Josephson current and $π-$state in ferromagnet with embedded superconducting nanoparticles
基于Usadel方程,研究了由超导纳米结构(球、棒)嵌入铁磁金属中构成的超导体/铁磁体/超导体(S/F/S)混合系统。研究了S/F/S约瑟夫森结临界电流随超导电极间铁磁间隔层厚度的振荡。我们证明,$π$状态可以实现在这样的结构,尽管分散的电极的不同部分之间的距离。在铁磁间隔层的一定厚度处,温度变化可以触发0和$π$状态之间的转变。
2010-09-03 cond-mat.supr-con
Proximity effect in a ferromagnetic semiconductor with spin-orbit interactions
从理论上研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的铁磁半导体中的邻近效应。交换势产生相反自旋三重态库珀对,通过自旋-轨道相互作用,库珀对转变为等自旋三重态。在强自旋-轨道相互作用的极限下,主导库珀对的对称性取决于铁磁体中的无序程度。在干净的限制,自旋单线态$s$ -波库珀对是最主要的,因为自旋动量锁定稳定的库珀对组成的时间反演的合作伙伴。另一方面,在脏极限中,等自旋三重态$s$波对占主导地位,因为随机杂质势释放了锁定。我们还讨论了自旋-轨道相互作用对约瑟夫森电流的影响。
2019-03-07 cond-mat.supr-con
Superconductivity controlled by the magnetic state of ferromagnetic nanoparticles
提出了一种新型的超导/铁磁粒子混合结构。用高分辨电子束光刻技术在重叠边型约瑟夫森结和窄Nb微桥上制备了Co亚微米粒子阵列,观察到粒子的磁状态与这些结构的场依赖临界值$I_c(H)$之间存在很强的依赖关系。
2004-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Phase-controlled proximity-effect in ferromagnetic Josephson junctions: calculation of DOS and electronic specific heat
研究了低温下带s波超导引线的脏铁磁S $\mid$ F $\mid$ S约瑟夫森结的热力学性质。我们采用一组现实的参数和边界条件,考虑一个统一的和非统一的交换场的形式的布洛赫畴壁铁磁层的完整的数值解。自旋活性界面的影响,通过微观的方法被纳入。我们主要研究了\textit{proximity effect}对系统的电子比热和态密度的影响,并通过超导相位差对系统的电子比热和态密度进行了调节。我们的主要结果是,在低温下,通过改变两个超导引线之间的相位差从0到接近$π$,可以实现系统的\textit{strongly modify the electronic specific heat}。对于交换场的小值$h\simeqΔ$,将发生比热的增强,而对于大值的$h$,通过增加超导引线之间的相位差来抑制比热。这些结果都解释在铁磁区的邻近改变DOS方面,我们讨论了可能的实验检测预测效果的方法。
2009-09-23 cond-mat.supr-con
Superconducting proximity effect in clean ferromagnetic layers
研究了具有粗糙边界的干净铁磁层中的超导邻近效应。亚能隙态密度由Andreev束缚态形成,其能量取决于轨道长度和铁磁交换场。在高于能隙的能量处,光谱由共振散射态支配。由此产生的态密度,可测量的隧道光谱,表现出丰富的结构,这使得连接的理论参数从实验。
2001-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Curvature control of the superconducting proximity effect in diffusive ferromagnetic nanowires
将传统的s波超导体耦合到铁磁体,通过邻近效应,可以产生超导三重态相关。这一特性可以用来实现超导三重态自旋阀效应在超导体-铁磁体(SF)混合结构中,例如通过在F1 SF 2和SF 1F 2三层结构中,或在具有Rashba和Dresselhaus SOC的SF双层结构中,在平行和反平行结构之间切换铁磁体的磁化强度。最近有报道说,几何曲率可以控制长程三重态的产生。我们使用这个属性表明,超导临界温度的SF混合纳米线可以通过改变铁磁侧的曲率单独调整,而不需要另一个铁磁体或SOC。我们表明,作为曲率的函数的临界温度的变化可以被利用,以获得一个强大的,曲率控制,超导三重态自旋阀效应。此外,我们进行了分析,包括自旋轨道耦合,并解释它如何修改自旋阀效应的定量和定性。
2021-12-23 cond-mat.supr-con
Proximity effect in superconductor/conical magnet/ferromagnet heterostructures
