发现后,列入这些额外的条款:例如,我们发现,约瑟夫森电流可以流动,即使有消失的相位差的超导凝聚体两侧的障碍。的临界电流与磁化平行的界面的势垒计算作为一个函数的结参数,并发现显示强大的非解析性。此外,约瑟夫森电流开关首先确定在我们以前的工作中被发现是强大的功能的结,而非常规的温度依赖性的电流是非常敏感的额外的项在势垒哈密顿。
2007-09-19 cond-mat.supr-con
Evidence for triplet superconductivity in Josephson junctions with ferromagnetic Cu$_{2}$MnAl-Heusler barriers
本文研究了由Heusler化合物Cu $_2$ MnAl制备的势垒约瑟夫森结。在制备状态下,Cu $_2$ MnAl层是非铁磁性的,并且临界约瑟夫森电流密度$j_{c}$随着Heusler层$d_{F}$的厚度呈指数下降。在240 \degree C退火的结的Heusler层开发铁磁秩序,我们观察到的依赖性($j_{c}(d_{F}$)与$j_{c}$强烈增强和弱的厚度依赖于在厚度范围7.0 nm <$d_{F}$ <10.6 nm。我们把这一特点归因于三重态成分的超导配对功能所产生的特定的磁化曲线内薄Cu $_2$ MnAl层。
2010-03-10 cond-mat.supr-con
Anomalous inverse proximity effect in unconventional-superconductor junctions
我们研究了由于非常规配对产生的Andreev束缚态对铁磁/超导结的逆邻近效应的影响。利用准经典Eilenberger理论,我们得到了穿透到超导体中的磁化强度。我们表明,在一个很宽的参数范围内的诱导磁化的方向是由两个因素:是否Andreev束缚态存在于结界面和自旋混合角的符号。特别地,当界面处出现Andreev束缚态时,感生磁化的方向与没有Andreev束缚态时相反。我们还澄清了条件下出现的反转感生磁化。应用这种新的效应有助于区分超导体的配对对称性。
2020-12-10 cond-mat.supr-con
Electrodynamics of Josephson junctions containing strong ferromagnets
在多层铁磁约瑟夫森结中,与单重态相比,三重态超导电流可以穿透更厚的铁磁势垒。虽然这些结的静态特性已被广泛研究,动态特性仍然在很大程度上未被探索。在这里,我们报告了一个全面的电动力学特性的多层铁磁约瑟夫森结组成的Co和Ho。通过测量温度依赖的电流-电压特性和开关电流分布下降到0.3 K,我们表明,与三重态超电流的结的相位动力学表现出长(在接近方面)的结行为和适度阻尼动力学与重整化电容和电阻。这种非常规的行为可能提供了一种不同的方式来动态检测三胞胎。我们的结果表明,新的理论模型需要充分理解的相位动力学的三重态约瑟夫森结的超导自旋电子学的应用。
2018-09-10 cond-mat.supr-con
Transport Properties in Ferromagnetic Josephson Junction between Triplet Superconductors
利用准经典Eilenberger方程研究了具有自旋三重态对对称性的弹道超导体-铁磁体-超导体结中的电荷和自旋约瑟夫森电流。超导体的能隙矢量与铁磁层的磁化强度成任意的相对角度。阐明了铁磁层厚度和磁化强度对约瑟夫森电荷和自旋电流的影响。我们发现,除了交换场与d矢量近似垂直的情况外,0-π跃迁都可以发生。我们还展示了如何自旋电流流动,由于交换场和d-矢量之间的取向不良。
2010-12-01 cond-mat.supr-con
Long-range spin-triplet proximity effect in Josephson junctions with multilayered ferromagnets
本文研究了SF '(AF)F'S和SF'(F)F'S平面结中的邻近效应,其中S是干净的常规(s波)超导体,而F'和中间层是干净的或中等扩散的铁磁体。中间层由两个相等的铁磁体组成,其具有与相邻F'层中的磁化不共线的反平行(AF)或平行(F)磁化。我们使用完全自洽的数值解的Eilenberger方程计算超导对的振幅和约瑟夫森电流为任意厚度的铁磁层和面内磁化之间的角度。对于铁磁体中的中度无序,AF和F结构的三重态邻近效应实际上是相同的,就像脏极限一样。对于$d'\approx\hbar v_F/2h'$,三重态约瑟夫森电流占主导地位,其中$d'$是F'层厚度,$h'$是交换能。我们的结果与最近的实验观察定性一致[T. S. Khaire,M. A. Khasawneh,W. P. Pratt和N. O. Birge,Phys. Rev. Lett. \textbf{104},137002(2010)]。
2010-07-17 cond-mat.supr-con
