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
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
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
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
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
Quantum limit of the triplet proximity effect in half-metal - superconductor junctions
本文将散射矩阵方法应用于超导体-半金属结构中的三重态邻近效应。我们发现,结不混合不同的轨道模式,零偏Andreev电导消失,而零偏约瑟夫森电流是非零的。我们在沿界面具有平移不变性的弹道半金属-超导体(HS)和超导体-半金属-超导体(SHS)结以及通过半金属传输的HS和SHS系统上说明了这一发现区域通过单个导电通道发生。我们对这些物理单模设置的计算-单模点接触和具有单模接触的混沌量子点-说明了散射矩阵方法的主要优势:它允许在量子力学极限下研究系统,这对于准经典格林函数方法是不可访问的,准经典格林函数方法是以前关于三重态邻近效应的主要理论工具。
2008-12-22 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
Signature of long-ranged spin triplets across a two-dimensional superconductor/helimagnet van der Waals interface
本研究通过二维超导体$NbS_2$与螺旋磁体$Cr_{1/3}NbS_2$的范德华异质结,证明了外加磁场控制的磁性不均匀性可显著影响临界温度,从而提供了长程自旋三重态Cooper对生成的证据。
2024-04-29 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Curvature-induced long ranged supercurrents in diffusive SFS Josephson Junctions, with dynamic $0-π$ transition
我们报道了在没有任何磁错位或内禀自旋轨道耦合的情况下,可以在扩散SFS约瑟夫森结中诱导出自旋超电流。相反,自旋三重态产生的途径是通过几何曲率提供的,并导致长程约瑟夫森效应。此外,示出的曲率诱导动态可调的$0-π$过渡的结。我们提供的分析框架,并讨论潜在的实验和创新的影响。
2021-07-23 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
Spin-flipping with Holmium: Case study of proximity effect in superconductor/ferromagnet/superconductor heterostructures
超导体/铁磁体/超导体异质结构表现出所谓的长程邻近效应,只要在相应的界面区域中包括一些锥形磁体钬层。Ho层导致在界面处的自旋翻转过程,在铁磁体中产生等自旋自旋三重态配对相关。这些等自旋自旋三重态配对的相关性渗透到异质结更进一步的自旋单重态和不等自旋自旋三重态的相关性,发生在没有Ho。在这里,我们提出了这种效果的计算的基础上的自旋相关的微观Bogoliubov-德Gennes方程内的紧束缚模型中的清洁限制解决。的铁磁体和锥形磁体层的厚度上诱导的等自旋自旋三重态配对的相关性的影响,并获得与现有的实验数据进行比较。结果表明,与实验一致,一个临界的最小厚度的锥形磁铁层必须存在,以观察到相当数量的等自旋自旋三重态配对相关。
2015-04-03 cond-mat.supr-con
Spin-orbit coupling as a source of long-range triplet proximity effect in superconductor-ferromagnet hybrid structures
研究了具有自旋轨道耦合的扩散超导混合结构中的邻近效应。我们的研究主要集中在铁磁元素的单重态-三重态转换和长程超导关联的产生。我们导出了包含SO耦合项的背景SU(2)场形式的格林函数的准经典方程。借助这些方程,我们首先提出了一个完整的类比之间的自旋扩散过程中正常金属和生成的三重态成分的冷凝物在扩散超导结构中存在SO耦合。从这个类比中,很自然地发现,除了过去研究的磁不均匀性之外,SO耦合是长程三重态分量(LRTC)的另一个来源。我们证明了一个明确的连接之间的非均匀交换场和SO耦合机制的LRTC的产生,并建立在不同的几何形状的LRTC的外观的条件。我们还考虑了一个S/F双层接触正常金属SO耦合,并表明后者可以用作LRTC的源。我们的工作给出了一个全局描述的单重态-三重态转换的混合结构中的通用自旋场和我们的结果是特别重要的物理基础的理解自旋电子器件与超导体元素。
