Huge thermoelectric effects in ferromagnet-superconductor junctions in the presence of a spin-splitting field
我们发现,一个巨大的热电效应,可以观察到通过接触超导体的态密度是自旋分裂的塞曼场与铁磁体与非零极化。所得到的热功率超过$k_B/e$很大一部分,并且热电品质因数$ZT$可以远远超过1,导致热机效率接近卡诺极限。我们还表明,自旋极化电流可以在超导体中产生通过施加温度偏置。
2013-07-18 cond-mat.supr-con
Zero-bias conductance peak split in d-wave superconductors: Derivation of the universal magnetic field dependence
d波超导体的零偏压电导峰在外加磁场中分裂。在这项工作中,实验观察到的普遍关系δ ~ B 0 ^(1/2)的条形样品的解析推导的基础上的长期电流的贡献,从样品内部的Abrikosov涡。结果是完全符合观察到的关键属性,和功能,如滞后效应是可以访问的。采用磁感应的附加序参量对于普适关系的物理解释是不必要的。
2009-04-22 cond-mat.supr-con
Strongly spin-polarized current generated in Zeeman-split unconventional superconductors
本文研究了在外加面内磁场作用下的薄膜正常金属/超导体结的超导序参量的几种对称性。对于p波超导体,由于超导序参量的节点结构、零能表面态的存在或不存在以及形成超导性的能带的塞曼分裂之间的相互作用,出现了强自旋极化电流。因此,极化强烈地依赖于超导态的轨道对称性。我们的研究结果表明,获得充分的自旋极化电流至关重要的零能量表面状态,不存在于s波超导体的机制。
2008-06-30 cond-mat.supr-con
Supercurrent Induced Charge-Spin Conversion in Spin-Split Superconductors
本文研究了同向超电流存在下,具有自旋分裂场的介观超导体中自旋极化准粒子输运。在这样的系统中,非平衡态的特征在于电荷、自旋、能量和自旋能量模式。在这里,我们表明,在存在自旋分裂和超导,所有这些模式是相互耦合的。因此,超电流可以将电荷不平衡(在自旋分裂存在下以相对短的尺度衰减)转换为仅通过非弹性散射衰减的长程自旋累积。这种效应使得相干电荷自旋转换可控的磁通量,它可以通过研究不同的对称分量的非本地电导信号检测。
2018-06-28 cond-mat.supr-con
Field-free anomalous junction and superconducting diode effect in spin split superconductor/topological insulator junctions
研究了在三维拓扑绝缘体上的超导-铁磁绝缘体双层结构(FIS)自旋分裂超导体之间的扩散约瑟夫森结的输运性质.我们推导出相应的Usadel方程描述在这些系统中的准经典格林函数,并首先求解方程解析的弱邻近的情况下。我们证明了在没有外部磁场的情况下出现的异常相位。我们还探索非互惠电子运输。具体来说,我们通过求解Usadel方程来计算结的二极管效率$η$。我们甚至在零外加磁场下也获得了相当大的二极管效应。我们讨论了二极管效率$η$如何依赖于不同的参数,并发现$η$随温度的非单调行为。
2022-10-03 cond-mat.supr-con
Current rectification in junctions with spin-split superconductors
自旋分裂超导体表现出电子-空穴不对称的自旋分辨态密度,但在对自旋进行平均后,对称性会恢复。另一方面,非对称性再次出现在自旋分裂超导体与自旋极化势垒的隧道结。正如最近在理论和实验中所证明的那样,这一事实导致了超导铁磁结构中特别强的热电效应。在这项工作中,我们显示了另一个重要的影响,源于电子空穴的不对称性-电流整流。本文计算了正常金属和自旋分裂超导体的自旋极化隧道结在交流和直流偏压下的电荷电流。在DC情况下,I-V曲线不是完全反对称的,并且由于自旋极化而具有电压对称分量。这转化为在AC情况下整流电流的存在,其与结的自旋极化成比例,并且强烈地依赖于所施加的偏置的频率。我们讨论了整流效应的可能应用,包括用于超导电子学和辐射探测器的二极管。整流充电电流的分析是由热电流和相关的噪声消除器,其中电子空穴不对称性也起着重要的作用,并在检测器中的应用程序是有用的讨论补充。
2021-09-21 cond-mat.supr-con
Tunnelling between non-centrosymmetric superconductors with significant spin-orbit splitting studied theoretically within a two-band treatment
本文从理论上研究了具有显著自旋轨道分裂的非中心对称超导体之间的隧穿问题。我们发现临界约瑟夫森电流可以通过改变描述结每一侧不存在反转对称性的矢量之间的相对角度来调制。两个间隙的存在也导致准粒子电流-电压特性中的多个台阶。我们认为,这两种效应可能有助于确定在CePt $_3$ Si,UIr和Cd $_2$ Re $_2$ O $_7$材料的配对状态。我们提出这些想法的实验测试,包括扫描隧道显微镜。