在超导体和铁磁金属之间的界面处,自旋单重态库珀对可以以振荡和衰减的自旋单重态库珀对密度穿透到异质结构的铁磁部分中。然而,如果界面允许自旋混合效应,则可以产生等自旋自旋三重态库珀对,其可以更深入地渗透到异质结构的铁磁部分中,称为长程邻近效应。在这里,我们提出了自旋混合的微观Bogoliubov-de Gennes方程的紧束缚模型的自洽解决方案的基础上的结果。特别地,我们在模型异质结中加入了一个锥形磁体来产生自旋三重态库珀对,并分析了锥形磁体和铁磁层厚度对不等自旋和等自旋自旋三重态配对关联的影响.它将表明,在协议与实验观察,锥形磁铁的最小厚度是必要的,以产生足够数量的等自旋自旋三重态库珀对允许的远程邻近效应。
2013-11-13 cond-mat.supr-con
Majorana Zero Modes in Ferromagnetic Wires without Spin-Orbit Coupling
我们提出了一种新的可控平台工程马约拉纳零模式。该平台由放置在传统超导体之间的铁磁金属线组成,这些超导体靠近铁磁绝缘体。我们表明,马约拉纳零模式出现本地化的铁磁线的边缘,由于所施加的超电流的相互作用和感应的邻近交换场与传统的超导性。我们的机制不依赖于配对的螺旋费米子结合传统的超导与自旋轨道耦合,而是利用铁磁绝缘体的磁化和铁磁线之间的错位。
2021-11-30 cond-mat.supr-con
Scanning Tunneling Spectroscopy of the superconducting proximity effect in a diluted ferromagnetic alloy
本文研究了超导体(Nb)和稀释铁磁合金(CuNi)在双层结构中的邻近效应。我们用极低温扫描隧道显微镜测量了每个样品上厚度不同的铁磁层顶部的局域态密度。测量的光谱显示出非常高的均匀性。实验数据的分析表明,需要考虑一个额外的散射机制。通过在Usadel方程中考虑铁磁合金中自旋弛豫的影响,我们得到了对实验数据很好的描述。
2005-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant electromagnetic proximity effect in superconductor/ferromagnet superlattices
我们发现,在超晶格中的超导(S)和铁磁(F)层交替的自发磁场感应超导层由于电磁邻近效应变得显着增强相比,以前研究的S/F双层。该效应揭示了F层中的磁矩的铁磁和反铁磁有序的磁矩的面内取向。在有限尺寸样品中,磁场从样品表面向结构体衰减,衰减长度与样品表面的相对取向、层平面和F层的磁矩密切相关。所获得的结果提供了额外的见解Nb/Gd超晶格的中子散射的实验数据。
2022-03-24 cond-mat.supr-con
Strong-coupling Behaviour of Critical Temperature of Pb/Ag, Pb/Cu and Pb/Al Nanocomposites Explained by Proximity Eliashberg Theory
该研究利用邻近效应Eliashberg理论,无自由参数地解释了Pb/Ag、Pb/Cu和Pb/Al纳米复合材料临界温度的强耦合行为,发现其实际为强耦合而非表观弱耦合。
2023-05-12 cond-mat.supr-con
Interference phenomena and long - range proximity effect in clean superconductor -- ferromagnet systems
我们研究了洁净超导体-铁磁体结构中由交换场的空间或动量依赖性引起的邻近效应的特殊性。即使是一个小的调制的交换场沿准粒子轨迹被证明提供了一个长范围的贡献,由于特定的干扰粒子和空穴的波函数的超电流。由自旋-轨道相互作用引起的交换场的动量依赖性导致即使在没有铁磁畴结构的情况下也存在长程超导关联,并且可以解释最近关于铁磁纳米线的实验。
2012-08-06 cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect in superconductors near ferromagnetic material
研究了介观超导体与铁磁金属透明界面附近的电子态密度。在我们的隧道光谱实验中,在接近铁磁体的子带隙能量处观察到大量的态密度。我们比较我们的数据与详细的计算Usadel方程的基础上,铁磁体的效果被视为一个有效的边界条件。我们实现了一个很好的协议与理论时,考虑到非理想的接口质量。
2001-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical control of superconducting spin valves using ferromagnetic helices
本研究基于 Usadel 方程自洽分析铁磁螺旋的曲率与扭转对邻近耦合超导体的调制,并提出借助压电致动器以电学方式调节螺距,从而控制超导转变、实现超导自旋阀。
2024-07-30 cond-mat.supr-con
Optimization of parameters of nanostructure for study inverse proximity effects on "superconductor-ferromagnetic" interface using Polarized Neutron Reflectometry in enhanced standing wave regime