2014-04-24 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
Electromagnetic Proximity Effects and Spontaneous Currents in Clean Superconducting Heterostructures
National Yang Ming Chiao Tung University(国立阳明交通大学);National Center for Theoretical Sciences(国家理论科学中心)
本文通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes与麦克斯韦方程,研究清洁铁磁/铁磁/超导自旋阀中的电磁邻近效应,发现中心铁磁层主导自发电流,电磁响应贯穿超导层并影响长程奇频三重态。
2026-09-23 cond-mat.supr-con
Enhancing triplet superconductivity by the proximity to a singlet superconductor in oxide heterostructures
我们展示了在三层氧化物异质结构中,两个相反宇称的超导体之间的相干耦合在原理上是如何实现的。由于中间层离子内强的自旋轨道耦合,单重态库珀对转变为三重态,反之亦然。这导致了三重态超导性的大幅增强,并在高于原生三重态临界温度的情况下持续存在。
2016-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of enhanced proximity effect by mid gap Andreev resonant state in diffusive normal metal / 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/绝缘体/三重态超导体(DN/TS)结中中间带隙Andreev共振态(MARS)对邻近效应的增强.以p波超导体为例,计算了结的电导和DN中准粒子局域态密度(LDOS)随电阻$R_{d}$、DN中的无扰能和绝缘势垒透明度的变化.所得到的电导谱具有零偏置电导峰(ZBCP),并且LDOS具有零能量峰(ZEP),除了$α= π/2$ $(0 \leq α\leq π/2)$,其中$α$表示p波对电势的波瓣方向与界面法线之间的角度。这些峰被揭示为通过施加磁场而被抑制。当$R_{d}/R_{0}$的大小足够大时,结的总零电压电阻几乎与$α\neq π/2$的$R_{d}$无关。极端情况是$α=0$,其中总零电压电阻始终为$R_{0}/2$。在此基础上,提出了一种基于隧穿实验的三重态超导体鉴别方法。
2004-11-16 cond-mat.supr-con
Proximity-induced triplet superconductivity in Rashba materials
我们研究了一个传统的s波超导体和导体之间的邻近结与Rashba自旋轨道耦合,特别关注的自旋结构的诱导配对振幅。我们发现,自旋三重态配对关联诱导自旋轨道耦合在一维和二维系统由于提升自旋简并。此外,这种诱导的三重配对具有对无序具有鲁棒性的奇数频率依赖性的分量。我们的预言是基于精确的Gor'kov方程的解,并且超越了准经典近似。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity-Induced Superconductivity at Non-Helical Topological Insulator Interfaces
我们研究了拓扑绝缘体(TI)和超导体(SC)之间边界处的非螺旋自旋织构如何影响TI界面态的邻近诱导超导电性。我们考虑了耦合到自旋单重态和自旋三重态SC的TI,并表明对于自旋三重态母SC,所产生的序参量敏感地依赖于在TI SC边界处被打破的对称性。对于手征自旋三重态的SC,我们发现,节点邻近诱导的超导性出现时,有破缺的双重旋转对称性,迫使非螺旋拓扑状态的自旋倾斜远离界面平面。我们还表明,Andreev电导横向异质结构加入TI真空和TI-SC接口产生实验签名的界面态的对称性降低。
2018-07-12 cond-mat.supr-con
Long-Range Spin-Triplet Helix in Proximity Induced Superconductivity in Spin-Orbit-Coupled Systems