2006-08-24 cond-mat.supr-con
Strong odd-frequency correlations in fully gapped Zeeman-split superconductors
现在已经确定,在超导体/铁磁体(S/F)界面处出现非常规的超导态,其中配对态是奇频的。这种超导状态的标志性特征通常被理解为在靠近S/F界面的子能隙能量处的电子态密度(DoS)的增强。然而,在这里,我们表明,一个奇怪的频率状态可以存在,即使是完全缺口的DoS。作为一个例子,我们表明,这是在开创性的S/FI(其中FI是一个绝缘铁磁体)隧道实验的Meservey和Tedrow的情况下,我们推导出一个广义的分析criterium描述的效果奇频配对的DoS。最后,我们提出了一个简单的实验,在塞曼分裂超导体的奇频配对可以明确地检测通过应用外部磁场。
2015-09-29 cond-mat.supr-con
Josephson transistor and robust supercurrent enhancement with spin-split superconductors
本研究理论探讨自旋劈裂超导体构成的约瑟夫森结,发现增大自旋劈裂场可稳健增强超电流逾100%,并可通过调节自旋劈裂实现低电压π跃迁,温度偏压则引发尖锐超电流跳变。
2024-11-24 cond-mat.supr-con
Charge transport through spin-polarized tunnel junction between two spin-split superconductors
研究了自旋极化隧穿势垒连接的两个自旋分裂超导体之间的结的输运性质。超导体(S)中的自旋分裂场是由相邻的具有任意磁化强度的铁磁绝缘层(FI)引起的。本研究的目的是双重的:一方面,我们提出了一个基于准经典格林函数的理论框架来计算通过结的约瑟夫森和准粒子电流,我们的理论预测了隧道微分电导$dI/dV$的定性新结果,当两个超导体的自旋分裂场是非共线的。我们还讨论了如何基于FI/S结可以用来实现具有恒定的几何相移的电流相位关系的反常约瑟夫森结。因此,它们可以在S电极之间没有相位差的情况下表现出自发的三重态超电流。另一方面,我们显示的EuS/Al/Al $_2$ O $_3$ /EuS/Al结的平面隧道光谱的结果,并使用我们的理论模型再现所获得的$dI/dV$曲线。理论和实验之间的比较揭示了有关的结的本征参数,如超导序参量的大小,自旋分裂字段和自旋弛豫,以及有关的两个EuS膜的属性,作为它们的形态,畴结构和磁各向异性的信息。
2019-11-12 cond-mat.supr-con
Coherent subgap transport in spin-split Josephson junctions
University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学)
研究通过EuS/Al结观测到子间隙输运和偶奇MAR效应,发现自旋分裂超导体主导输运,验证了强超导耦合。
2025-11-28 cond-mat.supr-con
Electron refrigeration in hybrid structures with spin-split superconductors
超导体和普通金属之间的电子隧穿已经被用于后者中电子的有效制冷。这种冷却是一种非线性效应,通常需要很大的电压。在这里,我们研究了基于超导体的异质结中的电子冷却,其中自旋分裂场通过自旋过滤势垒与正常金属耦合。冷却功率在所施加的电压中显示出线性项。这通过将其最佳冷却转移到较低电压来提高普通金属中电子制冷的性能系数,并且还允许通过反转电压的符号来冷却自旋分裂超导体。我们还展示了如何隧道耦合自旋分裂超导体与常规的允许后者的高效制冷。
2017-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin imbalance in mesoscopic superconductors under a Zeeman splitting
本文发展了低温下塞曼分裂超导薄膜的自旋弛豫理论。本文提出了一种新的自旋弛豫机制,它只适用于塞曼分裂超导体。它可以解释在塞曼分裂超导体中实验观察到的极高的自旋弛豫长度,以及它们随磁场的强烈增长。在这个机制的框架下,所观察到的自旋信号是由自旋分裂态密度加权的自旋无关非平衡准粒子分布形成的。我们证明,这种自旋信号的弛豫长度是由能量弛豫长度在超导能隙的顺序。
2015-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-polarized multiple Andreev reflections in spin-split superconductors
