Tunable Majorana corner modes in noncentrosymmetric superconductors: Tunneling spectroscopy and edge imperfections
二维二阶拓扑超导体中的Majorana角模在容错拓扑量子计算中具有重要的应用前景。我们证明了在存在面内磁场的二维($s+p$)波超导体中存在Majorana角模,其位置可以通过磁场的方向来控制。此外,我们还讨论了边缘缺陷对Majorana角模的影响。我们描述了不同的边缘形状和边缘无序如何影响马约拉纳角模的数量和可控性,这与拓扑量子计算的实现有关。我们还讨论了隧道光谱的存在下的马约拉纳角模,其中的引线连接到非中心对称超导体的角落。零偏微分电导相对于磁场的方向显示出明显的周期性,这表明在这种设置中的马约拉纳角模式的优良可控性。我们的结果为在($s+p$)波超导体实验中观察和调谐Majoran角模奠定了理论基础。
2020-12-01 cond-mat.supr-con
Theory of surface spectroscopy for noncentrosymmetric superconductors
Royal Holloway, University of London(伦敦大学皇家霍洛威学院)
该研究针对三类非中心对称超导体,自洽计算不同条件下的体相及表面序参量,分析二级相变、表面取向影响,结合表面态密度与拓扑分析,构建开/闭费米面的拓扑相图并揭示立方点群下的尖锐相变。
2017-01-20 cond-mat.supr-con
The influence of spin-dependent phases of tunneling electrons on the conductance of a point ferromagnet/isolator/d-wave superconductor contact
研究了在铁磁体/绝缘体/d波超导体(FIS)接触中,电子波通过势垒并被势垒反射后的相移对Andreev反射的影响。研究发现,在超导体中,由于Andreev反射的重复作用,类电子和类空穴准粒子相互干涉,在超导能隙内形成表面自旋相关的Andreev束缚态.(110)取向超导体的FIS接触在零电势处的电导峰值随着铁磁体极化的增加而迅速消失,而(100)取向超导体的FIS接触在零电势处的电导峰值出现。讨论了这种电导行为的物理原因。
2009-01-12 cond-mat.supr-con
The influence of spin-dependent phases of tunneling electrons on the conductance of a point ferromagnet/isolator/superconductor contact
本文给出了铁磁/绝缘体/超导体(FIS)接触中电子波在势垒中透射和反射时的Andreev反射几率,发现FIS接触中电子和空穴激发的Andreev反射几率是不同的。求出了Andreev束缚态的能级,计算了FIS点接触的弹道电导。
2008-03-18 cond-mat.supr-con
Direct Measurements of Spin-Dependent and Coherent Effects in Conductance of a Ferromagnet/Superconductor System
在铁磁体/超导体([Fe,Ni]/In)系统中,研究了In在包括超导转变温度在内的温度范围内的输运随温度的变化。已经发现,当铟变成超导体时,系统电阻获得两个正相加。第一个,数值上等于铁磁体部分的电阻,长度为自旋极化区的数量级,对应于“自旋积累”效应的表现。第二同意的大小与干扰减少的铁磁电导的相干长度为单线态“Andreev对”,这是建立在铁磁交换场。根据实验数据,估算了Fe和Ni的电流自旋极化度、交换场中的相干长度和自旋弛豫长度的下限。
2005-10-13 cond-mat.supr-con
Spin-split conductance and subgap peak in ferromagnet/superconductor spin valve heterostructures
我们考虑了超导/铁磁自旋阀$F_1/N/F_2/S$结构中不同自旋通道对电荷电导的贡献。我们发现,上自旋和下自旋电导的贡献可能有一个非常不同的行为在subgap偏置区(即有一个自旋分裂电导)。这导致在总电导中增加了子隙%EM 2的自旋分裂电导峰。在$N/F/S$系统中也可以是显著的该峰值行为以周期性方式强烈依赖于中间铁磁层的厚度。我们研究这种现象,使用数值自洽方法,从一个无限的$N/F/S$结构的近似解析计算获得额外的见解。我们还研究了自旋分裂和总电导对$F_1$和$F_2$之间相对磁化角的依赖关系。我们这样做的现实材料参数和层厚度相关的实验研究,这些设备。我们还发现,自旋分裂电导是高度依赖于在这些设备中的界面散射,我们仔细地包括这些现实系统的影响。一个强大的阀效应被发现的角度依赖的子间隙峰值电导,这在很大程度上是独立的散射,并可能被证明是有用的超导自旋阀器件的实际实现。
2018-07-24 cond-mat.supr-con
Tunneling Conductance and Spin Transport in Clean Ferromagnet-Ferromagnet-Superconductor Heterostructures