我们研究了自旋轨道耦合系统中的邻近感应三重态超导电性,发现感应三重态超导电性的\textbf{d}矢量发生进动,这种进动可以通过改变Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相对强度来控制.特别是,当这两个自旋轨道耦合具有相等的强度时,预测了长程自旋三重螺旋。我们还研究了约瑟夫森结的几何形状,并表明0和$π$结之间的过渡可以通过控制与栅极电压的自旋轨道耦合。提出了一个实验装置来验证这些效果。相反,这些效应的观察可以作为三重态超导性的直接确认。
2014-11-29 cond-mat.mes-hall 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
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
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 effects and triplet correlations in Ferromagnet/Ferromagnet/Superconductor nanostructures
本文报道了在干净的铁磁/铁磁/超导(${\rm F_1F_2S}$)异质结构中超导邻近效应的研究结果,其中S中的配对态是传统的单重态s波。我们用数值方法求出了Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程的自洽解,并利用这些解计算了相关的物理量。通过线性化BdG方程,我们得到了超导转变温度$T_c$随$\rm F_1$和$\rm F_2$中交换场夹角$α$的变化。我们发现,${\rm F_1F_2S}$系统中的$T_c(α)$的结果是明显不同的那些在${\rm F_1 S F_2}$系统,其中$T_c$单调增加与$α$和最高的反平行磁化。这里,$T_c(α)$通常是非单调函数,并且经常在$α\approx 80^{\circ}$附近具有最小值。对于一定的交换场和层厚度,系统表现出与$α$的重入超导性:它从超导转变到正常,然后随着$α$的增加再次返回到超导状态。这一现象得到了凝结能计算的证实。我们计算,除了普通的单重对振幅,诱导奇三重配对振幅。结果表明,连接之间的等自旋三重态配对和单重态配对的特点$T_c$。我们还发现,诱导的三重态振幅可以是非常长的范围内的S和F侧,并表征其范围。我们讨论了磁区和S区的平均态密度,以及它与对振幅和$T_c$的关系。局部磁化矢量,表现出反向邻近效应,也进行了研究。
2012-07-05 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
Triplet proximity effect in FSF trilayers
本文研究了三层FSF(F是铁磁体,S是单重态超导体)的临界温度T_c,其中三重态超导分量产生于F层的非共线磁化。本文用精确的数值方法计算了T_c随三层参数,特别是磁化方向的变化。在分析上,我们考虑极限情况。我们的研究结果确定的条件是必要的存在最近调查的奇数三重态超导SF多层膜。
2003-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous features of the proximity effect in triplet superconductors
在准经典格林函数形式下研究了扩散正常金属/三重态超导体(DN/TS)结邻近效应的异常特征。与单线态超导结中的$f_{N}(ε)=f^{*}_{N}(-% ε)$相反,DN中的对振幅$f_{N}$作为能量$ε$的函数,满足反常关系$% f_{N}(ε)=-f^{*}_{N}(-ε)$。这种不寻常的$ε$依赖性导致了局部态密度中的零能量峰,并且是所施加的磁场异常穿透到DN中的来源。我们的结果与Sr $_{2}$ RuO $_{4}$有关,它被认为具有$p_{x}+ip_{y}$波对称性。
2005-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effects in spin-triplet superconductor-ferromagnet heterostucture with spin-active interface
我们研究了由铁磁体(FM)和自旋三重态超导体(TSC)组成的弹道异质结构的物理性质,该结构具有沿垂直于手性px+ipy配对发生的平面的方向堆叠的层状结构,并假设界面处的自旋相关过程。我们使用一个自洽的Bogoliubov-de Gennes方法在一个三维晶格上,以获得对振幅和磁化强度的空间分布。我们发现,依赖于铁磁交换场的强度,系统的基态可以有两个不同的配置与在散装和界面处的磁矩之间的平行或反平行共线。我们证明了,如果体磁化强度沿给定方向固定,则具有非共面界面、体自旋和库珀对自旋的磁态可以稳定。态密度的研究表明,FM中的电子谱的修改在最佳磁位形的设置中起着重要的作用。最后,我们发现在FM-TSC系统中存在诱导的自旋极化对关联。