本文研究了两个自旋分裂超导体之间的电压偏置接触的输运性质。在低透明度下,多个Andreev反射的贡献导致亚谐波带隙结构,其关键取决于每个超导体的自旋分裂场的振幅和相对角度。对于非共线场,我们发现一个有趣的奇偶效应的束缚态的间隙内,奇数阶多重Andreev反射分裂,但偶数阶的仍然在其预期的位置。通过计算的电流-电压特性,我们确定了所需的透明度出现的次谐波间隙结构,并表明,分裂的奇数束缚态与不同的阈值能量的自旋极化Andreev过程。我们的研究结果提供了一个工具,以实验确定自旋分裂超导体中的塞曼场的振幅和方向。
2019-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonequilibrium spin-splitter effect in altermagnet superconductor hybrids
本文通过计算交变自旋电流和边缘自旋密度,研究了超导交替磁体及其混合结构中的非平衡自旋分束器效应,发现其在超导态下对低频电场响应强烈且反相分量在能隙频率以下消失,并可通过温度非单调调控,从而可用于识别交替磁体及实际应用。
2025-10-13 cond-mat.supr-con
Split of zero-bias conductance peak in normal-metal / d-wave superconductor junctions
用单点近似方法讨论了杂质散射对正常金属/ $d$波超导结电导的影响。到目前为止,零偏置电导峰的分裂被认为是高- $T_c$超导体表面时间反转对称性态破缺的证据。然而,在本文中,它表明,在界面附近的杂质散射也造成了零偏压电导峰的分裂。本文的理论很好地解释了在有限温度和外加磁场条件下实验观察到的典型电导谱。
2003-12-12 cond-mat.mes-hall 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
Andreev spectrum of a Josephson junction with spin-split superconductors
研究了具有内禀交换场的两个超导体之间的约瑟夫森结中的Andreev束缚态和电荷输运。我们发现,对于超导体中交换场的平行组态,离散谱由两对自旋分裂态组成。在这种情况下,约瑟夫森电流主要由束缚态携带。相反,对于反平行的配置,我们发现,没有自旋分裂的束缚态和相位差小于一定的临界值有没有束缚态。因此,超电流只由光谱连续部分的状态携带。我们的预测可以通过对两个自旋分裂超导体之间的弱连接进行隧穿光谱来测试。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Colloquium: Nonequilibrium effects in superconductors with a spin-splitting field
本文综述了非平衡条件下自旋分裂超导体性质研究的最新进展。最近的实验和理论表明,在基于这种材料的器件中发生的各种各样的输运现象表明在热电、低耗散自旋电子学、辐射检测和传感中的直接应用。我们讨论了不同的实验情况,并提出了一个基于量子动力学方程的理论框架。在这个框架内,我们提供了一个准确的描述的非平衡分布的电荷,自旋和能量,这是相关的非平衡模式,在不同的混合结构。我们还回顾了自旋分裂超导体的实验,并展示了如何传输测量揭示的非平衡模式和它们的相互耦合的属性。我们详细讨论了自旋分裂超导体中的自旋注入和扩散以及极大的热电效应。
2019-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of magnetotunneling spectroscopy in spin triplet p-wave superconductors
研究了磁场$H$对正常金属/非常规超导体中由零能Andreev束缚态(ZES)引起的零偏压电导峰(ZBCP)的影响.对于p波结,即使对于足够低的透明结,ZBCP也不会被$H$一分为二,其中ZBCP对于d波明显分裂。这种独特的性质源于这样一个事实,即对于p波超导体,垂直注入的准粒子形成ZES,这对隧道电导的贡献最占主导地位。此外,我们还发现对于$p_{x}$ +i $p_{y}$波超导结,由于时间反演对称态破缺的形成,ZBCP的高度对$H$敏感。我们认为磁场中的隧穿谱($i.e.$,$magnetotunneling$)是确定非常规超导体对对称性的一种很有前途的方法。
2002-05-12 cond-mat.supr-con
Absence of split pairs in the cross-correlations of a highly transparent normal metal-superconductor-normal metal electron beam splitter
利用散射理论研究了三端正常金属-超导体-正常金属(NSN)混合结构的非局域电导和电流互相关。Mélin、Benjamin和Martin [Phys.Rev.B77,094512(2008)]发现的高透明度下的正互相关不是由于交叉Andreev反射。另一方面,本地过程可以通过无反射隧穿增强,但这种机制对非本地过程和电流互相关的影响很小。因此,库珀对分裂不能通过无反射隧穿来增强。总的来说,这表明具有高度透明或有效高度透明界面的NSN结构不适合在实验上产生纠缠分裂电子对。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tunability of Andreev levels via spin-orbit coupling in Zeeman-split Josephson junctions
