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
Intra-valley Spin-triplet $p+ip$ Superconducting Pairing in Lightly Doped Graphene
我们分析了轻掺杂石墨烯中各种可能的超导配对态及其相对稳定性。结果表明,当亚晶格间电子-电子吸引作用占主导地位,费米能级接近狄拉克点时,系统将有利于谷内自旋-三重态$p+\mathrm{i}p$配对态。基于这种新的配对态,我们进一步提出了一种在石墨烯中通过设计局域应变场和外加磁场来进行拓扑量子计算的方案。
2013-01-01 cond-mat.supr-con
Superconducting Gap Structure of Spin-Triplet Superconductor Sr_2RuO_4 Studied by Thermal Conductivity
为了弄清自旋三重态超导体Sr_2RuO_4的超导能隙结构,测量了面内热导率随热流、晶轴和旋转磁场在二维RuO_2面内的相对取向的变化.导热系数的面内变化与任何具有垂直于2D平面的线节点的模型不相容,并且指示水平节点的存在。这些结果对试图解释三重态超导机制的模型提出了强有力的限制。
2001-01-30 cond-mat.supr-con
Light-induced switching between singlet and triplet superconducting states
针对拓扑三重配对超导实现难题,研究提出竞争超导序理论,通过定制光脉冲破缺反演对称性,可在常规单重态超导体中诱导三重态序参量振荡并实现超快态切换,为用光工程非传统电子相、实现拓扑超导提供非平衡新途径。
2024-03-07 cond-mat.supr-con
Phenomenological Approach to the Possible Existence of a Triplet Superconducting Phase in the Quasi-One-Dimensional Conductor Li$_{0.9}$Mo${_6}$O$_{17}$
本文考虑准一维层状超导体上临界磁场平行于导电轴的理论问题。我们证明了在磁场中,如果面间距离小于相应的相干长度,轨道效应对超导相的破坏是可行的。应用我们的结果,最近的实验,在超导体Li $_{0.9}$ Mo $_6$ O $_{17}$ [J. - F. Mercure等人,物理修订信函{ \bf 108},187003(2012)],提供了支持这种准一维层状导体中的三重态超导配对的有力论据。
2012-11-08 cond-mat.supr-con
Odd-triplet superconductivity in single-level quantum dots
研究了单能级量子点中自旋和电荷相干性的相互作用。隧道耦合到超导引线在点中诱导超导关联。保留完整的自旋对称性,只产生偶单重态超导关联。施加的磁场或附加的铁磁引线部分或完全降低了自旋对称性,并且也产生了奇三重态超导关联。对于单能级量子点,没有其他超导关联是可能的。我们分析,借助一个图形的实时技术,自旋对称性和超导性的相互作用及其签名在电子输运,特别是电流和散粒噪声。
2017-09-01 cond-mat.supr-con
Time-Reversal Symmetry and the Structure of Superconducting Order Parameter of Nearly Ferromagnetic Spin-Triplet Superconductor UTe2
将库珀对波函数的空间群方法推广到第三类Shubnikov群,并应用于新发现的近铁磁超导体UTe 2。对Shubnikov群m ′ m ′ m,得到了一个非幺正的三重态SOP(超导序参量).研究了三重态非幺正SOP的节结构,结果表明,在Shubnikov III对称的情况下,ESP(等自旋配对)态的节结构在某些情况下是不稳定的,即当增加复相绕组时会发生变化。确定了对应于m 'm'm对称性和UTe 2的所有实验数据的库珀对波函数的不可约共表示。
2020-01-21 cond-mat.supr-con
Colossal proximity effect in a superconducting triplet spin valve based on halfmetallic ferromagnetic CrO2
铁磁体可以通过形成等自旋三重态库珀对和奇频配对机制维持超电流。由于这种对不会被铁磁体的交换能量破坏,超导三重态关联是长程的和自旋极化的,有望用于超导自旋电子学器件。主要挑战是了解如何在超导体(S)/铁磁物质(F)界面产生三重态。本文利用三重态自旋阀(TSV)的概念研究了传统超导体中的单重态到半金属铁磁体CrO_2中的三重态的转变。TSV由两个铁磁层(由薄的正常金属(N)层隔开)和超导体(F_1/N/F_2/S)组成。当F_{1,2}层的磁化方向不共线时,封装F_1/N/F_2在F_1中产生三重态。这从S层排出单重态对,因此通过临界温度$T_c$的降低来表示三重态的产生。最近,有报道称TSV的实验具有Co漏层,使用面内场,并发现T_c漂移高达100~mK。用CrO_2代替Co,并将磁场从面内旋转到面外,我们发现T_c的变化很大,从开尔文到特斯拉量级。这种强的排水与CrO_2中超导电流可以流过的大长度相一致,这比传统的铁磁体要大得多。我们的研究结果指出了超导自旋电子学对半金属的特殊兴趣。