2013-07-15 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
Gapped triplet $p$-wave superconductivity in strong spin-orbit-coupled semiconductor quantum wells in proximity to $s$-wave superconductor
我们证明了{ \it gapped}三重态超导电性,即,具有三重态序参量的三重态超导体,可以在接近于$s$波超导体的强自旋轨道耦合量子阱中实现。结果表明,在超导邻近效应诱导的单重态序参量作用下,量子阱中不仅由于自旋-轨道耦合可以产生三重态对,而且由于电子-电子之间的有效相互作用(包括电子-电子库仑相互作用和电子-声子相互作用)也可以诱导出三重态序参量.这是de Gennes工作的自然延伸,在de Gennes工作中,排斥相互作用诱导的单重态序参量出现在接近$s$波超导体的正常金属中[Rev. Mod. Phys. { \bf 36},225(1964)]。具体来说,我们推导出有效的Bogoliubov-de Gennes方程,其中由于有效的电子-电子相互作用的自能有助于单重态和三重态序参量。结果表明,对于单重态序参量,由于自能重整化,它被有效地抑制;而对于三重态序参量,由于自旋轨道耦合,它是具有平行于有效磁场的${\bf d}$矢量的$p$波($p_x\pm ip_y$).最后,我们对InSb(100)量子阱进行了数值计算。具体地说,我们揭示了库仑相互作用是更重要的比电子-声子相互作用在低温下。此外,它表明,适当的电子密度,重整化单重态的最小值和诱导的三重态序参量的最大值是可比的,因此可以在实验上区分。
2016-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Inverse proximity effect and influence of disorder on triplet supercurrents in strongly spin-polarized ferromagnets
我们讨论了强自旋极化铁磁体中的约瑟夫森效应,其中三重态相关性是通过自旋活性界面散射诱导的,扩展了我们早期的工作[Phys. Rev. Lett. 102,227005(2009)]通过以完全自洽的方式包括铁磁体中的杂质散射和逆邻近效应。我们的准经典方法解释了铁磁体两个自旋带之间的费米动量和费米速度的差异,从而克服了Usadel理论框架内以前工作的一个重要缺点。我们表明,非磁性的无序结合自旋相关的费米速度可能会导致反转的自旋电流作为温度的函数。
2013-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Isolation of proximity-induced triplet pairing channel in a superconductor/ferromagnet spin valve
本文研究了$_x$ /Py 1/Cu/Py 2/Cu/Pb自旋阀结构(其中Py = Ni $_{0.81}$ Fe $_{0.19}$)中的邻近诱导超导三重态配对。通过优化该结构的参数,我们发现了一个三重态通道辅助的正常态和超导态之间的完全切换。为了观察“孤立的”三重态自旋阀效应,我们利用了普通自旋阀效应$ΔT_c$的幅度随Py 2层厚度$d_{Py2}$变化的振荡特性。我们确定了$d_{Py2}$的值,在该值下,由普通自旋阀效应引起的$ΔT_c$(Py 1和Py 2层的反平行和平行相互磁化取向之间的超导转变温度$T_c$的差异)被抑制。对于这样的样品的“纯”三重态自旋阀效应,导致在$T_c$的最小值在正交配置的磁化已被观察到。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall 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
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
Neel proximity effect in superconductor/antiferromagnet heterostructures
本文综述超导体/反铁磁异质结构中由尼尔磁序诱导产生的自旋三重态关联(尼尔三重态)的物理机制、性质及其在超导自旋电子学中的应用前景。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous anisotropic behaviour of spin-triplet proximity effect in Au/SrRuO$_3$/Sr$_2$RuO$_4$ junctions