通过求解Bogoliubov de-Gennes方程,研究了塞曼分裂超导体/Rashba线/塞曼分裂超导体结中的Andreev反射和Andreev能级$\varepsilon$.我们从理论上证明了Andreev能级$\varepsilon$可以通过调节Rashba自旋轨道相互作用的强度或Rashba自旋轨道相互作用与塞曼场的相对方向来控制。特别是,它被发现,带分裂的幅度是可调的Rashba自旋轨道相互作用的强度和强度的线,这可以解释为在Rashba线的自旋进动。我们还发现,如果超导体中的塞曼场具有平行于结方向的分量,则$\varepsilon$ - $ϕ$曲线关于超导相位差$ϕ$变得不对称。然而,与每个赝自旋带相关的Andreev反射过程对自旋轨道场和交换场的相对取向很敏感,有趣的是总电导保持不变。
2017-10-10 cond-mat.supr-con
Coexistence of superconductivity and spin-splitting fields in superconductor/ferromagnetic insulator bilayers of arbitrary thickness
铁磁绝缘体可以通过磁邻近效应在相邻的超导体中感生强交换场。这表现为超导体的BCS态密度的自旋分裂,这是许多超导自旋电子学应用和Majorana费米子实现的重要组成部分。决定FI/S双层膜中诱导自旋分裂大小的一个关键参数是S层的厚度$d$:在非常薄的样品中,超导性被强磁性抑制。相比之下,在非常厚的样品中,在远离界面的距离处不存在自旋分裂。本文计算了任意厚度的FI/S双层膜的态密度和临界场。从这里,我们确定的应用程序,其中交换场和超导共存感兴趣的参数范围。我们比较了我们的理论与几个EuS/Al/AlO $_x$ /Al样品的隧道光谱测量。如果与EuS接触的Al膜薄于某一临界值,我们没有观察到超导电性,而在较厚的样品中,我们发现由外场诱导的一阶相变的证据。完全转变之前的制度,其中正常和超导区共存。我们把这种混合相归因于铝膜厚度的不均匀性和EuS/Al界面处具有不同开关场的超顺磁性晶粒的存在。我们的研究结果表明,一方面,S层厚度的重要作用,这是特别相关的高品质的样品适合应用程序的制造。另一方面,理论和实验之间的协议表明,我们的理论,最初开发的均匀的情况下,推广到高度非均匀系统的准确性。
2021-05-26 cond-mat.supr-con
Stimulated quasiparticles in spin-split superconductors
在被交换场分裂的超导体中,热效应与自旋输运耦合。我们展示了在这样的系统中振荡的电磁场如何产生自旋不平衡,这可以用自旋极化探针检测到。探针信号的符号和幅度是由将场诱导的自旋能量不平衡转换为自旋不平衡的过程之间的竞争引起的,在低频处占主导地位,而在高频处微波驱动的对断裂。在自旋翻转散射的存在下,我们表明,交流激发也导致超导态的多稳态。
2015-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Zeeman effects on the impurity-induced resonances in d-wave superconductors
它示出了如何由一个单一的无自旋杂质在d波超导体中诱导的共振态的作用下的塞曼磁场的演变。此外,它表明,自旋轨道耦合到杂质势可以有重要的和特征的影响共振态和它们的响应塞曼场,特别是当杂质接近幺正极限。对于零或非常小的自旋-轨道相互作用,共振态成为塞曼分裂的磁场,而当自旋-轨道耦合是重要的,新的低位共振出现,不显示任何塞曼分裂。
2002-01-04 cond-mat.supr-con
Gap structure in noncentrosymmetric superconductors
本文用声子和自旋涨落介导的对的微观模型研究了自旋轨道带分裂的非中心对称超导体中的能隙结构。导出了带表示中配对相互作用的一般形式,其中包括带内和带间配对项。在各向同性相互作用的情况下(特别是,对于BCS-接触相互作用),带间配对项在带分裂的任何幅度处相同地消失。对具有强自旋轨道耦合的立方对称金属,详细分析了对相互作用各向异性的影响。结果表明,如果声子占主导地位,那么在两个带的间隙是各向同性的,nodeless,并在一般不同的振幅。讨论了Li_2(Pd_{1-x},Pt_x)_3B族非中心对称超导体的应用。
2008-03-19 cond-mat.supr-con
Injection of nonequilibrium quasiparticles into Zeeman-split superconductors: a way to create long-range spin imbalance