Coexistence of a triplet nodal order-parameter and a singlet order-parameter at the interfaces of ferromagnet-superconductor Co/CoO/In junctions
我们提出了微分电导测量钴/钴氧化物/铟平面结,500 nm × 500 nm的大小。结跨越很宽的势垒范围,从非常低的势垒到隧道势垒。所有结的特征电导在低偏压下均呈现V型结构,而不是S波序参量的U型特征。对于所有的结,电导峰的偏置都大于铟的带隙。这两种性质都排除了纯粹的s波配对。该数据很好地拟合的模型,假设S波单重态和等自旋P波三重态流体的共存。我们发现,s-波和p-波间隙的值遵循BCS温度依赖性和s-波流体的振幅增加的势垒强度。
2011-07-12 cond-mat.supr-con
Triplet proximity effect in superconducting heterostructures with a half-metallic layer
本文提出了描述半金属层异质结构中超导邻近效应的Usadel理论。结果表明,半金属内部的全自旋极化引起了超导体(S)-铁磁体(F)-半金属(HM)三层中的巨三重态自旋阀效应,以及S/F/HM/F/S系统中的$φ_0$结的形成.此外,我们考虑了原子厚度的S/F/HM三层膜的精确可解模型,并证明了它再现了Usadel方法中发现的自旋阀效应的主要特征。我们的结果与最近关于${\rm MoGe/Cu/Ni/CrO_2}$杂化材料中自旋阀效应的实验数据定性一致[A. Singh等人,Rev. X 5,021019(2015)]。
2015-07-09 cond-mat.supr-con
Charge pumping due to triplet vector chirality in ferromagnet/triplet superconductor junctions
我们研究了铁磁体/三重态超导体结中的电荷泵,其中铁磁体的磁化是不均匀的和动态的。结果表明,局域自旋与三重态矢量自旋手征耦合,产生电荷流,矢量自旋手征由三重态库珀对矢量形成。讨论了电荷泵的物理机制。
2011-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson Effect and Triplet--Singlet Ratio of Non--centrosymmetric Superconductors
通过求解Bogoliubov-de-Gennes方程,计算了非对称二维约瑟夫森结的Andreev束缚态和相应的约瑟夫森电流.该结由一个非中心对称超导体(NCS)分离的隧道势垒与传统的s波超导体的可变高度。除了一侧NCS中的反对称自旋轨道耦合之外,这种不对称结在界面处产生Rashba自旋轨道耦合。我们探索丰富的参数空间,并恢复各种极限情况下,如s波/p波结和不对称的s波结。此外,我们报告了从0-结到pi/2-结的过渡,随着NCS的三重态-单重态配对比率的增加,这作为一种新的机制来确定各种NCS中的未知比率。
2013-12-23 cond-mat.supr-con
Proximity Effect and Josephson Coupling in the SO(5) Theory of High-Tc Superconductivity
本文用最近发展的高温超导SO(5)有效理论研究了超导/反铁磁/超导(S-A-S)三明治结构中的邻近效应耦合。我们发现,对于窄结,A区的行为类似于强超导体,并且存在一个临界结厚度,它取决于有效SO(5)耦合常数和结两端的相位差,在该临界结厚度处,A区经历Freedericksz型转变,成为介于超导体和反铁磁体之间的状态。对于厚结,电流-相位关系是正弦的,如在标准S-N-S和S-I-S结中,但对于薄结,它在Freedericksz点处显示斜率的急剧突变。
1997-07-03 cond-mat.supr-con
Charge and spin supercurrents in triplet superconductor--ferromagnet--singlet superconductor Josephson junctions
本文研究了三重态超导体-铁磁体-单重态超导体结中的约瑟夫森效应。我们表明,隧道库珀对与界面磁化的相互作用可以允许约瑟夫森电流在隧道哈密顿微扰理论的最低阶。要做到这一点,必须满足两个条件:铁磁体的磁化强度有一个平行于三重态超导体的${\bf d}$矢量的分量,以及超导体的间隙相对于界面动量具有相同的宇称。由此产生的充电电流显示非常规依赖于磁矩和相位差的方向。这伴随着三重态超导体中的相位相关的自旋电流,而相位无关的自旋电流总是存在。隧道微扰理论的预测证实了使用数值格林函数方法。一维结的分析处理表明,我们的结论是强大的远离隧穿制度,并揭示了非常规约瑟夫森效应在临界电流的签名。
2013-08-21 cond-mat.supr-con
Tunneling conductance in normal metal - triplet superconductor junction