本文利用极化中子反射率实验研究了超导电性(S)对铁磁性(FM)(逆邻近效应)的影响。结合镜面反射和漫反射强度的测量,有可能获得完整的图片的磁化变化在S/FM分层系统,如磁化旋转,畴态形成,在S层的磁化诱导等,以增加弱磁信号,我们建议使用增强中子驻波制度(如波导)。本文介绍了材料的选择、铺层厚度的优化、粗糙度影响的估算。
2008-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting stripes induced by ferromagnetic proximity in an oxide heterostructure
本文在(110)取向KTaO3与铁磁EuO界面发现由铁磁邻近效应诱导的超导条纹,其各向异性Tc和Hc2与载流子密度及Ta 5d-Eu 4f耦合强度相关,为研究磁性与超导共存体系中的新颖物理提供了新平台。
2024-02-25 cond-mat.supr-con
Magnetic nanoparticles as efficient bulk pinning centers in type-II superconductors
从理论和实验两方面研究了磁性纳米颗粒嵌入2型超导体中对磁通钉扎的增强作用。在London近似下计算了球形磁性夹杂与Abrikosov涡旋相互作用的钉扎力的磁性部分。计算得到的实验结果的支持声化学改性的MgB2超导体与嵌入式磁性Fe2O3纳米粒子和MgB2相比,具有类似的浓度和粒度分布的Mo2O5钉扎中心。结果表明,铁磁纳米颗粒的结果在大κ 2型超导体的涡旋钉扎相当大的增强。
2004-06-30 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
Spin dynamics in a superconductor / ferromagnet proximity system
测量了在Nb衬底上溅射的Ni_(80)Fe_(20)薄膜的铁磁共振。通过改变Nb的温度和厚度,探讨了在这些异质结构中超导性对整个铁磁层的作用。发现Nb的超导转变以下的自旋输运性质的变化表现在Ni 80 Fe 20层中的铁磁体的共振的锐化,或在有效的吉尔伯特阻尼系数的降低。这种动态邻近效应与这些系统中的低频研究相反,在这些系统中,超导体的效应仅限于铁磁体中的一个小区域。我们解释这方面的自旋泵模型。
2007-02-20 cond-mat.supr-con
Ferromagnet-superconductor proximity effect: The clean limit
本文从理论上研究了铁磁金属对洁净极限下超导薄膜的影响。利用Bogoliubov-de Gennes方程的自洽解,计算了在不同铁磁体强度和界面矫顽力下,铁磁体-超导体-铁磁体双结的对势和电导谱随超导层厚度$d$的变化.我们发现,对势和临界温度弱扰动的交换相互作用,并不下降到任何有限的$d$为零。另一方面,对于薄的超导薄膜的电荷输运是自旋极化的,并表现出显着的铁磁强度和磁化取向的依赖。
2005-03-25 cond-mat.supr-con
Theoretical study of magnetism induced by proximity effect in a ferromagnetic Josephson junction with a normal metal
从理论上研究了铁磁约瑟夫森结的邻近效应在正常金属中引起的磁性,这种结是由两个$s$波超导体通过铁磁金属/正常金属/铁磁金属结(${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结)分隔而成的.我们通过求解Eilenberger方程计算了$N$的磁化强度。我们证明了当${N}$中的自旋三重态偶频奇宇称Cooper对和自旋单重态奇宇称Cooper对的反常格林函数的乘积具有有限值时,磁化在${N}$中产生。感应磁化强度$M(d,θ)$可以分解为两部分,$M(d,θ)=M^{\rm I}(d)+M^{\rm II}(d,θ)$,其中$d$是$N$的厚度,$θ$是两个${S}$之间的超导相位差。因此,$M(d,θ)$的$θ$依赖性允许我们通过改变$θ$来控制磁化的幅度。$M(d,θ)$随$θ$的变化确实是由邻近效应引起的磁化的良好证据,因为某些磁化测量方法拾取了${S}/{F}/{N}/{F}/{S}$结中的总磁化。
2017-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection and Long-Range Proximity Effect in Pb/LaCaMnO Point Contacts
用Andreev反射谱研究了低温超导体Pb和半金属铁磁材料La_(0.65)Ca_(0.35)MnO_3(LCMO)接触中超导配对和铁磁关联的相互影响。观察到两种不同的AR谱。在没有邻近效应的接触中,AR谱揭示了超导体/自旋极化金属接触的典型行为。在接触中,我们区分为邻近影响的,一些不寻常的影响已被检测到。也就是说,我们观察到:(i)在Pb超导性开始时接触的电阻的惊人下降;(ii)典型的S/正常重金属接触,过量电流和正常态电导的加倍;以及(iii)比常规超导性大得多的单粒子间隙与Pb超导转变温度的比率。我们观察到的邻近影响接触的非常明显的AR特征表明S/LCMO界面处存在非常规(三重态)超导配对和长程邻近效应。
2005-11-16 cond-mat.supr-con
