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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Residual spin susceptibility in the spin-triplet, orbital-singlet model
核磁共振(NMR)和奈特位移测量是鉴定自旋三重态超导体的关键工具。讨论了自旋轨道耦合对具有轨道单重态特征的自旋三重态多轨道能隙函数的Knight位移和极化率的影响,并将它们与“传统”单带自旋三重态($p_x+ip_y$)超导体的响应进行了比较.我们观察到一个不可忽略的剩余自旋磁化率在低温下。
2018-08-24 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
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
Singlet-Triplet Superconducting Quantum Magnetometer
基于超导邻近效应的量子干涉晶体管最近的实验实现的动机,我们在这里证明,包括纹理铁磁体都大大提高了这样的设备的磁通灵敏度,并另外允许通过调整偏置电压的单重态-三重态切换。该功能明确使用由于磁性织构引起的自旋三重态相关性。尽管这种三重态相关性的存在是众所周知的,但我们的发现表明了自旋三重态超导性如何用于具体技术,即改善超灵敏磁力计的功能。
2013-08-14 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
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
Coexistence of Singlet and Triplet Attractive Channels in the Pairing Interactions Mediated by Antiferromagnetic Fluctuations
我们提出了一个在平行磁场中的准低维第二类超导体的相图,当反铁磁涨落有助于对相互作用时。我们指出,由反铁磁涨落介导的配对相互作用必然包括单重态通道和三重态通道作为吸引相互作用。通常,在零场有利于单线态配对,但在高场发生三线态配对,其中单线态配对被泡利顺磁对断裂效应抑制。结果,临界场在低温下发散地增加。简要讨论了准一维有机超导体的实验相图的可能关系。我们还讨论了在零场条件下观察到三重态超导电性的可能性。
2000-04-24 cond-mat.supr-con
Singlet versus triplet particle-hole condensates in quantum oscillations in cuprates
倾斜磁场中的量子振荡提供了区分粒子空穴通道中的单重态与三重态序参量的可能性,只要测量反映了通过在低温下施加高磁场获得的密度波的假定“正常”状态。给出了比较自旋密度波、单线态$d$密度波和三线态$d$密度波的理论分析。虽然在振荡幅度中自旋零的存在是单重态序参量的必然结果,但是三重态序参量可能会或可能不会表现出自旋零,使得它成为依赖于费米表面上的实际极值轨道的定量问题。尽管如此,理论分析可以揭示$\mathrm{YBa_{2}Cu_{3}O_{6+δ}}$中引人注目的最新测量结果。
2010-11-18 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
Generic nodeless Larkin Ovchinnikov states due to singlet-triplet mixing
Larkin-Ovchinnikov(LO)态通常具有沿着实空间线消失的单重态带隙。这些实空间节点导致Andreev midgap状态,可以作为LO配对的签名。我们表明,在这些节点,奇宇称,自旋三重态组件总是诱导,导致无节点LO相位。我们发现,二维弱耦合,干净的极限s波相图时,这自旋三重态部分包括在内。三重态分量大,并且增加了FFLO相的稳定性。我们还表明,自旋三重态的贡献,推动中能隙态远离零能量。最后,我们展示了如何我们的结果可以解释现象,虽然Lifshitz不变量。这些不变量提供了一种简单的方法来理解非常规配对状态,自旋轨道耦合和非均匀混合单重态-三重态的作用,这些状态不是由于FFLO不稳定性。我们讨论我们的结果的背景下,有机超导体。
2010-03-04 cond-mat.supr-con
Upper critical fields of quasi-low-dimensional superconductors with coexisting singlet and triplet pairing interactions in parallel magnetic fields
研究了平行磁场中的准低维第二类超导体,当单重对相互作用和相对较弱的三重对相互作用共存时。在高场下,序参量的单重态和三重态成分混合,同时出现称为Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov态的非均匀超导态。因此,即使在远高于平行自旋对转变温度的温度下,三重态对相互作用也显著地增强了超导的上临界场。结果表明,即使在三重态对相互作用很弱的情况下,平行自旋对的高场相在实际中可能观察不到,这种增强也是很大的。本文还讨论了这一结果在有机超导体和铜酸盐混合超导体中的可能联系。
2000-03-30 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
Josephson Effect Between Triplet Superconductors: A Self-Test for the Order Parameter Symmetry of Bechgaard Salts
