On-demand thermoelectric generation of equal-spin Cooper pairs
超导自旋电子学是基于铁磁-超导体（F-S）混合结中自旋三重态库珀对的产生。先前的按需操纵自旋极化超电流的提议通常需要仔细控制磁性材料的能力。相反，我们提出了一种量子热机，它可以产生等自旋的库珀对，并在不操纵磁性元件的情况下按需驱动超电流。我们考虑在二维拓扑绝缘体的螺旋边缘上的S-F-S结，它连接不同温度下的两个引线。由热偏压产生的热和电荷电流是由不同的传输过程引起的，其中电子共隧穿负责向冷引线的热流，并且引人注目的是，只有交叉Andreev反射有助于电荷电流。这种纯粹的非定域安德烈耶夫热电效应在超导体上注入自旋极化的库珀对，产生一种可以通过调节它们的相对相位来打开/关闭的超电流。我们进一步证明，自旋三重态配对的签名是由相当低的温度梯度小于超导能隙的热电流的波动促进。
2019-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Predicted electric field induced surface magnetization of vortex phase of superconductors
我们预言了电场诱导的超导体涡旋相在凝聚态表面磁化中的一种新效应。磁化的超导体应该是一个平面电容器的一个板，电压必须施加在它上面。将交流电压施加到电容器，静电感应导致磁矩的振荡，其必须通过在检测器线圈中感应的电动势来测量。推导出的明确公式的磁化包含有效质量的库珀对和预测的磁化的系统调查将导致创建一个有效的库珀对质谱。对于劈裂超导体，这个有效质量是块体材料的性质。
2020-04-29 cond-mat.supr-con
Magnetization near a constriction between BCS superconductors by spin-dependent tunneling
该研究揭示了电压偏置下BCS超导体微收缩区的自旋依赖隧穿可打破电子-空穴隧穿对称性，解除相消干涉对自旋三重态Cooper对的形成阻断，实现静态磁化与类交流Josephson自旋电流，为电控无耗散自旋电子学提供了新实例。
2023-11-06 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
Magnetization-control and transfer of spin-polarized Cooper pairs into a half-metal manganite
薄s波超导体（S）在两个或多个铁磁体（F）上的配对状态和临界温度（T $_c$）可通过F层的磁化取向来控制。磁化失准可以导致自旋极化三重态对的产生，并且由于这样的三重态与自旋极化材料相容，所以它们能够深入到F层中，并且因此导致T $_c$的降低。已经进行了关于S/F $_1$ /F $_2$“三重自旋阀”的各种实验，其中在包含半金属铁磁体（HMF）CrO $_2$（F $_2$）的器件中报道了T $_c$的最显著抑制，尽管使用平面外磁场来调谐磁非共线性[Singh等人，Rev. X 5，021019（2015）]。常规转移的自旋极化三重态的HMF是超导自旋电子学的一个主要目标，以最大限度地提高三重态的自旋极化。然而，CrO $_2$是化学不稳定的，并且平面外场对于超导性是不期望的。在这里，我们证明了磁化可调对转换和转移的自旋极化三重态对的化学稳定的混合价锰氧化物La $_{2/3}$ Ca $_{1/3}$ MnO $_3$在一个伪自旋阀设备使用面内磁场。结果符合微观理论，并提供了对配对状态的完全控制。
2017-09-11 cond-mat.supr-con
Topological phase in Kitaev chain with spatially separated pairing processes
在Kitaev模型中，对的产生和湮灭过程的动态平衡对拓扑超导性起着至关重要的作用。在这里，我们研究了创造和湮灭项的空间分离的效果，即，成对的源极和漏极交替排列。在这方面，一个非厄米哈密顿自然被认为是，它可能拥有复杂的能量分支。然而，当仅考虑Bardeen-Cooper-Schrieffer对（BCS）类对激发时，这样的子空间中的谱是全实的。特别地，从成对波函数中提取的Zak相位被量化，因此能够表征不同的相位，而不管时间反演对称性的破坏。对于开链系统，研究了相应的Majorana格。我们发现，虽然有复杂的模式，所有的边缘模式的能量为零，并遵守体边界对应。这导致了实能级和复能级的Kramer样简并，作为拓扑非平凡相的签名。
2023-03-03 cond-mat.supr-con
Probing Cooper pair momentum by quasiparticle steering with planar Josephson junctions
QuTech, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学 QuTech）；Kavli Institute of Nanoscience, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学卡弗里纳米科学研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Center for Quantum Devices, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所量子器件中心）