在铁磁体/自旋单线态-超导体界面处,可以产生具有磁性不均匀性的自旋极化超电流。在这样的系统中,复杂的磁不均匀性使得自旋极化的超电流难以功能化。然而,在铁磁体/自旋三重态超导体结中的自旋极化超电流可以通过铜对的磁化和自旋之间的角度($d$ -矢量)来控制,这可以有效地用于发展称为超导自旋电子学的研究领域。最近,我们发现在自旋三重态超导体Sr $_2$ RuO $_4$上外延沉积的铁磁体SrRuO $_3$中,自旋三重态相关的诱导,没有任何电子自旋翻转散射。在这里,我们提出了系统的磁场依赖的Au/SrRuO $_3$ / Sr $_2$ RuO $_4$结的邻近效应。研究发现,诱导三重态关联具有很强的各向异性场响应。这种行为归因于Sr $_2$ RuO $_4$的$d$ -矢量的旋转。这种各向异性行为与涡旋动力学相反。我们的结果将促进铁磁性和非常规超导之间的相互作用的研究。
2019-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Long-ranged magnetic proximity effects in noble metal-doped cobalt probed with spin- dependent tunnelling
我们在溅射的AlOx基磁性隧道结和Meservey-Tedrow结中插入Au和Cu的非磁性层,以研究它们对隧道磁电阻(TMR)和自旋极化(TSP)的影响。当Au或Cu被插入到Co/AlOx界面中时,我们发现TMR和TSP对于高达几纳米的厚度仍然是有限的和可测量的。高分辨率透射电子显微镜显示,当Cu和Au界面层的厚度超过~3 nm时,它们是完全连续的,这意味着自旋极化载流子穿透界面贵金属的距离超过该值。一个幂律模型的基础上交换散射被发现更适合的数据比一个现象学的指数衰减。这些长度尺度之间的差异和短得多的报道从X射线磁性圆二色性研究磁proximitization归因于这样一个事实,即我们的隧道传输测量选择性地探测类s电子接近费米能级。当在Co中插入0.1 nm厚的Cu或Au层时,我们发现TMR和TSP的抑制在<=1 nm的长度尺度上恢复,表明这是足够量的Co以在与隧道势垒的界面处形成完全自旋极化的能带结构。
2014-04-25 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
Singlet-triplet conversion and the long-range proximity effect in superconductor-ferromagnet structures with generic spin dependent fields
在超导体/铁磁体(S/F)混合纳米结构中,当超导体中的单重态库珀对转变为三重态时,可以观察到长程邻近效应。通常认为,这种情况只发生在磁不均匀性的存在。我们表明,有其他来源的长程三重态组分(LRTC)的冷凝液,并建立其发生的一般条件。作为一个典型的例子,我们首先考虑一个系统,其中交换场和自旋轨道耦合可以被视为有效SU(2)势的时间和空间分量。我们导出了凝聚体的SU(2)协变扩散方程,并证明了有效的SU(2)电场是长程邻近效应的原因。最后,我们扩展我们的分析,一个通用的铁磁体,并建立了一个普遍的条件LRTC。我们的研究结果开辟了一条新的途径,在寻找这样的相关性在S/F结构,并作出了迄今为止未知的LRTC和杨米尔斯静电之间的连接。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced controllable triplet proximity effect in superconducting spin-orbit coupled spin valves with modified superconductor/ferromagnet interfaces
本研究通过在Nb/Pt/Co/Pt超导自旋阀的Co/Pt界面插入Cu或Au层,显著增强了自旋轨道耦合诱导的可控三重态邻近效应,为超自旋电子学器件开发提供了界面工程途径。
2024-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Proximity effect in superconductor/conical magnet heterostructures
在超导体和铁磁金属之间的界面处存在自旋翻转势,允许产生等自旋自旋三重态库珀对。这些库珀对与铁磁区域内的交换相互作用兼容,因此允许通过铁磁体或半金属的长程邻近效应。一种合适的自旋翻转电位是通过将锥形磁体钬(Ho)结合到界面中来提供的。锥形磁性结构的特征在于相对于晶体$c$轴的开度角$α$和测量相对于相邻层的磁化旋转的转动(或俯仰)角$β$。在这里,我们目前的结果显示圆锥形磁铁界面层的影响,不同的$α$和$β$上的效率产生的等自旋三重态配对。结果得到的微观Bogoliubov $-$德Gennes方程在清洁的限制内的异质结构的紧束缚模型的自洽解决方案。特别地,详细讨论了不等自旋和等自旋自旋三重态配对关联对锥形磁角$α$和$β$的依赖关系.