提出了一种结合Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)形式和Bogolibuov-de Gennes(BdG)方程自洽解的传输矩阵方法,并利用该方法研究了铁磁体(${\rm F}$)-超导体(${\rm S}$)三层(${\rm F_1F_2 S}$)中的隧穿电导和自旋输运随偏压的变化.自洽性确保自旋和电荷守恒定律得到适当的满足。我们认为向前和角度平均电导在很宽的范围内的交换场和${\rm F}$厚度的强度,相对面内磁化角,$ϕ$,两个铁磁体之间的变化。在三层中的自洽电导曲线的$ϕ$依赖性可以与通过非自洽方法获得的显著不同。当$ϕ$变化时,零偏正向电导峰表现出与几何和材料参数的特定组合复杂相关的谐振效应。我们发现,当磁化是非共线的,签名的异常Andreev反射在subgap区域的角平均电导。当${\rm F_1}$为半金属时,角平均亚带隙电导主要来自反常Andreev反射。自旋电流的面内分量强烈地依赖于偏压,而面外自旋电流分量仅弱地依赖于电压。与F层之一的局部交换场对准的自旋电流的分量在该层和S区域中守恒,而它们在另一层中振荡。我们计算了自旋转移力矩,结合自旋流的振荡行为,并验证了我们的方法严格遵守自旋连续性方程。
2014-09-03 cond-mat.supr-con
The influence of the spin-dependent phases of tunneling electrons on the conductance of a point ferromagnet/isolator/d-wave superconductor contact
研究了铁磁体/隔离体/d波超导体(FIS)接触中电子在势垒上散射时所获得的反射和透射幅度的自旋相关相移(SDPS)对电子和空穴激发的Andreev反射几率以及FIS接触的电荷电导的影响.各种超导体取向被认为是。研究发现,对于d波超导体的(110)取向,SDPS可以抑制F/I/d波超导体接触电荷电导的零电势峰,恢复有限电势峰;对于d波超导体的$\{100\}$取向,SDPS可以恢复零电势峰,抑制有限电势峰。
2009-08-14 cond-mat.supr-con
Nonlocal conductance via overlapping Andreev bound states in ferromagnet-superconductor heterostructures
在两个铁磁电极连接到超导体的设置中,在铁磁/超导体(FM/SC)界面处都感应出Andreev束缚态。我们研究这些国家如何传播通过SC和相互作用。作为这种相互作用的结果,Andreev状态的能量位置不再仅仅由单个界面的磁性决定,而是还取决于界面距离和FM接触的相对磁化方向。我们讨论了这些束缚态如何表现为不同的峰在非本地电导信号,并导致显着的不对称相对于所施加的电压。我们将我们的结果与非局部交叉Andreev和弹性共隧穿过程。
2010-06-17 cond-mat.supr-con
Manipulation of Majorana wave packets at surfaces of nodal noncentrosymmetric superconductors
本文研究节点非中心对称超导体表面马约拉纳波包,提出利用自旋极化与铁磁绝缘体交换耦合使平带弱色散,并模拟绝热交换场下波包运动,探讨影响其方向与展宽的因素。
2025-09-25 cond-mat.supr-con
Proximity effect with noncentrosymmetric superconductors
我们描述的超导邻近效应发生在一个非中心对称的超导体和扩散正常/铁磁金属之间的接触准经典理论的超导性。通过数值求解Usadel方程的边界条件有效的任意界面透明性,我们表明,在正常的一面的邻近修改的局域态密度的分析可以用来获得有关的信息的奇异超导性的非中心对称材料。我们指出了三重态配对的签名,三重态和单重态配对的共存,以及对势的特殊轨道对称性。利用三重态相关性的自旋极化对破缺效应的方向依赖性,我们展示了如何可以区分三重态和单重态间隙之间的顺序关系,并且在某些情况下可以估计特定的间隙比。
2012-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anisotropic differential conductance of a mixed parity superconductor/ferromagnet structure
本文研究了在铁磁金属(F)和正常电极(N)上具有混合s+ p波对的超导体(S)的电子输运性质。使用准经典格林函数方法,我们计算的结的微分电导$σ$,并证明其依赖于交换场的方向相对于对势的d-矢量的方向。如果p波三重态主导配对,则零偏压电导取决于三重态d矢量和交换场之间的相对方向。相反,如果s波单线态占主导地位的配对,零偏置电导是各向同性的场方向。此外,在零温度下,零偏压电导高度只能取两个值作为$r$的函数,$r$是量化s波和p波配对的相对量的参数,当超导体从单重态变为三重态主导的基态时,在$r=1$处发生突变。此外,我们表明,相对量的s-和p-波配对,可以估计从交换场方向上的有限偏置电导的依赖性。我们的研究结果提供了一种方法来表征宇称混合超导体进行电气测量。
2022-12-01 cond-mat.supr-con
Ferromagnetic features on zero-bias conductance peaks in ferromagnet/insulator/superconductor junction
本文提出了一个弹道铁磁/铁磁绝缘体/超导体结中的隧穿电导公式,其中超导态具有相反的自旋配对对称性。该公式可以正确地包含上下自旋电子的有效质量差引起的铁磁性。然后,本文采用这种有效质量失配铁磁体和标准的Stoner铁磁体。作为该公式的应用,我们研究了含有自旋三重态p波超导体的结的隧穿效应。电导谱显示出两种铁磁体之间的明显差异,这取决于电导归一化的方式。特别是反映各铁磁体特性的零偏压电导峰有本质区别。从所得结果可以看出,结中隧穿电导的测量为我们提供了有关金属巡游铁磁性机制的有用信息。
2012-08-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Tunneling conductance in Superconductor/Ferromagnet junctions: a self consistent approach