本文发展了低温下塞曼分裂超导薄膜中自旋输运和自旋探测的理论。结果表明,自旋非极化准粒子注入塞曼分裂超导体引起自旋不平衡。这种自旋信号的弛豫长度由能量弛豫长度确定,并且与自旋极化准粒子的弛豫长度相比可以非常大。可能存在两种类型的信号:由于非热化准粒子分布和由于热化过热电子分布。它们具有不同的衰减长度,并且可以通过它们对所施加的电压的不同依赖性来区分。非热化信号的衰减长度由电子-电子散射率决定,由于超导性而重整化。热化信号的衰减长度由能量离开电子子系统的长度决定,并且在特殊条件下可以非常大。应用该理论的自旋弛豫在塞曼分裂和交换分裂超导体最近的实验数据进行了讨论。特别是,它可以解释极高的自旋弛豫长度,实验观察到的塞曼分裂超导体,以及它们的增长与磁场和所施加的电压。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Coupling the Higgs mode and ferromagnetic resonance in spin-split superconductors with Rashba spin-orbit coupling
本文研究Rashba自旋轨道耦合超导体中非零动量的Higgs模式,发现其与外部交换场线性耦合,可显著增强铁磁绝缘体/超导体双层系统的自旋泵浦效应,并可通过逆自旋霍尔效应电压进行探测。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin-polarized quasiparticle transport in mesoscopic Al superconductors with a Zeeman splitting
我们报道了用电子束光刻和阴影蒸发技术制备的多端超导铁磁结构的非局域输运。在准粒子态存在显著塞曼分裂的情况下,我们发现了几μm距离上的自旋输运特征,超过了其他长度尺度,如相干长度,正常态自旋扩散长度和电荷不平衡长度。自旋信号的弛豫长度随磁场的增加近似呈线性增长,表明自旋信号的弛豫过程中存在塞曼分裂的冻结现象。我们建议弛豫长度是由准粒子的复合长度,而不是重整化自旋扩散长度。
2012-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-flip Enhanced Thermoelectricity in Superconductor-Ferromagnet Bilayers
利用格林函数方法研究了超导体(S)中自旋分裂和自旋翻转散射对金属铁磁体(F)隧穿接触热电性质的影响。在这种结构中,理论上预测和实验上观察到了巨大的热电势。这归因于S/F异质结构中隧穿态密度的自旋相关的粒子-空穴不对称性。在这里,我们评估的S密度的状态和热电势的温度范围内,塞曼分裂,自旋翻转散射。与基于自旋翻转散射对库珀配对的负面影响的天真期望相反,我们发现自旋翻转散射强烈地增强了系统在低场和低温区的热电性能。这是由于自旋相关的超导带隙的软化引起的电荷和自旋电导之间的复杂相互作用。热电势的最大值超过$k_{B}/e$的一个因素的$\approx$ 5,并有一个非单调依赖于自旋分裂和自旋翻转率。
2018-08-17 cond-mat.supr-con
Tunneling into Current-Carrying Surface States of High T$_c$ Superconductors
本文给出了高Tc超导体d波模型ab面隧穿电导的理论结果。d-波模型预测表面束缚态低于最大间隙。一个次主导的序参量,稳定的表面,导致分裂的零偏置电导峰(ZBCP)在零外场和自发表面电流。在一个磁场中,屏蔽电流移动准粒子束缚态谱,并导致ZBCP的电压分裂,在低磁场下,该电压分裂在H中是线性的,并且在3特斯拉阶的成对断裂临界场处饱和。与最近的实验结果Cu/YBCO结的比较。
1997-05-26 cond-mat.supr-con
Interference Effect of Beam Splitter Current in Iron-Pnictide Superconductors
本文研究了铁磷族化合物超导体的库珀对分束器,计算了电子-空穴纠缠电流。我们研究了各种物理参数的相互作用,如掺杂在电子和空穴袋以及非零嵌套之间的电子和空穴袋。我们发现,在没有磁序的情况下,空穴袋和电子袋产生的电流通常相加。然而,在磁有序的存在下,两个电流参与特征干涉效应,从而显著地改变合成电流。这种干涉效应表现在分束器电流的非单调性和振荡性。我们详细研究了这种非单调性与化学势以及嵌套矢量$|\bf q|$。我们还研究了态密度随系统参数的演化,并将其与分束器电流相关联。此外,我们列举了相关的参数空间,这样的分束器设置的效率提高。我们的发现对于铁磷族化合物超导体中共存相的实验测定和验证是有用的,并且在实现量子门或开关方面具有潜在的应用价值。
2023-01-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Paramagnetic limiting in ferromagnetic superconductors with triplet pairing
计算了铀铁磁超导体的自旋磁化率。结果表明,超导顺磁限制的磁场方向垂直于自发磁化的方向的情况下解释的巡回铁磁体带分裂,而不是由旋转的磁化向外场方向。给出了上临界场温度依赖性的定性描述。
2010-02-18 cond-mat.supr-con
Split transition in ferromagnetic superconductors
在最近提出的一个描述由磁涨落引起的铁磁性和超导性共存的模型框架内,研究了在铁磁性背景下上自旋和下自旋电子的分裂超导转变.它示出,一个一般预期的两个过渡彼此接近。这一结论进行了讨论有关URhGe的实验结果。研究还表明,磁Goldstone模在超导相中具有有趣的结构,可以作为探索超导起源的实验工具。