2014-10-18 cond-mat.supr-con
Tuning Pairing Amplitude and Spin-Triplet Texture by Curving Superconducting Nanostructures
我们研究了具有Rashba自旋轨道耦合(RSOC)的弯曲纳米结构中超导态的性质。在弯曲的纳米结构与不均匀的曲率,我们发现一个局部增强或抑制的超导序参量,与效果,可以通过调整RSOC强度或载流子密度定制。除了局部超导自旋单重态振幅控制,几何曲率通过d矢量的空间变化产生自旋三重态对的非平凡纹理。通过采用椭圆变形量子环的代表性情况,我们证明d矢量的振幅强烈依赖于局部曲率的强度,并且它通常表现出三维轮廓,其缠绕与单电子的缠绕有关。正常状态。我们的研究结果揭示了新的路径,通过它们的几何形状来操纵RSOC纳米结构中超导态的量子结构。
2017-04-03 cond-mat.supr-con
The role of canting and depleted-triplet minima in superconducting spin valve structures
重新审视了三层和五层自旋阀结构,以确定当磁性层以任意角度倾斜时的对关联和约瑟夫森电流的行为。这两个系统在中心磁性层显示出明显不同的行为。虽然三层产生的三重态分量是微弱的倾斜的影响,五层调谐单重态对相关性严重依赖于倾斜。我们还表明,耗尽$m=\pm1$三重态组件,而不是$0-π$过渡的最小值,可以观察到在当前配置文件$I_c(d_F)$的三层自旋阀。耗尽三重态最小值(DTM)是直接归因于随着中心铁磁体厚度的增加,$m=\pm1$三重态相关性降低,伴随着隐藏的,同时从左和右超导体贡献的Gor'kov函数的符号变化。我们介绍了一个玩具模型超导磁邻近系统,以更好地照亮的行为的各个组件的Gor'kov函数和比较完整的数值计算。
2018-02-22 cond-mat.supr-con
Interface currents and magnetization in singlet-triplet superconducting heterostructures: Role of chiral and helical domains
手性畴壁和螺旋畴壁是拓扑自旋三重态超导体的常见缺陷。我们从理论上研究了超导单重态-三重态-单重态异质结构的磁性和输运性质,在自旋三重态区域内存在手性和螺旋畴的情况下,单重态引线之间的相位差是超导单重态-三重态-单重态异质结构的函数。在单重态-三重态界面处的局部反转对称性破缺允许出现静态相位控制的磁化,并且通常产生沿着边缘流动的自旋和电荷电流。畴壁数的奇偶性影响界面矩和电流的相对取向,而在某些情况下,畴壁本身有助于自旋和电荷输运。我们证明,单重态-三重态异质结构是一个通用的原型,以产生和控制非耗散自旋和电荷效应,把它们放在一个更广泛的一类系统表现出自旋霍尔,异常霍尔效应和类似的现象。界面处的电子输运和磁效应的特征可以用来评估手性/螺旋超导体中畴的存在。
2017-08-11 cond-mat.supr-con
Spin-triplet superconducting pairing due to local (Hund's rule, Dirac) exchange
我们讨论了一般意义的本地自旋三重态配对费米子诱导本地铁磁交换,其中的例子是洪德规则耦合。确定了三个主相的准粒子能量和它们的波函数,它们与动量无关。我们利用Bogolyubov-Nambu-De Gennes方法,在两带情况下的三重配对的情况下,导致四分量波函数。准粒子谱中既有无隙模,也有各向同性隙模。一个惊人的类似狄拉克方程进行了简要探讨。这种类型的配对也与相对论费米子有关,因为它反映了基本的离散粒子交换。还与局域带间自旋单重态配对作了比较。
2000-07-04 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
Superconducting diode efficiency from singlet-triplet mixing in disordered systems
本文用自洽Born近似建立无序Rashba超导体的Ginzburg-Landau理论,证明无序可反转弱SOC区二极管方向,并在强SOC区通过单重态-三重态混合驱动SDE。
2025-04-03 cond-mat.supr-con
Superconducting triplet rim currents in a spin-textured ferromagnetic disk
