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
Josephson Spin Current in Triplet Superconductor Junctions
本文从理论上讨论了自旋三重态超导体/绝缘体/自旋三重态超导体结中的自旋电流。在低温下,一个midgap Andreev共振态不仅极大地增强了充电电流,但也自旋电流。在磁场中的直流自旋流和外加偏压下的交流自旋流中,库珀对与电磁场的耦合导致了夫琅和费斑图。
2006-10-02 cond-mat.supr-con
Spontaneous spin accumulation in singlet-triplet Josephson junctions
本文研究了单重态和三重态超导体之间的约瑟夫森结中的Andreev束缚态。由于配对自旋对称性的不匹配,自旋向上和自旋向下的准粒子的能量通常是不同的。这导致自旋布居的不平衡和平衡结处的净自旋积累。这种效应可以使用局部磁场的探针来检测,例如扫描SQUID、Hall和Kerr探针。这可能有助于识别$\rm(TMTSF)_2X$、$\rm Sr_2RuO_4$和氧磷酯中潜在的三联体配对。
2009-02-27 cond-mat.supr-con
Josephson effect between triplet superconductors through a ferromagnetic barrier of finite width
研究了两个三重态超导体和一个铁磁势垒的结中的电荷和自旋输运。我们使用Bogoliubov-de Gennes波函数来构造格林函数,从格林函数中,我们得到了约瑟夫森电流的Andreev反射系数。我们专注于一个有限的势垒宽度的0-π跃迁的发生和自旋电流的后果,并检查隧道区的共同δ函数近似的适当性。
2012-01-11 cond-mat.supr-con
Amplitude control of spin-triplet supercurrent in S/F/S Josephson junctions
用传统的s波超导体制成的并包含多层铁磁材料的约瑟夫森结可以在存在某些类型的磁不均匀性的情况下携带自旋三重态超导电流。在含有三个铁磁层的结中,预测三重态超电流在相邻层的磁化方向正交时最大,而在任何两个相邻层的磁化方向平行时为零。在这里,我们展示了在这样的结的自旋三重态超电流的开关控制,通过旋转90 $^{\circ}$的三层之一的磁化方向。我们获得的“开-关”的比率为5,7,和19的超电流在三个样品研究到目前为止。这些观测结果直接证实了该理论最突出的预言之一,并为自旋三重态约瑟夫森结在新兴的“超导自旋电子学”领域的应用铺平了道路。"
2015-10-07 cond-mat.supr-con
Magnetic-field-orientation-dependent triplet supercurrents in Josephson junctions with symmetric and asymmetric exchange-spring interfaces
具有s波超导体(S)和多个铁磁(F)层的约瑟夫森结在存在磁不均匀自旋混合器界面的情况下携带自旋三重态超电流。在这里,我们报告的磁性约瑟夫森结交换弹簧和双交换弹簧(“自旋混合器”)的Co/Py接口。在Co/Py界面处,交换耦合相对于Py的磁各向异性是强的,并且因此,取决于外部磁场的方向和大小,在Py中形成非共线磁结构,从而产生用于单重态到三重态对转换的必要的磁不均匀性。我们通过Py检测到超电流,厚度超过10 nm,这是远远大于单重态对相干长度,这表明磁可调三重态超电流的传播。
2019-07-19 cond-mat.supr-con
Triplet supercurrent due to spin-active zones in a Josephson junction
最近的实验证明三重态超导在铁磁约瑟夫森结与铜$_2$ MnAl-Heusler障碍的动机,我们构建了一个理论模型占这一观察。在我们的模型中,产生三重态超电流的关键成分是\textit{spin-active zones},其特征在于有效的倾斜界面磁矩。利用数值解的准经典方程的超导自旋活动的边界条件,我们发现定性非常好的协议与实验观察到的超电流。进一步的实验影响的自旋活性区进行了讨论。
2010-07-08 cond-mat.supr-con
Nonintegral Flux Trapping in Frustrated Josephson Networks of Triplet Superconductors
Johns Hopkins University(约翰斯·霍普金斯大学);University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校)
研究探讨了三重态超导体 frustrated Josephson 网络中非整数磁通量俘获机制,通过非对称 Josephson 耦合实现 π-磁通俘获,揭示了磁纹理与三重态超导配对的相互作用新路径。
2026-11-03 cond-mat.supr-con
Transport Properties in Ferromagnetic Josephson Junction between Triplet Superconductors