我们评估清洁铁磁体/超导体结的隧穿电导通过一个完全自洽的数值解的微观Bogoliubov-DeGennes方程。我们目前的费米波矢失配(FWM),自旋极化,和界面散射强度的值的相关范围内的结果。对于非零自旋极化,电导曲线随四波混频非单调变化。自洽结果的FWM依赖性强于先前在非自洽计算中发现的,因为在自洽的情况下,界面附近的有效散射势依赖于FWM。界面散射的依赖性是单调的。这些结果证实,它是不可能的,以表征两个四波混频和界面散射由一个单一的有效参数,并通过使用这样的单参数模型的实验数据的分析是不可靠的。
2008-06-20 cond-mat.supr-con
Conductance spectra of ferromagnetic superconductors: Quantum transport in a ferromagnetic metal/non-unitary ferromagnetic superconductor junction
最近发现的超导体,同时表现出多个自发破缺的对称性,如铁磁秩序或缺乏一个反转中心,甚至这种破缺的对称性的组合,导致了许多理论和实验研究。本文研究了铁磁金属和非幺正铁磁超导体组成的结中的量子输运。结果表明,电导谱提供了有关超导能隙的详细信息,从而有助于确定铁磁超导体中库珀对的配对对称性。
2006-11-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of Rashba spin-orbit coupling, magnetization and mixing of gap parameter on tunnelling conductance in F$|$NCSC junction of an F$|$S$|$F spin valve
本文研究了F $|$ S $|$ F自旋阀的铁磁体$|$非中心对称超导体(F $|$ NCSC)界面上的量子输运。在这种情况下,我们研究隧穿电导和Rashba自旋轨道耦合(RSOC)的依赖性,考虑不同的势垒强度和一个显着的费米波矢失配(FWM)在铁磁和超导区域。研究是针对不同的磁化方向和强度进行的。我们开发了Bogoliubov de Gennes(BdG)哈密顿量,引入RSOC和交换相互作用,这样的混合结构。为了研究电荷电导,我们使用扩展的Blonder - Tinkham - Klapwijk(BTK)方法以及散射矩阵形式主义来计算散射系数。我们的研究结果表明,隧道电导是强烈依赖于RSOC,磁化强度,其取向和四波混频。工作也已经完成了不同的单重态-三重态混合的间隙参数。我们观察到,随着单重态-三重态混合比的增加,电导减小。还观察到,具有中等RSOC和具有任意取向的中等磁化强度的透明屏障非常适合于最大电导。
2018-10-15 cond-mat.supr-con
Helical spin texture of surface states in topological superconductors
拓扑非中心对称超导体的表面态具有复杂的螺旋自旋织构,即,表面准粒子的自旋取向与它们的动量耦合。利用准经典理论,我们研究了表面态的自旋极化随自旋轨道相互作用和超导配对对称性的变化。我们专注于二维和三维完全带隙和节点非中心对称超导体。对于结点系统,我们证明了拓扑平带的自旋极化是由束缚能隙结点处体正常态的自旋极化控制的。我们证明了磁隧道结中的零偏压电导可以作为表面态自旋极化的实验测试。
2014-05-29 cond-mat.supr-con
Weakly Anisotropic Noncentrosymmetric Superconductors with Radial Line Nodes and Thermodynamical Anomalies
在非中心对称超导体中,反对称性(IS)最常被反对称自旋轨道耦合(SOC)打破,从而消除自旋简并将费米面(FS)分裂为两个分支。然后产生一个双组分凝聚体,其中偶单重态和奇三重态混合在一起。当三重态和单重态强度相当时,对势可以具有丰富的节点。角线节点(ALN)与强各向异性有关,在文献中得到了广泛的研究。当各向异性不强时,可以用影响低温性能的封闭或开放形式的其他类型的节点来代替。在这里,我们集中在弱各向异性的情况下,在超导平面的线节点,成为圆形的极限的全各向同性。我们研究了这些径向线节点(RLN)的拓扑结构,并表明它的特点是类似于量子自旋霍尔绝缘体的$Z_2$分类。从物理的角度来看,RLN的原因,即使在拓扑阶段,指数抑制的低温行为,可以被误认为是由nodeless s波配对,因此,提供了一个解释,最近的一些实验与contraversial配对对称性。在极少数情况下,当RLN是在费米表面上,指数抑制被取代的线性温度依赖性。RLN很难被检测到,因此,它们可能逃过了实验的注意。我们证明,Andreev电导测量与干净的接口可以有效地探测弱各向异性的样品,预计会发现RLN。
2016-10-26 cond-mat.supr-con
Probing the magnetoelectric effect in noncentrosymmetric superconductors by equal-spin Andreev tunneling
在非中心对称超导体(NCS)中,电荷电流到自旋磁化的转换-所谓的磁电效应-是非常规的混合宇称序参量的直接指示器。本文提出了一种利用NCS/铁磁体接触中的反常等自旋Andreev隧穿来检测磁电效应的方案。该提案依赖于通过使电流通过NCS产生自旋极化三重态配对的能力。这种诱导的三重态配对与具有复矢量序参量${\bf d}$的三重态超流体中的范式非么正配对具有相似性。质的区别是,诱导的非幺正态可以实现在NCS与一个纯粹的现实${\bf d}$通过打破时间反演对称性电流偏置设置。这为通过电输运测量获得NCS中的非常规超导性提供了可能性。