2003-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Long-range spin and charge accumulation in mesoscopic superconductors with Zeeman splitting
我们描述了在具有塞曼分裂的扩散超导导线中的远离平衡的非局域输运,考虑到不同的自旋弛豫机制。我们证明,由于塞曼分裂的电流注入超导导线创建一个自旋积累,只能通过热化放松。此外,塞曼分裂还导致自旋轨道和自旋翻转散射率的抑制。这两种效应导致在非本地信号中可检测到的远程自旋和电荷积累。我们的模型解释了最近的实验结果的主要定性特征,在现实的参数和预测的强烈依赖的非本地信号的轨道上的depairing效应从一个感应磁场。
2014-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect in thin-film superconductor/magnet heterostructures with metallic and insulating magnets
Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院);National Research University Higher School of Economics(国立高等经济大学)
研究发现,超导体/磁体异质结构中的接近效应在不同磁体类型中表现不同,金属和绝缘体磁体可被有效模型描述,而铁磁体和交替磁体则无法通过自旋分裂检测,但支持三重态相关性,可用于自旋电子学应用。
2025-10-20 cond-mat.supr-con
Thermally induced spin torque and domain wall motion in superconductor/antiferromagnetic insulator bilayers
我们从理论上研究了由相邻自旋分裂超导层中热产生的自旋电流引起的反铁磁绝缘层中的畴壁运动。一个未补偿的反铁磁界面使两个关键因素的机制-自旋分裂的超导体和吸收的自旋电流的反铁磁。用准经典理论和反铁磁体的Landau-Lifshitz-Gilbert描述处理超导体,我们发现畴壁沿热梯度以相对较大的速度$\sim 100$ m/s传播。我们的建议利用自旋分裂超导体的巨大的热响应,在实现大的自旋扭矩驱动畴壁和反铁磁体的其他自旋纹理。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Field induced spin exciton doublet splitting in d_{x^2-y^2}-wave 115-heavy electron superconductors
用中子非弹性散射方法研究了CeMIn_5重费米子化合物在反铁磁波矢下超导d_{x^2-y^2}态的自旋激子模。我们提出了一个理论模型,解释了两个场方向的场依赖性。我们发现最近观察到的CeCoIn_5中自旋激子偶分裂为两个非简并模的现象在这个模型中自然出现。这是由于自旋各向异性的g因子和准粒子相互作用,导致不同的共振条件的动态磁化率组件。我们预测,分裂的自旋共振双峰变得强非线性较大的领域时,两个分裂组件的能量降低。对于沿四极轴的场,没有分裂,只有共振的加宽,这与实验一致。
2012-08-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inverse spin-Hall effect and spin-swapping in spin-split superconductors
本文研究了自旋劈裂超导体中由自旋轨道散射产生的逆自旋霍尔与自旋交换效应,发现该体系能产生比普通信号强数个数量级且可由劈裂场取向控制的长程信号,大幅提升了自旋探测灵敏度并可用于设计新型自旋器件。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Superconducting phase diagram and spin diode effect via spin accumulation
本研究自洽分析含注入自旋积累的自旋分裂超导体的输运性质与相图,发现自旋分裂场可产生自旋二极管效应,能量与自旋弛豫能改变相图并诱导超导态,还识别出可电调控的类FFLO态。
2024-05-14 cond-mat.supr-con
Spin splitting, Kondo correlation and singlet-doublet quantum phase transition in a superconductor-coupled InSb nanosheet quantum dot
Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University(北京航空航天大学杭州创新研究院);Peking University(北京大学)