利用准经典Eilenberger方程研究了具有自旋三重态对对称性的弹道超导体-铁磁体-超导体结中的电荷和自旋约瑟夫森电流。超导体的能隙矢量与铁磁层的磁化强度成任意的相对角度。阐明了铁磁层厚度和磁化强度对约瑟夫森电荷和自旋电流的影响。我们发现,除了交换场与d矢量近似垂直的情况外,0-π跃迁都可以发生。我们还展示了如何自旋电流流动,由于交换场和d-矢量之间的取向不良。
2010-12-01 cond-mat.supr-con
Josephson current and density of states in proximity circuits with s+- superconductors
我们研究介观电路中的涌现邻近效应,其中包括一个传统的超导体和一个非传统的磷属元素化物超导体被一个扩散的正常或铁磁线分开。重点放在揭示签名的建议s+状态的pnictides从邻近诱导的态密度和约瑟夫森电流。我们发现一个普遍的分析结果的状态密度,既表现出在低能量的超导能隙,和特殊功能附近的超导能隙边缘在较高的能量。后者可用于区分s+-和s++对称性的情况下,在扫描隧道光谱实验。我们还计算了不同结结构的约瑟夫森电流-相位关系,发现这些结结构在很宽的参数范围内都显示出稳健的0-π跃迁。
2012-12-01 cond-mat.supr-con
Magnetic screening in proximity effect Josephson-junction arrays
在邻近效应约瑟夫森结阵列(JJAs)上测量的薄层电感的磁场调制随着温度的降低逐渐消失,导致低温场无关响应。这种行为与晶格参数以下的二维穿透长度的减小是一致的。低温数据进行定量比较与理论预测的基础上的XY模型在没有热波动。结果表明,XY模型对JJA的描述是不完整的,系统被置于远超过弱屏蔽极限的位置,而弱屏蔽极限通常是为了调用描述经典约瑟夫森结阵列的阻挫XY模型而假设的。
2009-04-14 cond-mat.supr-con
The Current-Phase Relation of Ferromagnetic Josephson Junction Between Triplet Superconductors
研究了由自旋三重态超导体(T)、弱铁磁金属(F)和铁磁绝缘界面组成的$\rm{T_1 F T_2}$结的约瑟夫森效应。考虑两种类型的三重态序参量; $(k_x +ik_y)\hat{z}$和$k_x \hat{x}+k_y\hat{y}$。我们计算的弹道极限的电流密度,通过使用广义准经典的形式主义发展到考虑到多层铁磁结的干扰效应。详细讨论了超导体d矢量的取向和铁磁隧穿势垒的磁化强度对电流-相位关系的影响。导出了反常约瑟夫森效应的一般条件。
2017-08-31 cond-mat.supr-con
Fully developed triplet proximity effect
我们提出了一个充分发展的三重态邻近效应在超导铁磁体异质结构的模型。在电路理论近似下,我们计算了格林函数、态密度和约瑟夫森电流,它们基本上取决于磁化结构。
2006-10-02 cond-mat.supr-con
Origin and control of spin currents in a magnetic triplet Josephson junction
我们研究了具有磁激活隧穿势垒的三重态超导结模型中约瑟夫森自旋电流的出现。我们发现三种不同的机制产生的自旋电流,我们提供了一个详细的讨论的对称性和物理起源的每一个。通过结合这三种基本机制,我们发现有可能对自旋流进行精细控制。特别是,我们表明,与电荷电流,自旋电流的势垒两侧不需要是相同的。
2008-05-20 cond-mat.supr-con
Long-Range triplet Josephson Current driven by the bias voltage
本文研究了由两个s波超导体和一个正常金属/铁磁体/正常金属三层组成的洁净结中的长程三重态约瑟夫森电流。通过两个反平行的半金属电极在金属区上施加偏压,我们发现这种长程电流的幅度和方向可以很容易和灵活地控制。这种电流的产生是由于外加电压可以在金属区产生非平衡自旋相关的准粒子分布,从而使库珀对获得额外的动量,这将导致金属区的自旋翻转过程。这个过程可以在中心铁磁体层中产生平行自旋三重态对。特别地,如果电压仅施加在一个金属区域上,我们进一步发现,最近发现的长程超谐波约瑟夫森电流将出现,因为偶数个平行自旋三重态对的输运。
2013-12-14 cond-mat.supr-con
Evidence for triplet superconductivity in Josephson junctions with ferromagnetic Cu$_{2}$MnAl-Heusler barriers
本文研究了由Heusler化合物Cu $_2$ MnAl制备的势垒约瑟夫森结。在制备状态下,Cu $_2$ MnAl层是非铁磁性的,并且临界约瑟夫森电流密度$j_{c}$随着Heusler层$d_{F}$的厚度呈指数下降。在240 \degree C退火的结的Heusler层开发铁磁秩序,我们观察到的依赖性($j_{c}(d_{F}$)与$j_{c}$强烈增强和弱的厚度依赖于在厚度范围7.0 nm <$d_{F}$ <10.6 nm。我们把这一特点归因于三重态成分的超导配对功能所产生的特定的磁化曲线内薄Cu $_2$ MnAl层。