我们利用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)公式计算了正常金属/绝缘体/三重态超导体的隧穿电导谱。对于三重态超导体,我们假设一个特殊的p波序参量具有线节点,两个二维$f$波序参量具有线节点,破坏了时间反演对称性。我们还研究了无节点的配对潜力。隧穿峰是由于在离散的准粒子轨道角的每个表面取向的束缚态的形成。隧道谱可用于区分超导体Sr $_2$ RuO $_4$的可能的候选配对态。
2001-09-26 cond-mat.supr-con
Magnetometry with low resistance proximity Josephson junction
我们描述了一种基于Nb-Cu-Nb SNS弱连接的超导量子干涉邻近晶体管(Nb-SQUIPT)。的Nb-SQUIPT和SNS设备制造同时在两个单独的光刻和沉积步骤,依赖于Ar离子清洗的Nb接触表面。Nb-Cu界面的质量的特征在于通过测量SNS结的温度依赖的平衡临界超电流。在Nb-SQUIPT器件中,我们观察到在偏置电压的子带隙区域中的最大磁通-电流传递函数值约为55 nA/Φ_0。这导致功率耗散抑制到几fW。该器件可以实现低耗散SQUIPT,与基于Al-Cu-Al SNS结和Al隧道探针(Al-SQUIPT)的传统器件相比,提高了两个数量级。
2017-10-04 cond-mat.supr-con
Triplet superconductivity and proximity effect induced by Bloch and Néel domain walls
在超导体(SC)/铁磁体/SC异质结构中引入的非共线磁性界面允许自旋翻转过程,并且能够在铁磁区域内产生等自旋三重态配对相关。这导致了所谓的远程邻近效应的发生。非共线磁界面的具体例子包括布洛赫和内尔畴壁。在这里,我们提出的结果包含布洛赫和Néel域壁的基础上的自旋相关的Bogoliubov $-$德Gennes方程的自洽的解决方案,在干净的限制异质结构。特别是,我们调查的厚度依赖性的布洛赫和Néel域壁诱导自旋三重态配对的相关性,并与其他实验和理论结果,包括锥形磁性层作为非共线磁界面进行比较。它示出,布洛赫和内尔域壁导致产生的不相等的自旋自旋三重态配对的相关性相似的强度为锥形磁性层。然而,对于特定的异质结构的几何形状的调查,只有布洛赫域壁导致产生的等自旋自旋三重态配对相关。它们比由等效厚度的锥形磁层产生的磁层更强。为了使奈埃尔畴壁诱导等自旋自旋三重态配对关联,它们必须被定向,使得非共线出现在平行于界面区域的平面内。
2015-07-14 cond-mat.supr-con
Long-range triplet proximity effect in multiply connected ferromagnet-superconductor hybrids
应用线性化的Usadel方程,我们研究了多重连接的介观超导体/铁磁体(S/F)混合体中的超导电性成核问题,如在具有均匀面内磁化强度M和自旋激活S/F界面的铁磁体上的薄超导环.我们证明F中的交换场引起具有不同涡旋的超导态之间的切换,这可能会增加超导体在磁场中的临界温度(Tc)。我们研究的振荡之间的相互作用,在Tc由于小公园效应和振荡在Tc引起的交换场。此外,我们还分析了长程自旋三重态关联对不同涡度之间切换的影响。
2019-05-19 cond-mat.supr-con
Triplet contribution to the Josephson current in the nonequilibrium SFS junction
在铁磁层间电子态的非平衡自旋相关占据区域,对长s波超导体/弱铁磁体/s波超导体弱连接中的Josephson电流进行了理论研究.虽然在所考虑的非平衡条件下的标准超电流,载流态密度的单重态部分进行,实际上是不修改,额外的超电流流经载流态密度的三重态部分出现。取决于电压,控制夹层中自旋相关非平衡的特定形式,该附加电流可以增强或减小单重态分量的通常电流,并且还在$0$ -和$π$ -状态之间切换结。
2010-08-06 cond-mat.supr-con
Theory of the proximity effect in junctions with unconventional superconductors
本文在准经典格林函数的框架下,提出了扩散正常金属(DN)和非常规超导体之间的结中邻近效应的一般理论。考虑了超导体中符合泡利原理的各种可能的对称性:偶频自旋单重态偶宇称(ESE)态、偶频自旋三重态奇宇称(ETO)态、奇频自旋三重态偶宇称(OTE)态和奇频自旋单重态奇宇称(OSO)态。对于上述四种情况中的每一种,确定了DN中感生对振幅的对称性和谱特性。结果表明,DN中的电子对振幅分别属于ESE、OTE、OTE和ESE配对状态。
2006-12-31 cond-mat.supr-con
Theory of tunneling spectroscopy of normal metal/ferromagnet/spin-triplet superconductor junctions