我们表明,三重态超导体之间的约瑟夫森效应是敏感的跨结的d-矢量的相对取向。此外,我们指出约瑟夫森效应的温度和角度依赖性可以帮助区分不同的序参量对称性。我们讨论了相干和非相干隧穿过程,以及在非局域晶格Bogoliubov-deGennes方程的框架内表面束缚态的作用。
2003-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chirality and spin transformation of triplet Cooper pairs upon interaction with singlet condensate
我们表明,完全极化的三重态s波分量的特点是不仅由自旋方向,但也由手征。极化三重态组分和单重态组分的相互作用导致产生具有相反自旋方向或不同手性的三重态库珀对。这种自旋转变导致了多端磁性约瑟夫森结中有趣的现象。本文计算了具有“磁性”超导体S $_{\text{m}}$的S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}^{\prime}$型多端约瑟夫森接触中的直流约瑟夫森电流$I_{\text{J}}$。超导体S $_{\text{m}}$附着在磁性绝缘体(过滤器)上,只允许具有固定自旋方向的电子通过。假设滤波器轴彼此反向平行。在二端约瑟夫森结中约瑟夫森电流为零,即,在S/n/S $_{\text{m}}$或S $_{\text{m}}$ /n/S $_{\text{m}}^{\prime}$联系人中。但在三端约瑟夫森结中,另一个S超导体连接到正常导线上,有限电流$I_{\text{J}}$似乎从S~超导体流向S $_{\text{m}}$超导体。通过右(左)超导体S $_{\text{m}}$的电流符号相反,即${I_{\text{R}} \equiv I_{\text{J}} = I_{\text{c}} \sin (χ_{\text{R}} + χ_{\text{L}} - 2 χ) = - I_{\text{L}}}$,其中$χ_{\text{L/R}}$和$χ…
2015-12-16 cond-mat.supr-con
Superconducting 2D system with lifted spin degeneracy: Mixed singlet-triplet state
最近的实验结果的动机,我们已经开发了一个理论的超导状态的二维金属没有反演对称建模的几何形状的表面超导层的场效应晶体管或附近的边界掺杂的吸附离子。在这样的系统中,双重自旋简并度被自旋轨道相互作用提升,并且单重态和三重态配对在库珀对的波函数中混合。结果,自旋磁化率变为各向异性,奈特位移在T=0时保持有限且相当高的值。
2001-03-21 cond-mat.supr-con
Controllable generation of a spin-triplet supercurrent in a Josephson spin-valve
从理论上预言,在非共线磁化的多层铁磁结构中,可以感应出超导序参量的非常规奇频自旋三重态分量。在这项工作中,我们实验研究纳米尺度的设备,其中铁磁自旋阀嵌入到约瑟夫森结。我们展示了两种方法,在原位分析这样的约瑟夫森自旋阀:通过磁阻测量和通过原位磁强计的基础上,在结中的磁通量子化。我们观察到,通过该设备的超导依赖于两个铁磁层的磁化的相对取向,并在自旋阀的非共线状态下增强。这为铁磁体中自旋三重态超导分量的可控产生提供了直接的证明。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic resonance in a singlet-triplet Josephson junction
研究了传统s波超导体和非传统p $_{\rm x}$波超导体之间的单重态-三重态约瑟夫森结。结的Andreev谱在平衡时产生自发磁化。这允许使用交流塞曼场来操纵Andreev能级的占用。诱导的拉比振荡表现为电流-相位关系中的共振。对于圆极化磁场,我们发现自旋选择定则,只在超导相位差的一定区间内产生拉比振荡。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stationary Josephson effect in a weak-link between nonunitary triplet superconductors
从理论上研究了非幺正三重态超导体弱连接中的稳态约瑟夫森效应。对该系统的非自洽准经典Eilenberger方程进行了解析求解。作为这个解析计算的应用,我们绘制了两个非幺正双极$f-$波超导体组之间的结的电流-相位图。观察到平行于超导体界面的自发电流。研究了晶体间取向差对约瑟夫森电流和自发电流的影响。这种电流-相图的实验研究可以用来检验上述超导体中的对对称性。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional singlet-triplet superconductivity
你是否一直躺在床上想知道是什么对称性决定了超导体是自旋单线态,三重态,还是两者兼而有之?我们表明,如果BCS理论提供了额外的自由度,自旋单重态可以与自旋三重态超导共存。在第一部分中,我们教学指导读者最一般的超导状态使用对称性参数。如果单重态和三重态配对通道都存在,则磁场可以在自旋单重态和三重态之间转换。第二部分讨论了两种可能的单重态-三重态超导体:CeRh $_2$、As $_2$和双层-NbSe $_2$。
2021-12-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con