2010-03-10 cond-mat.supr-con
Charge and spin supercurrents in triplet superconductor--ferromagnet--singlet superconductor Josephson junctions
本文研究了三重态超导体-铁磁体-单重态超导体结中的约瑟夫森效应。我们表明,隧道库珀对与界面磁化的相互作用可以允许约瑟夫森电流在隧道哈密顿微扰理论的最低阶。要做到这一点,必须满足两个条件:铁磁体的磁化强度有一个平行于三重态超导体的${\bf d}$矢量的分量,以及超导体的间隙相对于界面动量具有相同的宇称。由此产生的充电电流显示非常规依赖于磁矩和相位差的方向。这伴随着三重态超导体中的相位相关的自旋电流,而相位无关的自旋电流总是存在。隧道微扰理论的预测证实了使用数值格林函数方法。一维结的分析处理表明,我们的结论是强大的远离隧穿制度,并揭示了非常规约瑟夫森效应在临界电流的签名。
2013-08-21 cond-mat.supr-con
Long-Range triplet Josephson Current Modulated by the Interface Magnetization Texture
本文研究了两个s波超导体之间的约瑟夫森耦合。我们发现,当界面磁化强度与中心磁化强度正交时,长程三重态临界电流将随交换场强度和界面层厚度而振荡。这一特征是由自旋三重态的空间振荡引起的|\uparrow \downarrow >+|接口层中的\downarrow \uparrow >。此外,当界面磁化强度与中心铁磁体之间的失准角从0增大到π/2时,临界电流会呈现出特征性的非单调行为.这种特殊的行为将发生在具有平行磁化的结的原始状态是π态的条件下。
2013-10-17 cond-mat.supr-con
Tuning of Magnetic Activity in Spin-Filter Josephson Junctions Towards Spin-Triplet Transport
在过去的几十年里,超导体-铁磁体界面的研究引起了人们极大的兴趣,导致在约瑟夫森结中观察到自旋对准的三重态超电流和0-π跃迁,其中两个超导体被巡回铁磁体分开。最近,自旋过滤器约瑟夫森结与铁磁势垒已显示出独特的输运特性,当与标准的金属铁磁结相比,由于本质上的非耗散性质的隧穿过程。在这里,我们提出了第一个广泛的表征自旋极化约瑟夫森结下降到0.3 K,和第一个证据的不完整的0 π过渡高度自旋极化隧道铁磁结。实验数据是一致的,随着势垒厚度的增加,磁活动的逐步增强,整齐地捕获的最简单的理论方法,包括一个不均匀的交换场。对于非常长的结,非常规的磁性活动的障碍点的存在下,自旋三重态的相关性。
2019-02-01 cond-mat.supr-con
Static and dynamic properties of Josephson weak links with singlet and triplet coupling
本文从理论上研究了具有单重态和三重态约瑟夫森耦合的短约瑟夫森结(JJ)的静态和动态特性。在单态约瑟夫森弱连接中,两个单态超导体S通过正常的薄膜(N)或导线相互连接。三重态JJ,我们记作S $_{\text{m}}$ /N(F)/S $_{\text{m}}$,是由两个单重态BCS超导体被一薄层弱铁磁体F $_{\text{w}}$覆盖而形成的。这些超导体S $_{\text{m}}$通过自旋过滤器与N(或F)层分离,自旋过滤器仅使具有一个自旋取向的电子通过。从左(右)超导体S $_{\text{m}}$传播的三重态库珀对不仅在极化上彼此不同,而且在手性上彼此不同。后者由弱铁磁体F $_{\text{w}}$的磁化取向决定。我们得到了这两种类型的JJ的临界约瑟夫森电流的解析公式。如果从左右S $_{\text{m}}$进入S $_{\text{m}}$ /N(F)/S $_{\text{m}}$ JJ中的N膜的三重态库珀对的手征性不同,则在没有相位差的情况下约瑟夫森电流不为零(自发约瑟夫森电流)。我们还计算了导纳$Y(Ω)$任意频率$Ω$的情况下的单重态JJ和低频率的情况下的三重态JJ。在低温$T$下,单线态JJ s中导纳$Y^{\prime}(Ω)$的实部在${\hbar Ω\geq Δ_{\text{sg}}}$处从零开始增加,但在${T \geq Δ_{\text{sg}}}$…
2017-08-14 cond-mat.supr-con
Interplay of ferromagnetism and triplet superconductivity in a Josephson junction
本文推广了我们以前对三重态超导体-铁磁体-三重态超导体(TFT)结中的新型约瑟夫森效应的分析[B. Kastening \emph{et al.},物理修订版Lett. { \bf{96} },047009(2006)]。在我们的TFT结的更一般的配方,我们允许潜在的散射在障碍和任意取向的铁磁矩。几个新的影响被发现后,列入这些额外的条款:例如,我们发现,约瑟夫森电流可以流动,即使有消失的相位差的超导凝聚体两侧的障碍。的临界电流与磁化平行的界面的势垒计算作为一个函数的结参数,并发现显示强大的非解析性。此外,约瑟夫森电流开关首先确定在我们以前的工作中被发现是强大的功能的结,而非常规的温度依赖性的电流是非常敏感的额外的项在势垒哈密顿。