自从长程超导邻近效应被发现以来,自旋三重态库珀对与磁结构(如畴壁和涡旋)之间的相互作用一直是理论研究的热点,而相关的实验研究却很少。我们已经开发出具有高度可控的自旋织构的纳米结构约瑟夫森结,基于盘状的Nb/Co双层。在这里,Co的涡旋磁化和Nb的库珀对合谋在铁磁体中诱导长程三重态(LRT)超导性。令人惊讶的是,LRT相关性出现在铁磁体边缘的高度局部化(亚80 nm)的通道中,尽管其微不足道的能带结构。我们发现,这些强大的边缘电流产生的磁化织构作为一个有效的自旋轨道耦合,这导致在双层真空边界的自旋积累。最后,我们证明,通过改变一个单一的铁磁体的自旋织构,$0$和$π$ -通道可以在同一设备中实现。
2022-05-02 cond-mat.supr-con
Universal spin-triplet superconducting correlations of Majorana fermions
我们建立了拓扑超导体边界上的Majorana费米子只具有自旋-三重态超导关联,而与体超导能隙是自旋单重态还是三重态无关.这对于边界上有奇数对马约拉纳费米子的时间反演破缺拓扑超导体是普遍的。因此,由马约拉纳费米子引起的共振Andreev反射只发生在自旋三重态通道中,并且总是将自旋三重态库珀对注入到引线中。这种自旋三重态凝聚导致自旋轨道耦合(SOC)控制的振荡临界电流,而在TSC/SOC-半导体/TSC约瑟夫森结中没有$0$ - $π$跃迁。这种独特的电流-相位关系的观测可以作为马约拉纳费米子的决定性信号。我们的研究显示了一种基于自旋三重态超导关联操纵马约拉纳费米子的技术。
2015-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electromagnetic proximity effect controlled by spin-triplet correlations in superconducting spin-valve structures
在磁矩非共线织构的存在下,超导自旋阀结构中的自旋-三重态关联强烈地增强了电磁邻近效应,即. e.从铁磁体(F)到超导层(S)的磁场的长距离泄漏。根据Usadel和Eilenberger的理论,分别研究了脏极限和净极限。我们的研究结果提出了一个自然的解释,令人费解的增强自发磁场诱导的非共线磁结构所观察到的μ子自旋旋转技术在一个广泛的类分层S/F系统。我们证明了电磁邻近效应使超导电极被铁磁层覆盖的约瑟夫森结中临界电流的夫琅和费依赖性随外磁场的变化发生了变化。这为测量超导体中感应的自发磁场的大小和方向提供了另一种方法。我们还论证了F $_1$ /S/F $_2$结构中磁态的长程超导控制的可能性。
2019-08-16 cond-mat.supr-con
Reentrant Superconductivity from Competing Spin-Triplet Instabilities
Hirosaki University(弘前大学)
本研究探讨了强磁场下重新进入超导性的问题,通过竞争自旋无极化和自旋极化超导通道,揭示了磁场如何重新组织超导不稳定性 hierarchy,从而产生特征性的重新进入不稳定性曲线。
2026-06-04 cond-mat.supr-con
Magnetic moment manipulation by triplet Josephson current
本文计算了多层铁磁弱连接约瑟夫森结中由能带电子提供的感应磁矩。F层的非共线磁化提供了产生三重态超导关联的必要条件。它导致了长程感应磁矩,出现在超导(S)层。它被证明是依赖于约瑟夫森相位。通过调节约瑟夫森电流,可以控制长程感应磁矩。或者,施加电压可以产生振荡磁矩。这种自旋效应的检测可以作为三重态超导性的独立证据。该机制对于低损耗的超导自旋电子器件具有很大的吸引力。
2012-10-12 cond-mat.supr-con
Manipulating the nematic director by magnetic fields in the spin-triplet superconducting state of CuxBi2Se3
电子向列性是旋转对称性破缺的结果,是各种新材料中出现的现象。为了充分利用这些材料的功能,需要能够通过旋钮(旋钮导向器)来调节它们。在这里,我们报告了通过磁场成功操纵CuxBi 2 Se 3自旋三重态超导态中的向列指向矢(矢量序参数(d-矢量))。在H = 0.5 T时,与上临界场有关的交流磁化率在基面上呈二重对称性。然而,在H = 1.5 T时,磁化率显示出六重对称性,这在任何超导体中从未报道过。这些结果表明,d-矢量最初钉扎到某个方向是解锁的阈值场尊重三角晶体对称性。我们进一步揭示了不同晶体的超导能隙在高场下收敛于p_x对称,尽管在低场下有所不同。
2023-03-28 cond-mat.supr-con
Signatures of superconducting triplet pairing in Ni--Ga-bilayer junctions