Enhancement of the superconducting transition temperature of MgB2 by proximity effect of d0 ferromagnet
超导和铁磁材料的异质结构是一个重要的研究课题,因为在S-F界面上存在着相互作用的有序结构。通常情况下,超导转变温度Tc应强烈抑制在S-F界面,由于库珀对渗透到铁磁侧。然而,S和F阶之间的建设性相互作用已经被认为是通过超导状态对铁磁阶的修改而发生的。这可能会导致一个不均匀的磁状态,通常被称为隐铁磁状态,以及相关的畴壁效应,这将导致对破坏参数的局部减小。然而,畴壁效应,即使它存在,从实验的角度来看是相当微妙的,通常是很难观察到的。在这里,我们表明,缺陷相关的d 0在MgO的铁磁性和MgB 2的超导电性不拮抗,而是提高超导转变温度Tc到任何显着的程度。我们发现在超导MgB_2-d 0铁磁MgO复合材料中,超导转变分两步进行。第一个在S-F界面,在110-120 K之间,然后在其余的块体在39 K,这是单相MgB 2超导体的Tc。此外,在60 K时,在S-F界面特别是铁磁侧出现了额外的相变,显示出类似自旋玻璃的磁性状态。我们的发现揭示了超导体-d 0铁磁体异质结构中的邻近效应将为提高现有超导体的Tc值提供知识和依据。
2020-10-02 cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics in proximity-coupled superconductor/ferromagnet/superconductor multilayers
在这项工作中,磁化动力学研究在超导体/铁磁体/超导体三层膜在一个宽的频率,字段和温度范围内使用宽带铁磁共振测量技术。结果表明,在存在的超导层和超导接近在两个超导体/铁磁界面的铁磁共振出现了巨大的位移到更高的频率。这种现象是鲁棒的,基本上是长范围的:它已被观察到的一组样品的铁磁层的厚度范围从几十到几百纳米。共振频移的特征在于邻近感生的磁各向异性:由正的面内单轴各向异性和由磁化下降。位移和相应的单轴各向异性随铁磁层厚度的增加而增加。例如,对于350 nm厚的铁磁层,实验测得其各向异性达到0.27 T,而预测值约为0.4 T,这使其成为迄今报道的各向异性最高、自然谐振频率最高的铁磁薄膜结构。各种方案的超导性引起的磁各向异性进行了讨论。因此,这一现象的起源仍不清楚。提出了利用邻近诱导各向异性进行自旋波谱操纵的一种方法。
2020-05-30 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Triplet superconductivity in a ferromagnetic vortex
我们认为,奇频三重态超导可以方便地实现在混合超导体铁磁(SF)结构与铁磁涡旋。我们证明,由于邻近诱导的长程三重态配对,这样的SFS结可以维持可观的超电流,可以在实验中直接测量。
2011-05-10 cond-mat.supr-con
Critical current measurements in superconductor - ferromagnet - superconductor junctions of $YBa_2Cu_3O_y$-$SrRuO_3$-$YBa_2Cu_3O_y$: No evidence for a dominant proximity induced triplet superconductivity in the ferromagnetic barrier
本文报道了$T_c$值为80-90 K或60-70 K的$YBa_2Cu_3O_y-SrRuO_3-YBa_2Cu_3O_y$斜坡型结的输运测量结果。在这两种类型的结,但没有障碍(“短路”),在4.2 K的超电流密度分别达到7.5和3.5 MA/cm $^2$,表明高品质的制造工艺。在4.2 K下的临界电流与铁磁势垒的厚度的曲线图显示出指数衰减,90 K相的衰减长度为1.1 nm,60 K相的衰减长度为1.4 nm,这比$SrRuO_3$的相关相干长度$ξ_F\sim 5-6$ nm或$ξ_N\sim$ 16 nm短得多。因此,我们得出结论,在我们的结中的铁磁体中没有占主导地位的邻近感应三重态超导。
2011-07-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Enhanced superconducting proximity effect in clean ferromagnetic domain structures
我们研究了由两个反平行磁化的铁磁层状畴与超导体接触组成的干净磁结构中的超导邻近效应。在准经典格林函数的方法,我们发现,超导相关的渗透到磁畴可以增强相比,相应的单畴结构。这种增强取决于有效交换场,该有效交换场由两个畴的厚度和交换场决定。对振幅函数振荡空间内的每个域的周期成反比的本地交换场。虽然振荡的幅度随着与超导体相连的区域内的距离而减小,但它们在另一个区域中增强,并且可以达到零有效交换场的相应正常金属值。我们还发现,在费米能级邻近态密度作为第二畴的厚度的函数的相应的振荡有一个依赖于有效交换场的范围内不断增长的振幅。我们的研究结果可以解释为交换场的结果抵消了由电子内部的两个畴与反平行磁化所获得的相位。
2006-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect-assisted absorption of spin currents in superconductors