2018-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Ballistic transport in ferromagnet-superconductor-ferromagnet trilayers with arbitrary orientation of magnetizations
本文在面内磁化强度和界面矫顽力为任意取向的一般情况下,从理论上研究了洁净铁磁-超导-铁磁(FSF)三层膜中的输运现象。散射概率的广义表达式推导和微分电导计算使用的Bogoliubov-德Gennes方程的解决方案。我们专注于尺寸和相干性的影响,特点弹道输运,特别是在子间隙传输和几何振荡的电导。我们发现一个单调依赖的电导谱和磁阻的磁化取向差的角度,因为它们的排列是从平行到反平行。通过求解干净极限下的Gor'kov方程,研究了FSF异质结构中由磁化强度非共线引起的自旋-三重态对关联。与扩散FSF结,其中的三重态相关性有一个长范围的单调衰减,我们表明,在干净的铁磁-超导体的混合体中,在F层中诱导的单重态和三重态对相关性振荡和幂律衰减与距离的S-F接口。
2006-05-14 cond-mat.supr-con
Edge currents as a probe of the strongly spin-polarized topological noncentrosymmetric superconductors
近年来,反对称自旋-轨道耦合效应在新型拓扑超导体如半Heusler超导体和人工异质结构中的作用得到了研究。研究了Rashba和/或Dresselhaus自旋轨道耦合对二维非中心对称超导体的能带结构和拓扑性质的影响。为了这个目标,拓扑螺旋边缘模式进行了分析,为不同的自旋轨道耦合,以及为几个超导配对对称性。为了探索输运性质,我们研究了自旋极化边缘态对超导铁磁体异质结构中交换场的响应。破缺的手征对称性导致在相对边缘处的单向电流。
2018-03-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Types of topological surface states in nodal noncentrosymmetric superconductors
节状非中心对称超导体具有拓扑非平凡性质,表现为受保护的零能表面态。具体地说,最近发现,零能量表面平坦带的拓扑起源出现在他们的表面。我们表明,某些反转型晶格对称性的存在下,可以引起额外的间隙节点的拓扑特征,导致表面状态形成一维弧连接两个节点环的投影。此外,我们表明,马约拉纳表面状态可以出现在时间反演不变的动量的表面布里渊区,即使系统是不完全在散装间隙。在连续介质理论中,我们推导出了保护这些不同类型的零能表面态的拓扑不变量。我们独立地推导出零能量表面束缚态存在的一般条件,使用互补准经典散射理论,明确考虑到自旋轨道分裂的影响的频带。我们计算了各种晶体点群对称性和轨道角动量配对态的表面束缚态谱。最后,我们研究了隧道电导谱中的弧表面态和零能表面平带的特征,并讨论了如何在实验中观察到非中心对称超导体的拓扑相变。
2012-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Field Scaling of the Conductance of Epitaxial Cuprate-Manganite Bilayers
测量了氧化物铁磁体和氧化物超导体之间外延界面的电导-电压特性随温度和磁场的变化。它们的功能形式与高自旋极化铁磁体和d波超导体之间几乎透明接触的传输理论所预测的相似。然而,它们对磁场的依赖性以惊人和不寻常的方式扩展,挑战了我们目前的理解。现有的理论无法解释明显的非平衡效应,这是自然的自旋注入在这样的几何形状。
2001-08-20 cond-mat.supr-con
Ginzburg-Landau description of twin boundaries in noncentrosymmetric superconductors
本文从理论上研究了具有Rashba自旋-轨道耦合的超导体中的孪晶界模型,该模型既适用于三维非中心对称的四方晶系晶体,也适用于二维栅控超导体如LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面。在这两种情况下,破缺的反转对称性允许单线态和三线态配对共存。在金兹伯格-朗道理论的框架内,我们确定了两个$\mathbb{Z}_2$对称性,通过两个连续的二阶相变,温度降低。我们发现,时间反演对称性破缺超导态成核附近的孪晶界,如果单重态和三重态配对振幅是相当的幅度。因此,随着平行于孪晶界的自发超电流的出现,铁磁有序的趋势局部增加。自旋电流,这是目前的Andreev束缚态的形式,被发现增强的时间反转破相。
2014-01-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Mesoscopic competition of superconductivity and ferromagnetism: conductance peak statistics in metallic grains
我们研究了超导电性和铁磁性在混沌超小金属颗粒中共存的竞争机制。我们使用一个有效的哈密顿量相结合的BCS类配对项和铁磁的斯通纳类自旋交换项。我们研究了颗粒在库仑阻塞制度的输运性质,并确定配对和交换相关性之间的共存的介观波动的电导峰间距和峰高的签名。
2008-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay between antiferromagnetic order and spin polarization in ferromagnetic metal/electron-doped cuprate superconductor junctions