研究通过平面约瑟夫森结操控准粒子来探测超导体中库珀对动量，利用安德列夫反射产生大相位梯度并转移动量，证明安德列夫束缚态以特定角度喷射，将相位控制准粒子喷射确立为凝聚态动量转移的运动学探针。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sauter-Schwinger effect in a Bardeen-Cooper-Schrieffer superconductor
从60年代开始，超导性和量子场论的发展产生了一种深刻而令人惊讶的联系。安德森-希格斯机制和狄拉克方程与博戈留博夫-德热内方程之间的相似性是最有趣的例子。在这最后一个类比中，大质量狄拉克粒子与准粒子激发相一致，费米子质量能量与超导能隙能量相一致。在这里，我们进一步遵循这种平行性，并表明它预测了一个突出的现象：超导Schwinger效应（SSE）。在量子电动力学Schwinger效应中，电子-正电子对是由强电场从真空中产生的，我们证明了静电场可以从超导基态凝聚体中产生两个相干激发。从耗散的热激发，这些形成一个新的宏观相干和无耗散的状态。我们讨论了超导态如何被这种激发的产生所削弱。我们的研究结果除了为施温格效应的实验验证提供了一种新的思路和方法外，还为理解和利用超导体与电场之间的相互作用铺平了道路。
2021-03-21 cond-mat.supr-con hep-th quant-ph
Superconducting proximity effect in graphene under inhomogeneous strain
由于观察量子霍尔效应所需的强磁场，量子霍尔态和库珀对之间的相互作用通常会受到超导态的抑制。从这个角度来看，石墨烯是特殊的，因为它允许由于应变而产生强伪磁场。我们发现，在应变石墨烯制成的约瑟夫森结中，库珀对将扩散到应变区域。由于零赝朗道能级局域态密度的极化，对关联函数将发生亚晶格极化。我们揭示了两种制度; 1）其中回旋半径大于结长度的一种，在这种情况下，超电流将被增强，以及2）其中超电流被强烈抑制的长结区，因为结变成绝缘体。在后一种情况下，量子化的霍尔态的形式和正常/超导界面处的Andreev散射将诱导边缘状态。我们的数值计算已经成为可能，由于扩展的Chebyshev Bogoliubov-德Gennes方法的计算视频卡（GPU）。
2011-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder- and Field-Induced Antiferromagnetism in Cuprate Superconductors
低掺杂的高Tc材料的特点是库珀配对和反铁磁（AF）秩序之间的竞争。这些材料的超导（SC）状态与传统超导体之间的重要区别包括d波配对对称性和对磁扰动的显着磁响应，从而可以在杂质和涡旋核心周围形成自旋密度波（SDW）序的液滴。在一个简单的图片中，只要SC被局部抑制，SDW秩序就成核。在平均场论的d-波SC在一个外加磁场中，包括无序和哈伯德关联，我们表明，事实上，创建SDW秩序不是简单地由于抑制的SC序参量，而是由于相关诱导分裂的电子束缚态的扰动。由于束缚态的存在是由于准粒子轨道上的序参量的符号变化，因此诱导的SDW序是d波对称性的直接结果。此外，反相畴壁的形成对于获得正确的中子衍射测量的感生磁性的温度依赖性是重要的。
2009-12-15 cond-mat.supr-con
Generation of pure superconducting spin current in magnetic heterostructures via non-locally induced magnetism due to Landau Fermi-liquid effects
我们提出了一种在铁磁体（F）和正常金属（N $_{\rm so}$）之间的超导体（S）中产生纯超导自旋电流的机制。我们表明，在朗道费米液体相互作用的超导邻近效应的存在下，可以诱导非局部的铁磁交换场的正常层，这消失以上的超导转变温度的结构。内部朗道费米液体交换场导致与在三层中产生长程自旋三重态超导关联相关的自旋超导电流的开始。我们表明，自旋超电流的大小以及在N $_{\rm so}$层中的感应磁序严重依赖于S层与F和N $_{\rm so}$层之间的超导邻近效应和相关的朗道费米液体相互作用参数的大小。我们研究了自旋翻转过程对这种机制的影响。我们的研究结果表明，朗道费米液体相互作用结合自旋轨道耦合的超导自旋电子学中的自旋超导电流的创建的关键作用，并给出了一个可能的解释，最近的实验利用自旋泵通过铁磁共振[Jeon $\it{ et}$ $\it{al.}$，自然材料。${\bf 17}$，499（2018）]。
2018-08-02 cond-mat.supr-con
Long-range proximity effect for opposite-spin pairs in S/F heterostructures under non-equilibrium quasiparticle distribution
在单重态超导体/铁磁体（S/F）结构中，由反自旋对携带的超导关联在磁相干长度量级的短距离内穿透到铁磁体中。长程邻近效应（LRPE），发生在正常金属相干长度的长度尺度上，只能通过等自旋对来维持，这可以由系统中的磁不均匀性产生。在这项工作中，我们预测了一种新型的LRPE，它可以发生在非平衡条件下的S/F异质结构。F区的超导关联是由反自旋库珀对产生的，不涉及等自旋对。相反自旋对穿透到铁磁体中的可能性是通过在那里产生适当的非平衡准粒子分布来提供的。这导致了急剧增加（高达几个数量级）的临界约瑟夫森电流通过S/F/S结在某些值的电压控制的非平衡分布在F夹层。
2012-02-01 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