从理论上研究了铁磁接触动力学向超导体注入纯自旋电流的问题。考虑到界面处的序参量的抑制(逆邻近效应)和自旋翻转散射的能量依赖性,我们确定了与温度相关的铁磁共振线宽展宽。我们的结果与最近的实验在铌|坡莫合金双层膜[C. Bell等人,arXiv:cond-mat/0702461]。
2007-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long range triplet Josephson effect through a ferromagnetic trilayer
我们研究了通过铁磁三层的约瑟夫森电流,在扩散和清洁的限制。对于层中的共线(平行或反平行)磁化,由于超导体/铁磁体结构中的短程邻近效应,约瑟夫森电流很小。对于非共线磁化,我们确定的条件约瑟夫森电流占主导地位的另一个贡献来自长距离三重态邻近效应。
2007-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in superconductor Aharonov Bohm loop hybrid structures
在二维扩展哈伯德模型下,利用Bogoliubov-deGennes方法自洽地研究了超导体-金属或铁磁Aharonov-Bohm环混合结构中的邻近效应.我们计算的局域态密度,对振幅,和持续电流的函数的几个调制参数,周围的位置环,交换场,通过环的磁通量,环的大小,和在环原子的化学势。我们发现,上述参数可以调制邻近效应。
2003-08-24 cond-mat.supr-con
Proximity effect can induce the energy gap rather than superconducting pair potential
对于s波超导体/半导体/铁磁绝缘体结构,邻近效应可以在半导体中引入能隙,而不是其微观哈密顿量的超导对势。因此,在这种结构中实现拓扑超导态是值得怀疑的。
2010-10-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic Nanowires with Superconducting Electrodes
实验研究了不同几何形状的介观铁磁/超导($FS$)Ni/Al结构中$F$-和$S$-侧的邻近效应。制备了具有宽范围界面透明度的样品。研究了该效应对$FS$界面透明度的依赖性。这种效应的幅度被认为是大于预期的邻近效应的经典理论。初步的实验表明,在安德烈耶夫干涉仪的几何形状没有相敏振荡。各种理论模型进行了讨论。
1999-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic proximity effect at interface between a cuprate superconductor and an oxide spin valve
本文用SQUID磁谱、铁磁共振谱和中子反射谱研究了由YBa_2Cu_3O_(7-x)和SrRuO_3/La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3自旋阀组成的异质结构。结果表明,由于磁邻近效应的影响,在异质结的超导部分产生了磁矩,同时在铁磁自旋阀中磁矩被抑制。超导体中感应磁化强度的实验值与基于超导体-铁磁界面处轨道重构引起的Cu原子感应磁矩的计算值具有相同的数量级。它也对应于模型,该模型考虑了在超导体的相干长度的顺序的距离的状态密度的变化。实验得到的磁矩穿透超导体的特征长度超过了铜氧化物超导体的相干长度。这一事实点上的主导机制的诱导磁矩的铜原子由于轨道重建。
2015-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetization dynamics in proximity-coupled superconductor-ferromagnet-superconductor multilayers. Part II
在这项工作中,我们研究了超导-铁磁-超导薄膜结构中的磁化动力学。宽带铁磁共振光谱的结果报告了一个大的样品组具有不同的厚度的超导和铁磁层在宽的频率,字段和温度范围。实验上建立了超导转矩对磁化动力学的一维各向异性作用,揭示了其对层厚的依赖关系。结果表明,实验结果支持了最近提出的超导转矩形成机制,即超导转矩是通过超导体-铁磁体界面处的超导动力学电感和磁化进动之间的相互作用而形成的。
2022-08-05 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Magnetic proximity effect in [Nb/Gd] superlattices seen by neutron scattering
我们用自旋极化中子反射法研究了由铁磁Gd层和超导Nb层组成的超晶格的磁化强度分布。在[Gd($d_F$)/Nb(25 nm)] $_{12}$超晶格中,观察到Gd层的铁磁(F)序在Nb层的超导(S)转变下被部分抑制。抑制的幅度随着$d_F$的增加而减小。通过分析中子自旋不对称性,我们得出结论,所观察到的效果具有电磁起源-邻近耦合的S层屏蔽外部磁场,从而抑制结构内部Gd层的F响应。我们的研究表明,电磁效应对S/F系统的磁性有相当大的影响。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con