Ni-Ga双层膜是一个多功能的平台,用于探索强对抗铁磁相和超导相之间的竞争。我们从实验和理论的角度来描述这种竞争对高弹道Al/Al 2 O3(/EuS)/Ni-Ga隧道结的输运性质的影响。虽然可以在早期结果的框架内很好地理解包括Ni(3 nm)-Ga(60 nm)双层的结的电导谱,该早期结果将出现的主要电导最大值与结膜的超导间隙相关联,但是较薄的Ni(3 nm)-Ga(60 nm)双层的电导谱可以在较低的温度下被测量。(1.6 nm)-Ga(30 nm)双层需要完全不同的物理,并产生新的大偏置(当与作为参考的薄Al膜的超导能隙相比时)电导峰子系列,我们称之为电导肩。这些电导肩膀可能会吸引相当多的注意力,也在类似的磁性超导双层结,因为我们预测他们提供一个实验上很容易获得的传输签名的超导三重态配对周围的界面的Ni-Ga双层。我们进一步证实了这一说法执行互补极化中子反射测量的双层,从中我们推断出(1)一个不均匀的磁化结构的Ga在几个纳米厚的区域周围的Ni-Ga边界,同时可以(2)令人满意地拟合所获得的数据只考虑顺磁性迈斯纳响应的情况。虽然后者提供了独立的实验证据的诱导三重态超导性内的Ni-Ga双层,前者可能作为其潜在的微观物理起源的第一个实验提示。
2022-03-30 cond-mat.supr-con
Dipole Interaction in Triplet Superconductivity with Horizontal Line Nodes; Orientation of the Superconducting Order Parameter in Sr2RuO4
研究了三重态超导电性中的偶极相互作用。如果库珀对是由体心四面体晶格中$\mib{r}$和$\mib{r}+(\pm\frac{a}{2},\pm\frac{a}{2},\pm\frac{c}{2})$上的电子形成的(在这种情况下,线节点在圆柱费米表面上水平延伸),当${\mib{d}}$ -矢量垂直于库珀对的角动量方向($\mib{l}$ -矢量)时,偶极子能量较低。这一结果与超流$^3$ He在ABM态的偶极能相反,在ABM态中,由于偶极相互作用,$\mib{d}$ -矢量被迫与$\mib{l}$ -矢量平行或反平行。这个结果可以解释Ishida等人最近在Sr $_2$ RuO $_4$中的NQR实验。
2003-06-13 cond-mat.supr-con
Memory Effect and Triplet Pairing Generation in the Superconducting Exchange Biased Co/CoOx/Cu41Ni59/Nb/Cu41Ni59 Layered Heterostructure
我们制作了一个纳米层混合超导铁磁自旋阀结构,其电阻状态取决于前一个磁场的极性。这种效应是基于稀释的铁磁铜镍合金上的强交换偏置(约-2kOe)和在频率三重态配对分量中长范围奇数的产生。在零磁场下,高、低电阻态的差异对于250 μA的传输电流为正常状态电阻的90%,对于10 μA仍为正常状态电阻的42%左右。该结构的两种逻辑状态在空闲模式中不需要偏置场或电流。
2013-07-25 cond-mat.supr-con
Spin-orbit-phonon interaction as an origin of helical-symmetry breaking spin-triplet superconducting state
利用$μ$ SR(μ子自旋旋转或弛豫)实验,报道了一系列10个以上化合物超导态的局域场分布宽度$ΔH\equivσ/γ_μ$($γ_μ=135.5\,$ MHz/T为$μ^{+}$的旋磁比)和/或自发磁场$H_{\rm spon}$的过度增加。这些量的大小总体上是1G的量级。我们认为,在这些化合物中,包括具有强的5d电子自旋轨道相互作用的离子,如LaNiGa $_2$中的La或Re $_6$ Zr中的Re,局域场分布$ΔH$的增加是通过准粒子与离子振动(声子)之间的自旋轨道耦合和常规的准粒子-声子耦合的协同作用而实现的,在停止的$μ^{+}$位置周围诱导具有手征超自旋电流的螺旋对称破缺超导态的自旋-三重态p波配对。$ΔH$的大小估计为1G的顺序,与实验观察一致。
2020-02-26 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
Theory of Pairing Assisted Spin Polarization in Spin-Triplet Equal Spin Pairing: Origin of Extra Magnetization in Sr_2RuO_4 in Superconducting State
结果表明,如果准粒子态密度的能量依赖性在正常态下存在,那么自旋三重态超导的等自旋配对的开始会引起额外磁化。结果表明,Sr_2RuO_4在费米能级附近的态密度中存在范霍夫奇异性,从而解释了Ishida等人报道的Knight位移的额外贡献,这一效应在没有外加磁场的情况下也存在,这意味着时间反演对称性在自旋空间中自发破缺.