该研究在InSb纳米片量子点中观察到自旋分裂、Kondo相关性和单重-双重量子相变,揭示了其在拓扑量子设备中的潜力。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin splitting induced in a superconductor by an antiferromagnetic insulator
最近的壮举在交换耦合反铁磁体相邻的材料的启发,我们证明了利用它们诱导超导体中的自旋分裂的可能性,从而避免了有害的,寄生效应的铁磁体为此目的。考虑超导层与两个亚晶格磁绝缘体的无序界面的微观模型,导出了超导层中矩阵格林函数的Gor'kov方程。我们发现,一个反铁磁绝缘体与有效的未补偿界面诱导一个大的,无序的自旋分裂在相邻的超导体。此外,我们发现的自能的贡献源于界面的障碍。在我们的模型中,这些模拟杂质和自旋翻转散射,而另一个打破了粒子-空穴和自旋空间的对称性。然而,后者的贡献在准经典近似中消失,因此不会显着影响超导态。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Microscopic theory of strain-controlled split superconducting and time-reversal symmetry-breaking transitions in $s+id$ superconductor
本文微观研究了应力下$s+id$超导体中时间反演对称性破缺态的出现条件,发现复杂相图及边界对BTRS相的稳定作用。
2025-10-13 cond-mat.supr-con
Magnon influence on the superconducting density of states in superconductor$-$ferromagnetic-insulator bilayers
本文研究超导体-铁磁绝缘体界面的电子-磁振子相互作用,指出磁振子介导的自旋翻转会重构自旋劈裂准粒子分支、改变类BCS态密度并诱导奇频序参量混入。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-charge split pairing in underdoped cuprate superconductors: support from low-$T$ specific heat
我们计算了晶格上弱相互作用的玻色子稀体系的比热,并表明它与在玻色子浓度为$ρ\sim x/2$的欠掺杂铜氧化物超导态下测得的电子比热是一致的,其中$ρ\sim x/2$是空穴(掺杂剂)浓度.通常,$T^3$项是由Goldstone声子引起的。零点能,通过它对凝聚密度的依赖性$ρ_0(T)$,解释了反常的$T$ -线性项。这些结果支持分裂配对机制,其中自旋子(纯自旋)在$T^*$处配对,而holon(纯电荷)在$T_p < T^*$处形成实空间对,产生电荷$+2e$和浓度$x/2$的规范耦合物理对,玻色在$T_c$以下凝聚,解释了观察到的相位。
2017-05-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Superconducting proximity effect in semiconductor thin films with spin-splitting and spin-orbit interaction
具有自旋活性材料的超导异质结构已经成为工程拓扑超导体的有前途的平台,其在表面、边缘和涡旋处具有马约拉纳束缚态。在这里,我们提出了一种方法来评估,从微观模型,能带结构的有限厚度的半导体薄膜上沉积在一个传统的超导体。解析表达式的邻近诱导间隙开口的微观参数和邻近效应中存在的自旋轨道和交换分裂的Andreev反射过程中可视化。拓扑不变量的表达式,与马约拉纳束缚态的存在,示出仅依赖于半导体薄膜的参数。膜的有限厚度导致膜中的共振态,从而产生复杂的能带结构,随着膜的参数被调谐,拓扑相位在平凡和非平凡之间交替。
2012-08-08 cond-mat.supr-con
Giant transition-state enhancement of quasiparticle spin-Hall effect in an exchange-spin-split superconductor detected by non-local magnon spin-transport
虽然最近的实验和理论已经表明了各种奇异的输运性质的非平衡准粒子(QP)在超导(SC)为基础的设备与塞曼或交换自旋分裂,如何QP与磁振子自旋电流的相互作用仍然是难以捉摸的。这里,使用非局域磁振子自旋输运器件,其中在亚铁磁绝缘体顶部的单线态SC(Nb)(Y_3Fe_5O_(12))作为磁振子自旋探测器,我们证明了在这种交换自旋分裂SC中,通过逆自旋霍尔效应(iSHE)将磁振子自旋转换为QP电荷的效率比正常态提高了3个数量级,特别是当其界面超导能隙与磁振子自旋积累相匹配时。通过系统的测量与不同的电流密度和SC厚度,我们确定超导相干峰和交换自旋分裂的QP态密度,产生更大的自旋激发,同时保持适度的QP电荷不平衡松弛,负责巨大的QP iSHE。后者交换场修改QP松弛实验证明了空间分辨测量与不同的分离的电接触的自旋分裂Nb。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux flow spin Hall effect in type-II superconductors with spin-splitting field