2007-09-19 cond-mat.supr-con
Josephson effect test for triplet pairing symmetry
计算了Sr $_2$ RuO $_4$与常规s波超导体之间角约瑟夫森结中涡旋态的临界电流调制和自发磁通随晶体取向和磁场的变化.对于Sr $_2$ RuO $_4$,我们假设两个无节点p波配对状态。此外,我们使用节点$f$波状态$B_{1g}\times E_u$和$B_{2g} \times E_u$,和一个特殊的p波状态具有线节点。可以看出,临界电流仅取决于间隙的拓扑结构。
2002-01-25 cond-mat.supr-con
Coexistence and tuning of spin-singlet and triplet transport in spin-filter Josephson junctions
通过功能界面耦合越来越多材料的能力不断提高,为一系列令人兴奋的实验和极其先进的设备铺平了道路。在这里,我们专注于磁不均匀超导体/铁磁体(S/F)界面产生自旋极化三重态对的能力。我们在之前关于自旋过滤器铁磁约瑟夫森结(JJ)的成就的基础上,找到了临界电流温度行为的简洁实验基准与基于微观计算的理论模型之间的独特对应关系,这使我们能够确定后验自旋单重态和三重态关联函数。这种联合分析为单重态和三重态输运的共存性和可调谐性提供了准确的证据。这变成了一个独特的机会,在JJ中的无序和自旋混合效应的模型,以扩大空间的参数,调节约瑟夫森效应的现象学,并可以应用于各种新型的JJ。
2022-01-10 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
Spin Josephson effect with a single superconductor
在等自旋配对三重态超导体上的薄铁磁层介导超导体的自旋$\uparrow$和$\downarrow$凝聚体之间的约瑟夫森耦合。通过推导三重态超导体-铁磁体界面处的束缚态的解析表达式,我们表明,这种自旋约瑟夫森效应在铁磁层中建立了有效的各向异性轴。相关的约瑟夫森自旋电流的预测,导致一个可测量的三重态超导体的矢量序参量的磁化进动。
2011-05-20 cond-mat.supr-con
Dynamic spin-triplet order induced by alternating electric fields in superconductor-ferromagnet-superconductor Josephson junctions
动态为控制量子物质的性质提供了更大的可能性。最近的努力集中在研究的有序状态下出现的时间依赖驱动器。在这里,我们证明了一类系统的功能动态自旋三重态超导秩序的交变电场刺激。这种效应是基于铁磁性、界面自旋轨道耦合(SOC)和场驱动的凝聚体运动的相互作用,将铁磁性和SOC共同作用产生的隐藏的静态p波序转换为动态s波等自旋三重态关联。我们证明,托管这些状态的约瑟夫森结的临界电流是成比例的电磁功率,由外部照射或由交流电流源提供。基于这些不寻常的属性,我们提出了一个约瑟夫森晶体管的计划,可以通过交流电压切换,并演示了偶数序列的夏皮罗步骤。将光敏约瑟夫森结与最近发现的约瑟夫森相电池相结合,我们发现了光磁SQUID器件,它可以在暴露于辐射时产生自发磁场。
2021-10-03 cond-mat.supr-con
Origin of Hysteresis in a Proximity Josephson Junction
通过直接测量正常金属中的电子温度,研究了低温下超导体-正常金属-超导体(S-N-S)结输运性质的滞后现象。我们的研究结果明确地表明,滞后的结果从正常的金属电子温度的增加,一旦结切换到电阻状态。在我们的几何中,电子温度的增加是由结的超导电极的热阻。
2008-08-25 cond-mat.supr-con
Triplet contribution to the Josephson current in the nonequilibrium SFS junction
在铁磁层间电子态的非平衡自旋相关占据区域,对长s波超导体/弱铁磁体/s波超导体弱连接中的Josephson电流进行了理论研究.虽然在所考虑的非平衡条件下的标准超电流,载流态密度的单重态部分进行,实际上是不修改,额外的超电流流经载流态密度的三重态部分出现。取决于电压,控制夹层中自旋相关非平衡的特定形式,该附加电流可以增强或减小单重态分量的通常电流,并且还在$0$ -和$π$ -状态之间切换结。
2010-08-06 cond-mat.supr-con
Proximity and Josephson effects in superconducting hybrid structures
第一章:薄SN双层中的超导性。第二章:SF系统中的邻近效应。第三章:SFS结中的约瑟夫森效应。第四章:d波约瑟夫森结中节状准粒子引起的退相干。