最近,我们提出了点接触光谱理论,并认为在电子掺杂铜氧化物超导体点接触光谱中零偏压电导峰(ZBCP)的分裂是由于反铁磁(AF)和d波超导序的共存[Phys. Rev. B { \bf 76},220504(R)(2007)]。在这里,我们将理论扩展到研究铁磁金属/电子掺杂铜氧化物超导体(FM/EDSC)结中的隧穿。除了AF顺序,自旋极化,费米波矢量失配(FWM)之间的FM和EDSC区域,和有效的障碍的影响进行了研究。结果表明,由于铁磁金属的交换场与EDSC中AF序之间的相互作用,使得Andreev反射对电导的贡献在很大程度上被修正.低能电导的反常增强可以进一步验证EDSC中AF有序的存在。最后,结合点接触电导数据,提出了一个更精确的自旋极化值计算公式。
2009-08-24 cond-mat.supr-con
Majorana flat bands at structured surfaces of nodal noncentrosymmetric superconductors
节点非中心对称超导体的表面可以承载马约拉纳模式的平坦带,如果能够找到操纵局部马约拉纳波包的方法,这为量子计算提供了一个有前途的平台。我们研究的命运,这样的平带时,表面的一部分受到铁磁绝缘体引起的交换场。我们使用精确对角化找到的Bogoliubov-de Gennes哈密顿量的模型系统的本征态和本征能量,其中一个交换场施加沿一个带的表面上的板。我们考虑不同的方向的带和所施加的字段。如果无场系统沿场方向的自旋极化足够大,微扰理论预测,大部分位于交换场带上的状态的能量从零能量偏移与场强成比例的量。另一方面,能量对应于本地化的无场带上的状态,只有微弱的影响,由外地。精确的对角化证实了这一点。此外,我们讨论了一个设置与一个小的交换场施加到以前的字段免费带的目标是引入线性色散。通过打开和关闭这种色散,波包可以在某个方向上移动。我们发现,在我们的模型系统中,确实可以实现线性色散。这种色散的定性特征可以从无场表面的动量相关的自旋极化来预测。
2022-05-06 cond-mat.supr-con
Sub-gap conductance in ferromagnetic-superconducting mesoscopic structures
我们研究了铁磁介观区域与铁磁电极和超导电极之间的亚带隙电导。在不存在交换场的情况下,两个隧道结电阻的比率$r= γ/ ε_T$确定子间隙电导的行为,该子间隙电导对于$r\gg 1$具有零偏置峰值,并且对于$r\ll 1$具有有限电压下的峰值。我们发现,包含的交换场导致$r\ll 1$峰分裂,而它的零偏置异常转移到有限的电压$r\gg 1$。
1998-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Does a ferromagnet with spin-dependent masses produce a spin-filtering effect in a ferromagnetic/insulator/superconductor junction?
我们分析了通过弹道铁磁体/绝缘体/超导体结的Bogoliubov-de Gennes方程的电荷输运。我们考虑到的可能性,即在第一电极的铁磁性可能会被驱动的质量重整化的相反极化的载流子,即由自旋带宽的不对称性,而不是由一个刚性分裂的上,下自旋电子带在一个标准的斯通纳铁磁体。通过评估的平均电荷电导为s-和$d_{x^2-y^2}$ -波序参量的S侧,我们表明,在铁磁电极的质量失配可以模仿自旋有源势垒。事实上,在$s$波的情况下,我们表明,在适当的条件下,少数载流子的自旋相关电导低于能隙$Δ_0$可以大于多数载流子,并低于$Δ_0$以上。另一方面,对于d_{x^2-y^2}波超导体,类似的自旋相关效应引起电导的不对称峰分裂。这些结果表明,该结可以作为一个自旋过滤设备。
2011-01-25 cond-mat.supr-con
Magnetoanisotropic spin-triplet Andreev reflection in ferromagnet-Ising superconductor junctions
从理论上研究了铁磁-伊辛超导结中的电子输运。本文提出了描述伊辛超导体的紧束缚哈密顿量。然后结合非平衡格林函数方法,得到了Andreev反射系数和电导的表达式。磁各向异性自旋三重态Andreev反射较强,磁各向异性周期为$π$,而不是传统磁各向异性系统中的$2π$.我们证明了单带伊辛超导体的自旋三重态Andreev反射的显着增加。此外,Andreev反射的依赖于入射能量和入射角也进行了研究。当入射能量等于超导体能隙时,可以发生完全的Andreev反射,而不管铁磁体的费米能量(自旋极化)如何。在适当的斜入射条件下,自旋三重态Andreev反射可以得到强烈的增强。此外,还研究了零偏压和有限偏压下的电导谱,详细讨论了栅电压、交换能和自旋轨道耦合对电导谱的影响。电导揭示了与周期$π$作为Andreev反射系数的强磁各向异性。当磁化方向平行于结面时,超导体间隙处总是出现一个大的电导峰。本工作对自旋三重态Andreev反射进行了全面系统的研究,并为$π$ -周期自旋阀在自旋电子学中的应用奠定了基础。
2018-02-18 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
Counterpart of the Chandrasekhar-Kendall state in noncentrosymmetric superconductors
该研究发现非中心对称超导体中存在对应等离子体Chandrasekhar-Kendall态的稳定局域自打结磁场构型toroflux,由宇称破缺Lifshitz不变量支持,可由磁偶极子或铁磁夹杂物激发。
2023-07-19 cond-mat.supr-con hep-th
Spin-polarized tunneling of La0.67Sr0.33MnO3/YBa2Cu3O7-d junctions