我们预言了第二类超导体中的极大自旋霍尔效应,其机制与以前已知的机制截然不同。我们发现,在磁通流区的自旋输运的自旋极化Abrikosov涡的作用下的洛伦兹力的作用下,在垂直于所施加的电流的方向上。由于大的涡旋速度的自旋霍尔角可以是基于高场超导体或最近开发的超导体/铁磁绝缘体邻近结构的现实系统中的统一的顺序。提出了一种基于运动涡旋晶格周期结构的高频纯自旋电流发生器的实现方法。我们发现了运动涡旋产生的电荷不平衡和自旋积累的模式,这些模式可以用于单个涡旋运动的电学检测。基于注入自旋电流时驱动力作用于涡旋,导致横向电压的产生,提出了逆磁通流自旋霍尔效应的新机制。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inherent momentum-dependent gap structure of altermagnetic superconductors
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(尼尔斯·玻尔研究所,哥本哈根大学);Department of Physics, University of Wisconsin–Milwaukee(威斯康星大学密尔沃基分校物理系);Department of Physics and Astronomy, Uppsala University(乌普萨拉大学物理与天文学系)
研究揭示了交替磁性超导体中子晶格结构对超导能隙的影响,发现其在布里渊区边缘引入节点,且在磁分裂远大于超导能隙时,三重态等旋配对超导体占主导。
2026-05-15 cond-mat.supr-con
Experimental and theoretical study of field-dependent spin splitting at ferromagnetic-insulator-superconductor interfaces
我们提出了一个相结合的实验和理论工作,研究在铁磁绝缘体超导体(FI-S)界面的磁邻近效应。模拟是基于扩散准经典格林函数的边界条件,该边界条件考虑了任意强的自旋相关效应和自旋混合角。实验发现的微分电导的EuS-Al异质结进行了比较与理论计算。在假设自旋混合角均匀依赖于外加场的情况下,我们发现理论和实验之间有很好的一致性。该理论仅依赖于非常少的参数,主要由实验装置指定。我们确定界面力矩的有效自旋为$ J\approx 0.74\hbar $。
2022-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Does a ferromagnet with spin-dependent masses produce a spin-filtering effect in a ferromagnetic/insulator/superconductor junction?
我们分析了通过弹道铁磁体/绝缘体/超导体结的Bogoliubov-de Gennes方程的电荷输运。我们考虑到的可能性,即在第一电极的铁磁性可能会被驱动的质量重整化的相反极化的载流子,即由自旋带宽的不对称性,而不是由一个刚性分裂的上,下自旋电子带在一个标准的斯通纳铁磁体。通过评估的平均电荷电导为s-和$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
Non-equilibrium spin transport in Zeeman-split superconductors
本文从理论上研究了超导导线与铁磁导线隧道接触时的非局域电导。在面内磁场的存在下,超导态密度是自旋分裂的,并且从正常引线注入的电流是自旋极化的。与外加电压反对称的非局部电导可以用铁磁导线测量。它持续的接触之间的距离是大于这两个电荷不平衡弛豫长度和正常状态的自旋弛豫长度。我们通过考虑超导准粒子由于电子-电子相互作用的弱和强内部平衡的两种极端模型来确定它的振幅。我们发现,非本地信号,这是在最近的实验中测量和讨论的自旋不平衡效应,可以解释为热电效应的签名。
2015-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Robust Spin Polarization of Yu-Shiba-Rusinov States in Superconductor/Ferromagnetic Insulator Heterostructures
本研究在单点近似下考虑杂质自旋量子性质,发现超导体/铁磁绝缘体异质结构中的YSR激发具有由交换场保护的稳健自旋极化,且在强耦合区开启微小磁场时会出现经典理论无法预测的能级劈裂。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric Effect in Altermagnet-Superconductor Junctions
本研究提出交变磁体-超导体结结构,结合逆邻近效应理论实现无外场热电响应,证实其性能可比肩铁磁-超导结,且交变磁金属可用于高效低温热电领域。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con