2003-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson effects in the spin-triplet superconductor/altermagnet/spin-triplet superconductor junctions: the detection of the intrinsic $\bf{d}$-vector
School of Science, Qingdao University of Technology(青岛理工大学理学院);International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University(北京大学物理学院量子材料科学中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
利用格林函数方法研究自旋三重态超导体结中的约瑟夫森效应,发现其电流相位差关系依赖于自旋三重态超导体中\(\bf{d}\)矢量方向和交变磁体取向角,可实现\(0\)-\(\pi\)转变,能检测\(\bf{d}\)矢量。
2026-07-07 cond-mat.supr-con
Magnetic-coupling-dependent spin-triplet supercurrents in helimagnet/ferromagnet Josephson junctions
在过去的一年里,在证明与单线态超导体耦合的铁磁体中存在长程自旋三重态超电流方面的实验成就为新的有趣的物理学和应用开辟了可能性。Today 64(1),43(2011)]。本课题组报道了将三重态超电流注入磁性均匀的铁磁体(Co)中,并将其夹在两个氦磁体/超导体(Ho/Nb)双层膜之间,形成Nb/Ho/Co/Ho/Nb型约瑟夫森器件。在Ho层厚度的函数中,发现超电流以复杂的方式调制,该方式似乎取决于Ho的磁结构。为了理解这种不寻常的行为,我们利用Eilenberger方程从理论上研究了具有Helimagnet/Ferromagnet/Helimagnet(HM/F/HM)势垒的理想Josephson器件在清洁极限下的特性;我们特别指出,可以穿过势垒的最大三重态超电流将取决于非如果HM层和F层在它们的界面处磁交换耦合,则在HM层的厚度上单调。
2012-09-24 cond-mat.supr-con
Electrodynamics of Josephson junctions containing strong ferromagnets
在多层铁磁约瑟夫森结中,与单重态相比,三重态超导电流可以穿透更厚的铁磁势垒。虽然这些结的静态特性已被广泛研究,动态特性仍然在很大程度上未被探索。在这里,我们报告了一个全面的电动力学特性的多层铁磁约瑟夫森结组成的Co和Ho。通过测量温度依赖的电流-电压特性和开关电流分布下降到0.3 K,我们表明,与三重态超电流的结的相位动力学表现出长(在接近方面)的结行为和适度阻尼动力学与重整化电容和电阻。这种非常规的行为可能提供了一种不同的方式来动态检测三胞胎。我们的结果表明,新的理论模型需要充分理解的相位动力学的三重态约瑟夫森结的超导自旋电子学的应用。
2018-09-10 cond-mat.supr-con
Josephson Effect and Triplet--Singlet Ratio of Non--centrosymmetric Superconductors
通过求解Bogoliubov-de-Gennes方程,计算了非对称二维约瑟夫森结的Andreev束缚态和相应的约瑟夫森电流.该结由一个非中心对称超导体(NCS)分离的隧道势垒与传统的s波超导体的可变高度。除了一侧NCS中的反对称自旋轨道耦合之外,这种不对称结在界面处产生Rashba自旋轨道耦合。我们探索丰富的参数空间,并恢复各种极限情况下,如s波/p波结和不对称的s波结。此外,我们报告了从0-结到pi/2-结的过渡,随着NCS的三重态-单重态配对比率的增加,这作为一种新的机制来确定各种NCS中的未知比率。
2013-12-23 cond-mat.supr-con
Josephson effect in multi-terminal superconductor-ferromagnet junctions coupled via triplet components
本文从Usadel方程出发,研究了多端约瑟夫森结。该结由“磁性”超导体S $_{\text{m}}$组成,它们具有单重态配对,并通过自旋过滤器与正常的n线分离,使得约瑟夫森耦合仅由完全极化的三重态分量引起。结果表明,具有反平行总自旋取向的三重态库珀对之间没有相互作用。附加的单线态超导体S的存在导致有限的约瑟夫森电流$I_{\text{Q}}$与一个不寻常的电流-相位关系。计算了库珀对自旋不同取向时n线的态密度。本文导出了多端约瑟夫森接触中电流$I_{\text{Q}}$的一般公式,并应用此公式分析了两种不同结构的四端约瑟夫森结。它特别示出的“磁”和“磁”的情况下,可以实现在这些结。在具有平行滤波器取向的二端结构和具有反平行滤波器取向的三端结构中,我们发现了附加单重态超导体的临界电流随温度的非单调变化。此外,在这些结构中,临界电流表现出里德尔峰一样的依赖于交换场的“磁性”超导体。虽然由于单重态和三重态分量的正交性,没有电流通过S/n界面,但超导体S中的序参量的相位对多端结构中的约瑟夫森电流有影响.