2014-05-13 cond-mat.supr-con
Effects of Rashba-spin-orbit coupling on superconducting boron-doped nanocrystalline diamond films: evidence of interfacial triplet superconductivity
在金刚石的许多显著特性中,当重掺杂硼时的超导能力吸引了碳社区的极大兴趣。当考虑纳米晶硼掺杂系统时,减少的维度和限制效应导致了几个有趣的观察结果,最值得注意的是,混合超导相的特征。在这里,我们提出了超高分辨率透射电子显微镜成像的晶界,并演示了如何复杂的微观结构导致增强的载流子相关性。我们观察到自旋轨道耦合(SOC)的标志性特征表现为弱的反局域化效应。增强的SOC被认为是由于在晶界界面处的反转对称性破缺以及晶粒之间的反对称限制电位的组合,诱导Rashba型SOC。从一个明显的零偏置峰的差分电导,我们证明了一个三重态组件的签名,相信是由于自旋混合所造成的隧穿单线态库珀对通过这样的Rashba-SOC晶界结。
2020-09-01 cond-mat.supr-con
Coexistence of spin-triplet superconductivity and ferromagnetism induced by the Hund's rule exchange
我们讨论了轨道简并系统中由洪德规则耦合引起的相关费米子之间的局部自旋三重态配对的一般意义。在局部库仑和Hund规则交换相互作用诱导的交换场的情况下,确定了超导主相的准粒子能量、磁矩和超导能隙。的相图,以及在所施加的磁场附近的斯通纳阈值的自旋三重态配对状态的演变提供了一个模型的两个带系统。自旋极化超导相的出现使斯通纳阈值成为一个隐藏的临界点,因为配对产生了一个小但可检测的均匀磁化。讨论了在强耦合极限下,超导态对铁磁性的稳定性。
2002-05-09 cond-mat.supr-con
Coexistence of spin-triplet superconductivity with magnetic ordering in an orbitally degenerate system: Hartree-Fock-BCS approximation revisited
在带间杂化的双简并哈伯德模型中考虑了Hund规则交换诱导的自旋三重态和磁性共存态。在正方形格子的情况下,分析了Hartree-Fock近似与BCS方法的结合.计算的相图包含自旋三重态超导相共存的铁磁性或反铁磁性,以及纯超导相的稳定区域。还讨论了位间杂化对所考虑相的稳定性的影响,以及磁矩和超导能隙的温度依赖性。我们的方法补充了众所周知的相图只包含磁相与配对的三重态在同一基础上处理。我们还简要地讨论了如何在这个模型中包含自旋涨落与实空间配对。
2013-04-17 cond-mat.supr-con
Controlling the superconducting transition by spin-orbit coupling
虽然有相当多的证据表明,在非均匀磁场的存在下,单线态库珀对转化为三线态库珀对,但最近的理论建议提出了一种控制三线态生成的替代方法:耦合到超导体的均匀铁磁体中的内禀自旋轨道耦合。在这里,我们接近耦合Nb的不对称的Pt/Co/Pt三层,作为一个有效的自旋轨道耦合铁磁体由于结构反转不对称。非常规调制的超导临界温度作为一个功能的面内和面外施加的磁场表明存在的三重态,可以控制由一个单一的均匀铁磁体的磁取向。我们的研究首次证明了自旋轨道耦合在控制三重态中的积极作用,这是实现新型超导自旋电子器件的重要一步。
2017-10-24 cond-mat.supr-con
Triplet superconducting pairing and density-wave instabilities in organic conductors
利用重整化群方法,我们确定了一个扩展的准一维电子气模型,其中包括链间跳跃,嵌套偏差和链内和链间排斥相互作用的相图。我们发现自旋密度波和电荷密度波相,单线态d波和三线态f波超导相非常接近。我们的结果与最近在Bechgaard盐中令人困惑的实验结果之间有着惊人的对应关系,包括自旋密度波和电荷密度波相的共存以及超导相中三重态配对的可能性。
2005-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of tunneling spectroscopy in superconducting Sr2RuO4
本文提出了正常金属/绝缘体/三重态超导结隧穿谱的理论。我们假设了Sr $_{2}$ RuO $_{4}$最有希望的两种非幺正三重态超导态。计算的电导谱显示出零偏压峰和带隙结构。谱中剩余成分的存在反映了超导态的非幺正性。
1997-06-27 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
Emergence of Triplet Superconductivity from Cavity Vacuum Fluctuations
Shanghai Qizhi Institute(上海启智研究院);Shanghai Artificial Intelligence Laboratory(上海人工智能实验室);Fudan University(复旦大学);Shanghai Research Center for Quantum Sciences(上海量子科学研究中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本研究通过理论分析,证明腔真空涨落可以单独驱动原本的单重态超导体中出现三重态超导性,并揭示了其通过重整化电子能带结构改变费米面和配对通道竞争的实现机制。
2026-05-23 cond-mat.supr-con