研究了交叉带状线结构下La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3/YBa_2Cu_3 O_(7-d)(LSMO/YBCO)结中铁磁体与高温超导体之间的输运性质。电导谱显示零偏压电导峰(ZBCP),反映了ab平面的电荷输运。当外部磁场施加到结上时,电导谱显示出两个显著的特征,即,背景电导的增加和不对称的ZBCP分裂,其幅度非线性地响应于所施加的场。它表明,磁场响应是一致的隧道光谱的理论预测时,自旋极化铁磁体和d波超导体之间的铁磁势垒的存在下,假设。
1999-08-30 cond-mat.supr-con
Conductance and current noise of a superconductor/ferromagnet quantum point contact
利用散射方法研究了超导/铁磁单沟道量子点接触(QPC)的电导和电流噪声随QPC偏压的变化关系。我们表明,自旋依赖性的界面相移(SDIPS)获得的电子散射后,由QPC可以强烈修改这些信号。对于弱透明的接触,SDIPS诱导的QPC的电导和微分Fano因子曲线中的子间隙共振。对于高分辨率,这些共振被平滑,但信号的形状对SDIPS仍然非常敏感。我们表明,噪声测量可以帮助获得更多的设备上的信息,例如,在SDIPS修改定性的差分Fano因子的QPC,但不是电导的情况下。
2008-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coherent effects in double-barrier ferromagnet/superconductor/ferromagnet junctions
研究了铁磁/超导/铁磁(FSF)双势垒结中的相干量子输运。电荷和自旋电导谱的解析表达式推导出一般情况下的绝缘界面(从金属隧道限制),费米速度失配,并为平行(P)和反平行(AP)的电极磁化排列。我们专注于两个特性的有限尺寸和一致性:子隙电子输运,和微分电导的振荡。在超导能隙上方的几何共振能量处,Andreev反射的周期性消失是准粒子干涉的显著结果。与非相干输运的情况相比,发现AP取向的非平凡自旋极化没有多余的自旋积累。
2005-04-01 cond-mat.supr-con
Thermal Transport Properties of Graphene-Based F/S/F Junctions
研究了石墨烯基铁磁/单重态超导体/铁磁(FG $\mid$ SG $\mid$ FG)结的热输运特性。我们发现,不同于均匀增加的热导随温度,热导表现出强烈的振荡行为与两个铁磁层之间的夹层s波超导区的宽度。这种振荡形式是由石墨烯中无质量的狄拉克费米子的干涉引起的。我们还发现,在低温区,热导与交换场$h$在$h/E_F\simeq 1$处有一极小值,这一发现表明在此值下狄拉克费米子的传播模达到最小值,验证了前人关于电子电导的结果.我们发现,对于超导区宽度较薄的情况,热导随温度呈线性增加,即$Γ\varpropto T$。最后,我们提出了一个实验装置来检测我们预测的效果。
2011-10-31 cond-mat.supr-con
Spin and charge transport in ferromagnet-superconductor-ferromagnet heterostructures: Stoner versus spin mass mismatch mechanism
我们研究通过弹道铁磁超导铁磁(F/S/F)结的运输现象,比较的情况下,在两个F层的铁磁顺序是标准的斯通纳型的情况下,它是由自旋质量失配(SMM)驱动。结果表明,这两种机制导致的电荷和自旋电导的不同的行为,特别是当相比于相应的非超导铁磁体正常铁磁体(F/N/F)结。特别地,当注入电流垂直于势垒时,对于高势垒透明度和F层的大磁化,大的质量失配引起F/S/F结的低偏置电荷和自旋电导的增强,这在等质量情况下没有观察到。当考虑所有允许的注入方向时,对于高势垒透明度和F层的大磁化,SMM引线的电荷电导的低偏压增强仍然成立。然而,在非透明界面的情况下,与SMM铁磁体的自旋输运表现出相反的符号响应相对于斯通纳的情况下,在高偏置的所有磁化值,也表现出显着的放大在间隙边缘处的超导性引起的。上述差异可以用来探测在给定材料中建立铁磁有序的电子机制的性质。
2022-06-07 cond-mat.supr-con
Spin transport and Spin Tunnelling Magneto-Resistance (STMR) of F$|$NCSC$|$F spin valve
本文研究了铁磁$|$非中心对称超导体$|$铁磁(F $|$ NCSC $|$ F)自旋阀的铁磁$|$非中心对称超导体(F $|$ NCSC)结的自旋输运。我们研究了隧穿自旋电导(TSC),自旋电流和自旋隧穿磁阻(STMR),以及它们对各种重要参数的依赖性,如Rashba自旋轨道耦合(RSOC),磁化强度和取向,外部面内磁场,势垒强度和显着的费米波矢失配(FWM)在铁磁和超导区域。研究了不同的单重态-三重态混合的NCSC带隙参数。我们开发的Bogoliubov-de Gennes(BdG)的哈密顿量和使用扩展的Blonder - Tinkham - Klapwijk(BTK)的方法随着散射矩阵形式主义来计算散射系数。我们的研究结果强烈表明,TSC是高度依赖于RSOC,磁化强度和它的取向,和单重态-三重态混合的间隙参数。据观察,NCSC与中等RSOC显示最大电导的部分不透明的障碍,在存在低外部磁场。对于强不透明的屏障和几乎透明的屏障,分别发现中等值和低值的场是合适的。此外,具有大的单重态组分的NCSC似乎是有用的。此外,对于具有大RSOC和低磁化强度的NCSC,观察到巨STMR($\%$)。我们还看到,自旋电流是强烈的磁化方向依赖。随着偏置电压的增加,自旋电流在横向上增加,但沿流动方向的分量几乎是独立的。
2019-06-12 cond-mat.supr-con