2016-03-14 cond-mat.supr-con
Inverse Proximity Effects at Spin-Triplet Superconductor-Ferromagnet Interface
我们研究了自旋三重态超导体(TSC)与铁磁体(FM)界面的逆邻近效应,假设不同类型的磁性剖面和手性或螺旋配对。自旋三重态超导性和磁性共存的区域显著地受到相对于库珀对的自旋配置的磁化的取向和空间延伸的影响,从而导致清晰的各向异性特征。逆邻近效应的特征标志出现在TSC界面处的感应自旋极化中。当磁性接近度较弱时,这出乎意料地更强,从而揭示了自旋三重态对的即时检测特征。我们发现,一个异常的磁性接近可以发生在巡游铁磁体,SrRuO $_3$,和非常规超导体Sr $_2$ RuO $_4$之间的界面。这种情况表明,潜在的设计特性反邻近效应在实验上可用的SrRuO $_3$ -Sr $_2$ RuO $_4$异质结构和评估的发生自旋三重态对在备受争议的超导相Sr $_2$ RuO $_4$。
2021-01-10 cond-mat.supr-con
Unusual Superconducting Proximity Effect in Magnetically Doped Topological Josephson Junctions
研究了磁掺杂拓扑绝缘体(TI)拓扑约瑟夫森结的输运性质。Nb/Fe-Bi $_2$ Te $_2$ Se/Nb结的电导谱在低于1 K的温度下显示出一个不寻常的三叉形零偏压电导峰,峰宽为$\sim$ 6 $μ$ V,三叉峰的中心峰代表直流约瑟夫森电流,侧峰可能反映了非常规的库珀对.此外,临界电流与温度成反比,这也可能反映了非常规邻近效应的存在。此外,微波辐射导致电导谱从峰值结构急剧变化为振荡结构,这是交流约瑟夫森超电流的标志。高功率射频辐照下交流约瑟夫森效应的电流-相位关系为4 $π$周期。结果表明,基于磁掺杂的3D TI的结可以实现非常规的库珀配对,从而能够获得马约拉纳束缚态和非常规超导的基本物理。
2020-02-12 cond-mat.supr-con
Spin Triplet Supercurrent in Co/Ni Multilayer Josephson Junctions with Perpendicular Anisotropy
我们测量了S/F '/F/F'/S型约瑟夫森结中的自旋三重态超电流,其中S是超导Nb,F'是具有面内磁化的薄Ni层,F是具有面外磁化的Ni/[Co/Ni]n多层膜。这些结中的超电流随F层厚度衰减非常缓慢,并且比不包含两个F'层的类似结中的超电流大得多。这两个特征是自旋三重态超电流的特征签名,其通过F和F'层中的磁化的正交性而最大化。磁性测量证实了Co/Ni多层膜的面外各向异性。这些样品在制备状态下具有优化的临界电流,这将有助于未来的应用。
2012-08-15 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
Josephson Effect in Singlet Superconductor-Ferromagnet-Triplet Superconductor Junction
研究了由自旋单重态超导体(S)、弱铁磁金属(F)、自旋三重态超导体(T)和绝缘铁磁界面(I)组成的弹道SIFIT结的电流-相位关系。我们使用A. Millis等人计算了结势垒任意磁化方向的结的电流密度和自由能。我们详细研究了磁化强度分布对电流-相位关系的各种谐波和结的基态跃迁的影响。$ϕ$态结可以通过势垒磁化在垂直于三重态超导体d矢量的平面内的非共线取向来实现。
2017-10-25 cond-mat.supr-con
Josephson effect in spin-singlet superconductor/ferromagnetic insulator/spin-triplet superconductor junctions with helical $p$-wave states
利用准经典格林函数方法研究了自旋单重态超导体/螺旋$p$波超导体结中的约瑟夫森效应。结果表明,无论超导体中的带隙对称性如何,$\sinϕ$型和$\cosϕ$型电流-相位关系总是存在的. $\sinϕ$型和$\cosϕ$型电流的必要条件是磁化强度必须有一个平行于晶体学$a$或$b$轴的分量,这与用具有统一方向的$\vect{d}$矢量描述的$p$波超导体的情况不同.分析了该条件与间隙函数对称性之间的关系。我们详细研究了约瑟夫森电流的对称性和符号反转时的磁化旋转。
2016-07-29 cond-mat.supr-con
Anomalous Josephson Coupling and High-Harmonics in Non-Centrosymmetric Superconductors with $S$-wave Spin-Triplet Pairing
本研究针对具有$s$波自旋三重态配对的非中心对称超导体结的约瑟夫森效应展开,揭示自旋-轨道耦合与反演破缺引发的动量空间序参量织构可产生反常耦合、高次谐波及$φ$结,为超导轨道器件设计和氧化物界面超电流异常提供解释。
2023-06-19 cond-mat.supr-con