本文采用扩展的Blonder-Tinkham-Klapwijk方法,研究了弹道正常金属/铁磁体/自旋三重态超导体结的隧穿电导,并以$c$轴取向的Au / SrRuO $_{3}$ / Sr $_{2}$ RuO $_{4}$结为模型.我们比较手性$p$波(CPW)和螺旋$p$波(HPW)对电位,结合铁磁体磁化方向平行和垂直于界面。对于固定的$θ_{M}$,其中$θ_{M}$是从$c$轴测量的铁磁体中的磁化方向,CPW和HPW的隧穿电导清楚地显示出不同的电压依赖性。发现$d$矢量垂直于磁化方向的情况(CPW与$θ_{M} = π/2$和HPW与$θ_{M} = 0$)是相同的。所得结果为确定自旋三重态超导体Sr $_{2}$ RuO $_{4}$的配对对称性提供了指导。
2018-06-25 cond-mat.supr-con
Spin-triplet supercurrent in Josephson junctions containing a synthetic antiferromagnet with perpendicular magnetic anisotropy
我们提出了测量的约瑟夫森结包含三个磁性层与非共线磁化。结的形式为$S/F^{\prime}/N/F/N/F^{\prime \prime}/S$,其中$S$是超导Nb,$F^\prime$是具有面内磁化的薄Ni或坡莫合金层,$N$是正常金属Cu,$F$是具有垂直于平面的磁化的合成反铁磁体(SAF),由薄Ru间隔物的任一侧上的Pd/Co多层组成,并且$F^{\prime \prime}$是具有面内磁化的薄Ni层。这些结中的超电流作为$F$层厚度的函数比不包含$F^\prime$和$F^{\prime \prime}$层的类似自旋单态结衰减得更慢。较慢的衰减是这些结中心部分的超导电流由自旋三重态对携带的主要特征。含有$F^{\prime}=$坡莫合金的结适合于未来的实验,其中临界电流的幅度或跨结的基态相位差通过改变$F^{\prime}$和$F^{\prime \prime}$层的磁化的相对取向来控制。
2017-10-19 cond-mat.supr-con
Proximity effect, quasiparticle transport, and local magnetic moment in ferromagnet-d-wave superconductor junctions
通过自洽求解推广的哈伯德模型中的Bogoliubov-de Gennes方程,研究了具有{110}取向界面的铁磁-d波超导结中的邻近效应、准粒子输运和局域磁矩.结果表明,邻近感应序参量在铁磁区振荡。调制周期随着交换场的增大而缩短,而振荡幅度则受到界面散射的抑制。在确定超导能隙的基础上,提出了一种用散射方法计算超导子能隙电导的传输矩阵方法。在适当的交换场和界面散射强度下,可以观察到零偏压电导凹陷和分裂等新的特性。自旋反转界面散射对电导谱有很大的影响。此外,还讨论了d波超导体{110}取向表面附近的一个相当大的局部磁矩。
1999-10-18 cond-mat.supr-con
Interference phenomena in Josephson junctions with ferromagnetic bilayers: Spin-triplet correlations and resonances
本文研究了平面$SF_1F_2S$结中的约瑟夫森效应,该结由两个金属单畴铁磁体($F_1$和$F_2$)连接的常规$s$波超导体($S$)组成,具有任意的界面透明性.我们解决了散射问题的基础上的Bogoliubov-de Gennes方程的清洁限制的自旋单重态和奇数的频率自旋三重态配对相关。数值计算了约瑟夫森电流-相位关系$I(ϕ)$。虽然$I(ϕ)$的一次谐波完全由自旋单重态和短程自旋三重态超导关联产生,但对于铁磁层的非共线磁化,二次谐波具有额外的长程自旋三重态分量。因此,对于强铁磁影响,长程自旋三重态对二次谐波的贡献占主导地位。我们发现了一个例外,由于几何共振相等的铁磁层时,第一谐波强烈增强。由于$0-π$跃迁,第一和第二谐波振幅都随铁磁层厚度振荡。我们研究了界面透明性的影响,并发现铁磁层之间的界面的有限透明性的额外的共振。
2022-08-30 cond-mat.supr-con
Coexistence and tuning of spin-singlet and triplet transport in spin-filter Josephson junctions
通过功能界面耦合越来越多材料的能力不断提高,为一系列令人兴奋的实验和极其先进的设备铺平了道路。在这里,我们专注于磁不均匀超导体/铁磁体(S/F)界面产生自旋极化三重态对的能力。我们在之前关于自旋过滤器铁磁约瑟夫森结(JJ)的成就的基础上,找到了临界电流温度行为的简洁实验基准与基于微观计算的理论模型之间的独特对应关系,这使我们能够确定后验自旋单重态和三重态关联函数。这种联合分析为单重态和三重态输运的共存性和可调谐性提供了准确的证据。这变成了一个独特的机会,在JJ中的无序和自旋混合效应的模型,以扩大空间的参数,调节约瑟夫森效应的现象学,并可以应用于各种新型的JJ。
2022-01-10 cond-mat.supr-con