Superconducting triplet pairings and anisotropic magnetoresistance effects in ferromagnet/superconductor/ferromagnet double-barrier junctions
铁磁自旋阀是将巨磁电阻效应和隧穿磁电阻效应集成到自旋电子学器件中的关键构件。从广义的Blonder-Tinkham-Klapwijk方法出发,我们理论上研究了界面Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合对铁磁/超导体/铁磁自旋阀结隧穿电导的影响,从而研究了在平行或反平行磁化铁磁体之间嵌入薄超导间隔层的铁磁/超导体/铁磁自旋阀结的磁阻特性。我们专注于通常的电子隧道之间的独特的相互作用,完全确定在正常的导电状态的磁阻和奇特的Andreev反射在超导状态。在存在界面自旋轨道耦合的情况下,需要特别注意自旋翻转(“非常规”)Andreev反射过程,该过程有望在邻近区域诱导超导三重态相关。作为这些三重态配对的输运特征,我们检测到单重态能隙周围的电导双峰,反映了单重态和另外出现的三重态能隙之间的竞争;后者是有效的超导能隙,可以归因于通过界面自旋翻转散射形成三重态库珀对(即,涉及在序参量中产生有效的三重态配对项)。我们彻底分析了Andreev反射的作用与超导磁阻现象,并最终解开巨大的电导和磁阻磁各向异性-很容易超过其正常状态对应的几个数量级-作为另一个实验上可访问的指纹非常规Andreev反射。
2021-11-09 cond-mat.supr-con
Transport and triplet superconducting condensate in mesoscopic ferromagnet-superconductor structures
在Dirty极限下计算了超导体/铁磁体(S/F)介观结构的电导。首先,我们假设铁磁体表现出均匀的磁化强度,并考虑的情况下,到F线的冷凝物的渗透是可以忽略不计的情况下,其中的邻近效应被考虑在内。结果表明,当交换场足够大时,临界温度以下的电导$T_C$总是小于正常状态下的电导。最后,我们计算了具有局部磁化不均匀性的F/S结构的电导。我们证明了在F线中诱导了凝聚态的三重态分量,这导致了低于$T_C$的电导增加。
2002-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Andreev Reflection in Narrow Ferromagnet/Superconductor Point Contacts
从理论上研究了窄铁磁/超导点接触的Andreev反射。我们表明,电导量子化取决于是否接触区域是超导或铁磁以及在铁磁体的交换场的强度。铁磁接触的Andreev反射比超导接触的Andreev反射更受抑制。我们还发现,如果没有界面散射,电导-电压曲线在零偏置电压有一个隆起。相反,当系统存在界面散射时,电导-电压曲线出现下降。
2001-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electronic transport through ferromagnetic and superconducting junctions with spin-filter tunneling barriers
本文从理论上研究了带有自旋过滤势垒$I_{sf}$的一般$X/I_{sf}/S_{M}$结的准粒子和亚带电导,其中$X$是正常的$N$或铁磁金属$F$,而$S_{M}$是具有内建交换场的超导体.我们的研究是基于隧道哈密顿量和格林函数技术。首先,我们集中在准粒子输运,在超导临界温度以上和以下。我们得到的隧道电导的一般表达式是有效的任意值的交换场和任意磁化方向的电极和自旋过滤器势垒。在第二部分中,我们考虑了带有自旋过滤势垒的正常金属-超导体结的亚带电导。我们提供了一个启发式推导新的边界条件的准经典格林函数,考虑到自旋过滤器在界面上的效果。在这些边界条件的帮助下,我们展示了如何在$N/I_{sf}/S$结,其中$N$是一个正常的金属自旋过滤的邻近效应和子隙电导被抑制。我们的工作为研究正常态和超导态下混合结构中的自旋极化输运提供了有用的工具。
2013-02-20 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
Tunneling spectroscopy for ferromagnet/superconductor junctions
在铁磁/超导(F/S)结的隧道谱研究中,自旋极化、F区和S区之间的费米波矢失配(FWM)以及界面电阻的影响起着至关重要的作用。我们研究了这些结的低偏压电导谱,由Andreev反射在F/S界面。我们考虑d波和s波超导体以及混合态的$d+is$形式。我们给出了相关参数值范围内的结果,并发现根据配对状态和其他条件,出现了丰富的特征。我们发现,在四波混频存在下,自旋极化可以增强Andreev反射,并引起一个零偏压电导峰的s波超导体。
1999-02-07 cond-mat.supr-con
Spin current in ferromagnet/insulator/superconductor junctions
基于散射理论,给出了铁磁体与d波超导体隧穿结的自旋极化隧穿谱理论。讨论了绝缘体中交换场的自旋过滤效应。我们澄清的Andreev反射的属性在很大程度上修改,由于在铁磁体中的交换场的存在下,因此Andreev反射准粒子的倏逝波行为取决于准粒子的注入角。给出了自旋电流和电荷电流的电导公式,并将其作为外加电压和自旋极化的函数,给出了任意势垒高度的铁磁体。结果表明,表面束缚态不有助于自旋电流和零偏置电导峰预期的d波超导体分裂成两个峰值的影响下,在绝缘体中的交换相互作用。
1999-04-04 cond-mat.supr-con
Charge current in ferromagnet - triplet superconductor junctions