Supercurrent-induced long-range triplet correlations and controllable Josephson effect in superconductor/ferromagnet hybrids with extrinsic SOC
我们预言,在具有非本征杂质自旋轨道耦合(SOC)的超导体/铁磁体(S/F)混合体中,通过超导引线中沿S/F界面流动的超电流可以产生和操纵长程三重关联(LRTC). LRTC通过两种基本机制出现。第一种方法的实质是利用超导自旋霍尔效应产生三重态。在凝聚动量和铁磁体磁化强度的适当相互取向下,这些对在铁磁体中是长程的。第二种机制是基于S/F界面处的单重态-三重态转换,随后通过自旋流交换机制旋转所获得的短程相反自旋对。研究了S/F双层膜和S/F/S约瑟夫森结的超导LRTC结构。我们证明了在S/F/S结中,约瑟夫森耦合是通过超导感应LRTC实现的,基态相位可以以可控的方式在$0$和$π$之间切换。通过使超导导线中的超导电流反向来实现开关,从而实现了$0-π$移位器的新物理原理。
2022-04-08 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 and Josephson effects in superconductor - antiferromagnetic Nb / γ-Fe50Mn50 heterostructures
我们研究了超导反铁磁双层膜中的邻近效应,并报道了第一个三层S/AF/S约瑟夫森结的制备和测量。无序的f.c.c.采用γ-Fe50Mn50合金作为AF,S为Nb。测量微米和亚微米尺度的结,并且$J_C (d_AF)$的缩放在AF中给出2.4 nm的相干长度,其与由于双层样品中$T_C$的抑制而导致的相干长度相关。FeMn的扩散常数为1.7 \times 10 $^{-4}$ m $^2$ s $^-1$,并得到了费米能级的态密度。交换偏置FeMn/Co双层证实了在该厚度范围内FeMn的AF性质。
2003-09-12 cond-mat.supr-con
Supercurrent in ferromagnetic Josephson junctions with heavy metal interlayers
来自常规BCS、$s$波超导体($S$)的超电流能够穿透相邻铁磁($F$)层的长度尺度取决于将单线态库珀对转换成三线态库珀对的能力。自旋对准的三重态库珀对不被铁磁交换相互作用反相,并且因此可以在比单重态库珀对长得多的距离上穿透$F$层。这些三重态库珀对携带无耗散的自旋电流,是新兴超自旋电子学领域的基本组成部分。单重态-三重态的非均匀磁性转换是公认的。在这里,我们描述了一种尝试,使用自旋轨道耦合作为一种新的机制来调解$S-F-S$约瑟夫森结中的单重态-三重态转换。我们报告说,在我们的约瑟夫森结中添加薄的Pt自旋轨道耦合层显着增加了超电流的传输,但超导的衰减长度没有发现增加。我们将增加的超电流传输归因于Pt作为缓冲层来改善Co $F$层的生长。
2018-06-04 cond-mat.supr-con
Spin-sensitive Long-ranged Proximity Effect for Triplet Superconductors
非中心对称超导体(例如CePt $_3$ Si)和手征超导体(例如Sr $_2$ RuO $_4$)的发现需要实验方法来识别自旋三重态配对的存在。在这里,我们展示了一种方法,实现这一点在一个有吸引力的简单的方式:自旋敏感的邻近效应的铁磁$\mid$三重态超导双层。它示出了如何可以使用的字段的方向来明确区分不同的自旋三重态。此外,与传统的S $\mid$ F结相比,尽管存在交换场,甚至没有任何磁不均匀性,邻近效应仍变得长程。我们的研究结果可以通过STM光谱验证,并可能是有用的工具来表征非常规超导材料中的配对状态。
2010-09-15 cond-mat.supr-con
Spin-polarized triplet supercurrent in Josephson junctions with perpendicular ferromagnetic layers
约瑟夫森结包含三个铁磁层,相邻层之间的非共线磁化在一定条件下携带自旋三重态超电流。自旋三重态超电流的特征是最大超电流作为中间铁磁层厚度的函数的相对缓慢的衰减。在这项工作中,我们专注于结的中间磁性层是一个[Co/Pd] $_N$多层垂直磁各向异性(PMA),而外两层具有面内各向异性。我们比较结的中间PMA层是或不配置为合成反铁磁体(PMA-SAF)。我们发现,超电流衰减更迅速地增加的[Co/Pd]双层的PMA-SAF结的数目$N$相比,PMA结。在含有[Co/Ni] $_N$ PMA多层膜的结中观察到类似的行为。我们通过假设每个Co/Pd或Co/Ni界面充当部分自旋过滤器来模拟该行为,使得PMA结中的自旋三重态超电流随着$N$增加而变得更强自旋极化,而PMA-SAF结中的超电流随着$N$增加而被抑制。我们还解决了在以前的工作中提出的一个问题,有多少自旋单线态超电流是通过我们名义上的自旋三重态结传输。我们通过比较自旋三重态结与磁性层顺序被打乱的类似结来做到这一点。本文的研究结果对设计用于低温存储器的自旋三重态约瑟夫森结具有一定的参考价值。