Coexistence of spin-triplet superconductivity and ferromagnetism induced by the local Hund's rule exchange
我们表征了巡游铁磁性和自旋三重态超导性在一个单一的机制,涉及本地(洪德规则)之间的$d$电子交换共存。计算了$ZrZn_2$的超导能隙的转变温度与自旋各向异性的比值。$A$相在非常低的应用和分子场中是稳定的,而$A1$相在较高的场中持续存在。在超导相中,在Stoner阈值以下存在小的剩余磁矩。
2002-02-04 cond-mat.supr-con
Two-gap superconductivity in LaNiGa$_2$ with non-unitary triplet pairing and even parity gap symmetry
超导LaNiC $_2$和LaNiGa $_2$的配对态的性质至今仍是一个令人困惑的问题。在这两种化合物中都观察到了时间反演对称性的破缺,群论分析表明它们是非幺正的三重态。然而,所有允许的非幺正三重态都具有节隙函数,但大多数热力学和NMR测量表明LaNiC $_2$具有完全带隙的超导性。在这里,我们探测的间隙对称性的LaNiGa $_2$的伦敦穿透深度,比热和上临界场的测量。这些测量表明,两个间隙nodeless超导性在LaNiGa $_2$,这表明这是一个共同的特点,这两种化合物。这些结果使我们能够提出一种新的三重态超导态,其中配对发生在相同自旋但在不同轨道上的电子之间。在这种情况下,超导波函数具有三重态自旋分量,但各向同性偶宇称隙对称,但整体波函数在粒子交换下保持反对称。这个模型导致了一个无节点的双能隙超导态,打破了时间反演对称性,因此很好地解释了看似矛盾的实验结果。
2016-05-26 cond-mat.supr-con
Half-Metallic Superconducting Triplet Spin Valve
我们从理论上研究了一个有限尺寸的$SF_1NF_2$自旋阀,其中一个普通金属($N$)插入物将薄的标准铁磁体($F_1$)和厚的半金属铁磁体($F_2$)分开。对于接近相干长度$ξ_0$的足够薄的超导体($S$)宽度,我们发现铁磁体中的相对磁化取向的变化可以导致转变温度$T_c$的显著变化,这与实验[Singh等人,Rev. X 5,021019(2015)]。我们的结果表明,在良好的协议与实验中,变化是最大的情况下,$F_2$是在一个半金属相,从而支持只有一个自旋方向。为了查明这种强自旋阀效应的起源,使用自洽显微技术计算了等自旋$f_1$和反自旋$f_0$三重态关联。我们发现当$F_1$的磁化强度稍微偏离平面时,$f_1$分量可以成为超导体中的主要三重态分量。两个铁磁体之间的耦合进行了讨论,在系统中存在的基本自旋电流。我们更进一步,并表明,零能量峰值的局域态密度探测的$S$侧的阀门可以是另一个签名的超导三重态相关的存在。我们的研究结果表明,足够薄的$S$层,在$S$侧的零能量峰可以大于其对应的$F_2$侧。
2016-07-13 cond-mat.supr-con
Interplay of Magnetic and Superconducting Proximity Effects in FSF Trilayers
我们提出的理论结果的相互作用的磁性和超导秩序的扩散铁磁超导铁磁三层。整个三层中的诱导三重态超导关联导致诱导自旋磁化。我们包括自洽的序参量在超导层在任意温度下,任意界面的透明度,和任何相对取向的交换场在两个铁磁体。我们建议使用的扭矩三层在一个外部磁场作为探针的三重关联的超导相的存在。
2005-07-16 cond-mat.supr-con
Critical temperature of triplet superconductor-ferromagnet bilayers as a probe for pairing symmetry
本文计算了三重态超导体-铁磁体双层膜的临界温度$T_c$,发现$T_c$随铁磁层厚度和磁化方向的变化能反映三重态序参量的轨道与自旋特征,从而可作为识别本征三重态超导体配对对称性的有效探针。
2024-02-15 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
Nematic versus ferromagnetic spin filtering of triplet Cooper pairs in superconducting spintronics
我们考虑两种类型的磁约瑟夫森结~(JJ)。它们由两个单线态超导体~S和它们之间的磁性层形成,使得JJ是S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}$类型的异质结构,其中~S $_{\text{m}}$包括具有非共线磁化矢量的两个磁性层。一个层由弱铁磁体表示,另一个层-自旋过滤器-是导电的强铁磁体(N型或N \nobreakdash型JJ)或具有自旋依赖透明度的磁性隧道势垒(磁性或M \nobreakdash型JJ)。由于自旋过滤,只有完全极化的三重态分量才能穿透正常的n线,并提供超导体S之间的约瑟夫森耦合。尽管两种滤波器都允许总自旋为~ $\mathbf{S}$且平行于滤波器轴的三重态库珀对通过,但磁JJ和磁JJ的行为完全不同。而在反平行的情况下,电荷和自旋电流,~ $I_{\text{Q}}$和~ $I_{\text{sp}}$,不依赖于过滤器轴的相互取向,在反平行的过滤器轴的情况下,这两个电流消失在磁~JJ,并改变符号下反转过滤器的方向。所得到的~ $I_{\text{Q}}$和~ $I_{\text{sp}}$的表达式清楚地表明了超导相~ $φ$和弱磁层中交换场间夹角~ $α$之间的对偶性。
2015-11-10 cond-mat.supr-con