利用Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)公式计算了铁磁金属/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,和两个二维的$f$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。光谱随交换势的演化完全取决于能隙的拓扑结构。铁磁体内部的弱Andreev反射导致隧穿电导的抑制,并且消除了由于对势的各向异性而引起的共振。在外部磁场的影响下,隧穿谱相对于$E=0$不对称地分裂。结果可用于区分超导体Sr $_2$ RuO $_4$的可能的候选配对状态。
2001-10-26 cond-mat.supr-con
Theory of charge transport in ferromagnetic semiconductor/s-wave superconductor junction
研究了铁磁半导体/绝缘体/s波超导体结中的隧穿电导,其中铁磁半导体中考虑了Rashba自旋轨道相互作用(RSOI)和交换场。我们发现,归一化电导在零电压有一个最大值作为RSOI高透明界面和有限的交换场的函数。这是因为Andreev反射概率在交换场的存在下表现出对RSOI的非单调依赖性。另一方面,对于中间透明界面,在零电压下的归一化电导在零交换场或小交换场下随着RSOI的增加具有凹入形状,但在大交换场下随着RSOI的增加而单调增加。
2009-06-23 cond-mat.mes-hall 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
Theory of Spin polarized Tunneling in Superconducting Sr2RuO4
本文提出了铁磁金属/绝缘体/三重态-超导体结中自旋三重态配对的隧穿电导理论。随着铁磁金属中交换相互作用的大小增加,与非幺正配对状态的情况相比,能隙以下的幺正配对状态的电导减小。
1999-12-07 cond-mat.supr-con
Andreev conductance of a domain wall
在低温下,通过超导体-铁磁隧道界面的传输是由于电子成对的隧穿。单畴铁磁体的交换场使电子自旋取向,抑制双电子隧穿。在SF界面处的畴壁的存在强烈地增强了子带隙电流。Andreev电导被证明是成比例的SF界面处的畴壁的总长度。
2003-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge-Ferromagnetism from Majorana Flat-Bands: Application to Split Tunneling-Conductance Peaks in the High-Tc Cuprates
在平均场描述的节点d波超导体,一般的边缘表现出色散马约拉纳费米子带在零能量。这些状态引起广泛的基态简并,并受到时间反演(TR)对称性的保护。我们认为,这些平带的状态的无限密度,使它们固有的不稳定的相互作用,并表明,排斥相互作用导致边缘FM分裂的平带。这种边缘FM提供了一个解释的观察分裂的零偏置峰在边缘隧道高温铜氧化物超导体。我们认为,这种分裂机制比以前提出的方案更有可能,并描述其实验结果。
2013-03-27 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Temperature-dependence of spin-polarized transport in ferromagnet / unconventional superconductor junctions
从理论上研究了铁磁体/非常规超导体结中超导电导随温度和铁磁体自旋极化的变化。在d波超导结中,零能Andreev束缚态的存在极大地影响了零偏压电导(ZBC)的温度依赖性。在p波三重态超导结中,数值计算结果表明,ZBC随温度的变化依赖于铁磁体中磁矩的方向和超导体中的配对对称性,如$p_{x}$,$p_{y}$和$p_{x}+ip_{y}$ -波对势.最后一个是Sr $_2$ RuO $_4$的一个有希望的对称性。从电导的这些特征中,我们可以得到铁磁体中自旋极化程度的信息和三重态超导体中$d$矢量的方向。
2003-02-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fragile surface zero-energy flat bands in three-dimensional chiral superconductors
基于拓扑数和隧穿电导,研究了具有$p_z (p_x +ip_y)^ν$波配对对称性($ν$为非零整数)的三维手征超导体的表面零能平带.结果表明,表面平坦带对(i)取向差角和(ii)表面Rashba自旋轨道相互作用是脆弱的。(i)的脆弱性是特定的手性SC,而(ii)发生一般奇宇称SC。我们表明,这些平带不稳定性消失或抑制零偏置电导峰在正常/绝缘体/超导体结,其行为是明显不同的高- $T_c$铜酸盐和非中心对称超导体。通过计算角分辨电导,我们还讨论了一种与线节点和点节点共存相关联的拓扑表面态。
2015-12-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resonant transmission of normal electrons through Andreev states in ferromagnets
预言了超导-铁磁体-超导Andreev干涉仪电导的巨振荡.该效应是由于当施加到铁磁体的电压$V$接近于$2h_0/e$($h_0$是电子能量的自旋依赖部分)时,正常电子通过Andreev能级的共振传输。给出了偏置电压和超导体之间的相位差对电流和微分电导的影响。这些效应允许铁磁体中Andreev能级的直接光谱。
1999-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con