2020-05-13 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
Analytically determined topological phase diagram of the proximity-induced gap in diffusive n-terminal Josephson junctions
最近,多端约瑟夫森结被提出作为人工模拟拓扑物质的一种途径,其显着优势是其性质可以通过超导相位差来控制,从而在4端几何结构中产生外尔点。一个关键的目标是准确地确定系统何时作为系统中相位差的函数从带隙状态过渡到非带隙状态,后者有效地扮演了常规拓扑物质中准粒子动量的角色。在这里,我们确定的邻近间隙相图的扩散n-终端约瑟夫森结,无论是数值和分析,通过确定一类解决方案的Usadel方程在零能量的完全邻近效应制度。我们提出了一个分析方程,它提供了一个任意数量的终端n的相图。在简要地证明了分析方法的有效性,在以前研究的2-和3-终端的情况下,我们专注于4-终端的情况下,并绘制出的制度,在系统中的电子激发的缺口和非缺口,分别证明在这种情况下,也完全一致的分析和数值方法之间。
2017-01-31 cond-mat.supr-con
Signature of proximity induced triplet superconductivity in junctions made of the doped topological insulator $\rm Bi_2Se_3$ and the s-wave superconductor NbN
掺杂拓扑绝缘体$\rm Bi_2Se_3$和s波超导体NbN的薄膜结和双层被发现表现出具有突出的零偏置和相干峰的电导谱。不同的隧道模型与不同的对电位都未能符合我们的数据,除了三重$p_x+ip_y$对电位,打破了时间反演对称性,但产生了相当不错的拟合。这提供了证据的邻近诱导三重态超导性的$\rm Bi_2Se_3$层与NbN膜的界面附近。
2013-10-07 cond-mat.supr-con
The long-range spin-singlet proximity effect for the Josephson system with single-crystal ferromagnet due to its band structure features
在夹在两个钨超导电极之间的单晶钴纳米线中观察到的长程邻近效应的可能解释[Wang,M. \textit{et al}。\textit{ Nat. Phys}。\textbf{6},389(2010)]。该理论方法是基于铁磁体的能带结构的特点。为了将交换场与准粒子动量联系起来,考虑了它们在多数和少数自旋带中的有效质量之间的区别以及费米面的各向异性。导出的Eilenberger方程允许获得重整化的有效交换相互作用,可以完全补偿某些晶体学方向在一定条件下。所提出的理论模型也与以前的方法进行了比较。
2018-03-11 cond-mat.supr-con
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
Josephson and proximity effects on the surface of a topological insulator
我们研究了超导体和铁磁体沉积在拓扑绝缘体表面上的约瑟夫森效应和邻近效应。超导区域由传统的BCS哈密顿量描述,而不是超导狄拉克哈密顿量。假设连接接口是脏的。我们得到了拓扑绝缘体上的约瑟夫森电流和邻近诱导反常格林函数的解析表达式。讨论了约瑟夫森效应与结长、温度、化学势和磁化强度的关系。它还表明,邻近诱导的配对的拓扑绝缘体的表面上,包括偶数和奇数频率的三重态配对以及传统的s波之一。
2012-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Odd spin-triplet superconductivity in a multilayered superconductor-ferromagnet Josephson junction
本文研究了扩散多层SF'FF'S结构中的直流约瑟夫森效应,其中S是超导体,F,F'是不同的铁磁体。我们假设F'和F层中的交换能不同(分别为$% h $和$H$),并且中间F层由具有平行或反平行磁化矢量$M$的两个层组成。左和右F'层中的$M$向量通常与F层中的$M$向量不共线。在弱邻近效应的限制下,我们使用线性化的Usadel方程。求解这个方程,我们计算了F'层和F层($% L_{h}$和$L_{H}$)在平行和反平行$M$取向情况下,在任意温度、任意厚度下的约瑟夫森临界电流。由短程(SRC)单重态和S=0三重态凝聚组分形成的临界电流$I_{cSR}$的部分在短长度$ξ_{H}=\sqrt{D/H}$上衰减,而由长程三重态$|S|=1$组分(LRTC)形成的部分$% I_{cLR}$在长度$ξ_{N}=\sqrt{D/πT}$上随着$L_{H}$的增加而减小。我们的结果与实验\cite{Birge}一致。
2010-05-03 cond-mat.supr-con