Inducing odd-frequency triplet superconducting correlations in a normal metal
本文从理论上讨论了超导体和非均匀磁化的铁磁绝缘体接触的扩散正常金属带中超导和铁磁邻近效应之间的相互作用。正常金属的准粒子态密度显示出与自旋1(TCS 1)的三重态相关的清晰的定性特征。当远离超导接触面时,TCS 1在零能量处聚焦,呈现出典型的空间标度行为。这种行为可以共存的单重态相关和三重态相关与自旋零在有限的,但subgap能量的聚焦。同时观察到这两种效应将使TCS 1的特征明确。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermal Conductivity near H_c2 for spin-triplet superconducting States with line nodes in Sr_2RuO_4
本文计算了自旋三重态超导态在H_c2附近磁场中的热导率kappa,其中自旋三重态的线节点垂直于RuO_2-平面和水平于RuO_2-平面。计算格林函数的方法考虑了Abrikosov涡格的序参量和超导流的空间变化。对于面内磁场,我们得到的变化的面内kappa作为旋转角的函数,其中的最小值和最大值发生的磁场方向平行和垂直于热流的双重对称性。的变化幅度随杂质散射和温度的增加而减小。在较高温度下,变化的最小值和最大值互换。由于垂直和水平线节点的结果几乎是相同的,我们不能说这两个配对模型更符合最近的测量Sr_2RuO_4中的kappa。考虑到费米面的特殊形状和有限温度效应,得到了在d波配对下观察到的YBa_2Cu_3O_(7-δ)中kappa的四重调制。对于具有水平线节点的f波配对态,kappa的结果在某些方面与UPt_3上的测量不一致。
2001-04-23 cond-mat.supr-con
Spin transport in a normal meta-altermagnetic superconducting nanowire junction
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院量子材料国际中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院)
提出在交变磁超导纳米线中实现自旋三重态超导和自旋超流,通过非平衡格林函数方法证明正常金属-交变磁超导纳米线界面存在非零等自旋安德烈夫反射,并系统研究自旋偏压下的自旋输运特性。
2026-06-19 cond-mat.supr-con
Superconducting switching due to triplet component in the Pb/Cu/Ni/Cu/Co$_2$Cr$_{1-x}$Fe$_x$Al$_y$ spin-valve structure
本文报道了Co $_2$ Cr $_{1-x}$ Fe $_x$ Al $_y$ /Cu/Ni/Cu/Pb自旋阀结构的超导性能,该结构的磁性部分由具有导带高自旋极化度(DSP)的Heusler合金层HA = Co $_2$ Cr $_{1-x}$ Fe $_x$ Al $_y$和厚度可变的Ni层组成。我们得到,测量的HA和Ni层的磁化的平行($α= 0^\circ$)和垂直($α= 90^\circ$)取向的超导转变曲线之间的分离达到0.5 K($α$是两个铁磁层的磁化之间的角度)。对于所有研究的样品的超导转变温度$T_c$对$α$的依赖性表明,在附近的垂直配置的磁化深的最小值。这表明所观察到的自旋阀的最小值和相应的完全开关效应是由多层中的超导冷凝物的长程三重态分量引起的。这种大的效应可以归因于HA层的半金属性质,其在正交配置中有效地从HA层和Ni层之间的空间抽出自旋极化的库珀对。我们的结果表明,最近由A。Singh等人,Phys. Rev. X 5,021019(2015)中所描述的方法来实现开关效应的大值。
2019-07-30 cond-mat.supr-con
Little-Parks oscillation and ${\bf d}$-vector texture in spin-triplet superconducting rings with bias current
从理论上研究了超导环在磁场中的临界偏置电流$j_c$。基于Ginzburg-Landau理论,我们证明了$j_c$在SC转变温度下,随着通过环的磁通量的增加,表现出类似于LP振荡的Little-Parks振荡.还发现,对于自旋三重态SC环,${\bf d}$ -矢量旋转以产生更大的$j_c$,形成沿环的圆周的织构。我们的结果的实验意义进行了讨论。
2022-08-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of superconducting gap spectra of long-range proximity effect in Au/SrTiO$_3$/SrRuO$_3$/Sr$_2$RuO$_4$ tunnel junctions
在Au/SrTiO $_3$ /SrRuO $_3$ /Sr $_2$ RuO $_4$隧道结中,我们观察到了一个非常规的超导小间隙,它是由自旋三重态超导体SrPDMATHABMN RuO $_4$诱导到铁磁体SrRuO $_3$的.隧道结的电压偏置微分电导在零偏置附近表现出V形能隙特征,对应于SrRuO $_3$中超导微型能隙开口时态密度的降低.在15 nm厚的SrRuO $_3$层表面观察到的小间隙证实了诱导超导的自旋三重态性质。的形状和温度依赖性的差距功能的差分电导表明,偶数频率$p$波的相关性占主导地位,超过奇数频率$s$波的相关性。理论计算支持这种$p$波的情况。我们的工作为$p$波库珀对在铁磁体中的穿透提供了态密度证明,并对$p$波自旋三重态超导体与铁磁体之间的邻近效应有了重要的认识.