2014-09-01 cond-mat.supr-con
Magnetoelectric Andreev effect due to proximity-induced non-unitary triplet superconductivity in helical metals
非中心对称超导体表现出磁电效应,其表现为响应于无耗散电流(超导)的磁自旋极化的出现。虽然很多注意力已经致力于这种现象的热力学版本(埃德尔斯坦效应),非平衡输运磁电效应尚未探索。我们提出了磁电Andreev效应(MAE),其中包括在产生自旋极化的三重Andreev电导的超电流。MAE源于超导诱导的非幺正三重态配对导致的库珀对凝聚体的自旋极化。我们提出了实现这种非幺正配对和MAE超导邻近结构的基础上的二维螺旋金属-强自旋轨道耦合电子系统的狄拉克谱,如拓扑表面态。我们的研究结果揭示了一个未探索的路线电控超导自旋电子学,是一个吸烟枪诱导非常规超导自旋轨道耦合材料。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Odd Triplet Pairing in clean Superconductor/Ferromagnet heterostructures
我们通过完全自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程,研究了干净的铁磁(F)/超导(S)纳米结中的三重态配对关联。我们考虑FSF三层,S是一个s波超导体,和任意角度$α$之间的两个F层的磁化。我们发现,与以前的一些预期相反,三重态相关性,奇数的时间,诱导在S和F层在干净的限制。我们调查他们的行为作为时间,位置和$α$的函数。三重态振幅在反德拜频率的数量级上是最大的,并且在那个时间尺度上,它们在S和F中都是长范围的。当磁化方向为反平行时,零温凝聚能最低。
2007-04-13 cond-mat.supr-con
Proximity effect in superconductor/antiferromagnet hybrids: Neel triplets and impurity suppression of superconductivity
针对S/AF界面超导抑制机制的理论分歧,本文提出统一准经典邻近效应理论,将Neel三重态与杂质散射抑制两种图像纳入同一框架。
2023-07-30 cond-mat.mes-hall 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
Triplet Josephson effect with magnetic feedback
研究了具有可变磁位形的超导-铁磁体异质结中的交流约瑟夫森效应。该系统支持三重态邻近相关性,其动力学耦合到磁动力学。这种反馈极大地改变了连接的行为。在很低和很高的约瑟夫森频率$ω_J$下,电流-相位关系变为双周期。在中间频率处,$ω_J t$中的周期性可能丢失。
2007-06-13 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
Short-ranged and short-lived charge-density-wave order and pseudogap features in underdoped cuprates superconductors
高- $T_c$铜酸盐的赝能隙相是由于预形成的对还是由于与超导性共存并竞争的相而引起争议。挑战之一是开展理论和实验研究,以区分这两种建议。最近,斯坦福大学的研究人员报告说[M。Hashimoto { \it等人},自然物理{ \bf 6},414(2010); R.- H. He { \it et al.},Science { \bf 331},1579(2011)]对Pb-Bi 2201的角度分辨光电子能谱实验支持赝能隙不同于超导性并且与没有长程序的空间对称性破缺相关联的观点。在本文中,我们表明,这些实验报告的许多功能可以描述的t-J模型的框架内考虑自能效应在接近d电荷密度波不稳定性。
2011-06-16 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
Generalized quasiclassical theory of the long-range proximity effect and spontaneous currents in superconducting heterostructures with strong ferromagnets
本文提出了强铁磁体异质结构中长程超导邻近效应的广义准经典理论,其中交换分裂为费米能量级。在铁磁体中,自旋分裂费米面上自旋三重态库珀对的传播受自旋相关阿贝尔规范场的控制,而阿贝尔规范场是由自旋轨道耦合或磁织构产生的.附加的规范场与通常的电磁矢势叠加进入准经典方程,导致各种几何形状的自发超导电流和相移的产生,这提供了长程自旋三重态关联的来源。我们推导了强铁磁体的Usadel方程和边界条件,并考虑了支持自发电流的约瑟夫森系统的几个一般例子。
2017-09-10 cond-mat.supr-con