2019-03-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity and spin triplet collective mode in the t-J model close to antiferromagnetic instability
为了研究长程反铁磁序、超导电性和两粒子三重态集体激发之间的关系,我们考虑了一个修正的二维t-J模型,掺杂接近半填充.该模型包括额外的跳跃t ''和最近的网站库仑排斥V。额外的参数允许我们控制系统的AF不稳定性的接近程度。我们证明了长程AF有序和d-g波超导共存的可能性。在具有长程AF序的相位中,我们发现了超导能隙和自旋波重整化。我们证明了在接近AF不稳定点时,自旋三重态集体激发的能量低于超导能隙。
1998-10-13 cond-mat.supr-con
Controlling spin pumping into superconducting Nb by proximity-induced spin-triplet Cooper pairs
邻近诱导的长程自旋三重态超电流是在超导/铁磁异质结构中产生的,这对超导自旋电子学领域很重要。当制造成约瑟夫森结器件时,多层堆叠Nb/Cr/Fe/Cr/Nb已经被示出支持这样的外来电流。然而,在约瑟夫森结结构之外的超导体中可控地产生纯自旋电流是进展的瓶颈。最近,铁磁共振被提出作为一个可能的方向,签名的纯超导产生的吉尔伯特阻尼超导临界温度以下的增强,但必要的条件仍然很差。与理论预测相一致,我们最终证明,只有当满足支持邻近诱导自旋三重态效应的条件时,才有可能将纯自旋电流泵入超导体。我们的研究是超导纯自旋电流产生和操纵的重要一步,大大推进了超导自旋电子学领域。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci 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
Magnetic impurities make superconductivity in 3D Dirac semi-metal triplet
传统的电子-声子耦合在时间反转和反转不变的狄拉克半金属中诱导出奇(三重态)或偶(单重态)配对态。在化学势$μ$和表征配对吸引的参数(有效电子-电子耦合常数$λ$和德拜能量$T_{D}$)的一定范围内,单重态的能量虽然总是较低,但在三重态上占优势的幅度非常小。这意味着,虽然相互作用很小,但可以区分自旋单线态和自旋三线态,这决定了那里超导有序的性质。它表明,在足够接近狄拉克点($μ\lesssim T_{D}$)的材料中,磁性杂质稳定了奇对超导态。
2014-08-26 cond-mat.supr-con
Evidence for spin-triplet superconducting correlations in metal-oxide heterostructures with non-collinear magnetization
实验研究了由铁磁La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3、铁磁SrRu_(0.7)O_3和超导YBa_2Cu_3 O_x组成的异质结构。采用脉冲激光沉积法制备了Au/La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO 3/YBa 2Cu 3 Ox复合材料,并通过X射线衍射和反射率测试证实了其高质量。利用SQUID磁强计和极化中子反射仪揭示了异质结构的非共线磁态。我们已经进一步观察到超导电流在台面结构的异质结构的顶部上的第二超导Nb层的沉积,然后通过光刻和离子束蚀刻图案化。在这些台面结构中观察到的约瑟夫森效应可以通过超导序参量的三重态分量渗透到磁性层中来解释。
2014-06-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconducting critical temperature and singlet and triplet pair functions of superconductor/normal-metal/ferromagnet trilayers
利用线性化的Usadel方程计算了超导体/正常金属/铁磁体(S/N/F)三层的超导临界温度$T_c$、单重态对函数$Ψ^+(x)$和三重态对函数$Ψ^-(x)$.将Fominov $et al.$提出的S/F双层膜的格林函数方法推广到S/N/F三层膜。三层超导体的S被视为s波单重态配对超导体,S/N和N/F界面分别用$γ_b^{SN}$和$γ_b^{NF}$参数化的界面电阻来模拟。我们提出的$T_c$,$Ψ^+(x)$,和$Ψ^-(x)$典型的$γ_b^{SN}$,$γ_b^{NF}$,和交换能$ E_{ex}$:(a)对于一个小(大)的$γ_b^{NF}$,$T_c$的S/N/F三层,随着$d_N$增加,增加(减少)的N相干长度$ξ_N$的长度尺度上的$d_N=0$由于边界条件不匹配的不连续性。(b)$T_c(d_F)$表现出非单调行为,类似于具有减弱的浅倾角的S/F双层。(c)由$E_{ex}$和邻近效应引起的奇频率三重态分量$Ψ^-(x)$在N/F界面附近有一个最大值,并在F中的长度标度$ξ_{ex}$上减小。它还分别渗透到长度尺度$ξ_N$和$ξ_S$上的N和S区域。在此基础上,我们对Nb/Au/CoFe三层体系中奇三重态的实验观察和最近的$T_c$测量结果作了评述。
2007-01-29 cond-mat.supr-con
Local electronic structures on the superconducting interface $LaAlO_{3}/SrTiO_{3}$
受异质界面$LaAlO_{3}/SrTiO_{3}$超导性发现的启发,我们考虑了由于反转对称性的缺乏而引起的Rashba型自旋轨道相互作用(RSOI)的影响,从理论上研究了杂质附近的局域电子结构.我们发现杂质附近的局域态密度出现了费米面上准粒子散射引起的带内共振峰,其对隙的符号与RSOI诱导的三重态和单重态混合超导态的对隙符号相反.我们还分析了态密度和局域态密度随RSOI强度所决定的三重态对分量权重的演化,这将在表面或界面诱导RSOI的超导体薄膜以及各种非中心对称超导体中广泛观察到。从而揭示了自旋单线态和RSOI诱导的三线态超导态的混合。
2010-04-14 cond-mat.supr-con