Two molecular devices for superconducting spintronics
本研究制备了两种基于二茂镍、单Fe原子和Pb电极的超导结分子器件，发现Fe配位差异导致微分电导行为不同，分别呈现MAR与隙内态的叠加和干涉效应，展示了原子级分子器件的功能多样性。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Density-functional description of materials for topological qubits and superconducting spintronics
本研究介绍了Kohn-Sham Bogoliubov-de Gennes方法的进展，基于密度泛函理论模拟磁性掺杂Pb的超导异质结，揭示磁性与超导的相互作用及相关效应，为超导自旋电子器件提供理论支撑。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting Spintronic Heat Engine
本文实现了一种基于EuS/Al/AlO$_x$/Co隧道结的超导自旋电子热机，通过铁磁层取向调控热电电压符号，实现热电存储单元，并提出理论模型预测其效率。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Growth of half-metallic CrO2 nanostructures for superconducting spintronic applications
基于半金属铁磁体（如CrO 2）的超导-铁磁体（S-F）混合体是超导自旋电子学应用的优秀候选者。这主要是由于它们的完全自旋极化性质，这会产生显着增强的长程三重态邻近效应。然而，基于CrO 2的约瑟夫森结（JJ）的可靠生产是具有挑战性的，主要是因为难以控制S/F界面的透明度。我们生长CrO 2纳米线的化学气相沉积在TiO 2衬底上结合选择性区域生长在沟槽中定义的非晶SiOx。这使我们能够创建横向JJ，纳米线作为薄弱环节。我们表明，生长的性质是高度各向异性的，并且在生长过程中，取决于沟槽的宽度，CrO 2 nanostructures的形态系统地变化。详细的生长研究使我们能够合成多面且高度均匀的CrO 2丝。这些被用来制造具有高S/F界面透明度的JJ，从而产生大的超电流。该器件的良好几何结构使我们能够可靠地估计600 nm距离上的异常高的临界电流密度Jc = 10^9 Am^{-2}。
2016-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Macroscale non-local transfer of superconducting signatures to a ferromagnet in a cavity
腔自旋电子学最近预示着磁性样品之间的非局域磁振子信号转移。在这里，我们表明，通过在腔中包括超导体，我们可以利用这些原则，使复合超导体-铁磁体系统的宏观尺度。我们分析超导体的交流。电导率的影响自旋动力学的空间分离的磁铁，我们讨论了自旋电子应用的潜在影响。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nuclear spintronics: quantum Hall and nano-systems
凝聚态物质中的电子自旋输运，自旋电子学，无论是从科学角度还是从应用于现代和未来电子学的角度来看，都是一个迅速增长的兴趣。在许多情况下，如果不考虑电子和核自旋之间的超精细相互作用，就不能充分描述电子自旋输运。在高磁场、超低温、超高同位素洁净度等极端条件下，这些系统中的核自旋是量子比特的非常有希望的候选者：新兴量子存储器、逻辑和有望的量子计算机的基本元素。本文综述了核自旋电子学在超导、量子霍尔、介观和纳米等奇异系统中的超精细相互作用的物理和应用研究进展。
2004-03-02 cond-mat.mes-hall
Superconducting properties in tantalum decorated three-dimensional graphene and carbon structures
本文介绍了在三维石墨烯（3DG）和碳结构上沉积的钽薄膜（100 nm厚）的超导特性。在两种复合薄膜中都观察到了超导转变，其超导转变温度分别为1.2K和1.0K。我们进一步测量了这两种复合薄膜在不同温度下的磁电阻和在不同磁场下的微分电阻dV/dI。在这两个样品中，观察到一个大得多的临界磁场（~ 2特斯拉），这个临界磁场显示线性温度依赖性。最后，在我们的3DG-钽装置的微分电阻测量中观察到了当样品变成超导时的异常大的冷却效应。我们的研究结果可能对柔性超导电子器件的应用具有重要意义。
2014-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Equal-Spin Andreev Reflection in Junctions of Spin-Resolved Quantum Hall Bulk State and Spin-Singlet Superconductor
本文实验观测了InAs量子阱自旋分辨量子霍尔态与NbTi超导体结中的安德烈夫反射，通过自旋翻转介导的等自旋与常规安德烈夫反射双通道解释电导特征，证明在QH体态中诱导超导邻近能隙并发展半导体超导自旋电子学的可行性。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Spintronics with NSN Junction of one-dimensional quantum wires : A study of Pure Spin Current and Magnetoresistance
我们展示了可能的情况下生产纯自旋电流和大的隧道磁阻比的弹性共隧穿和交叉Andreev反射超导结包括正常金属超导体正常金属，其中，正常金属是一个一维相互作用的量子线。我们表明，有固定点的理论对应的情况下，纯自旋电流。我们分析了电子-电子相互作用的影响，看看它是如何稳定或不稳定的纯自旋电流的生产。这些不动点对于一维量子线的正常金属-超导体-正常金属结的自旋电子学应用具有直接的实验相关性。我们还计算了正常金属-超导体-正常金属结的交叉Andreev反射增强隧穿磁电阻比随温度的幂律关系。
2008-02-19 cond-mat.mes-hall
Super-magnetoresistance effect in triplet spin valves
我们研究了在两个非共线磁化的铁磁区之间插入一个三重态超导间隔层所得到的三重态自旋阀。我们证明了三重态自旋阀的磁阻依赖于d-矢量的相对取向，表征超导态，和铁磁层的磁化方向。对于具有长超导体特征的器件，达到了库珀对自旋电子学机制，从而可以观察到仅由库珀对维持的极化电流的性质。在这种状态下，超磁阻效应出现，并且超导间隔物的序参量的手征对称性容易被识别。我们的研究结果打开了新的视角，在设计设备的基础上的合作性质的铁磁和三重态相关的自旋电子学框架。
2013-03-02 cond-mat.mes-hall
Signature of Cooper Pairs in the Non-Superconducting Phases of Amorphous Superconducting Tantalum Films
本文研究了非晶Ta超导薄膜中的磁场或无序诱导的绝缘相和金属相。随着磁场的增加，绝缘相的非线性输运的演化呈现出非单调的行为。我们认为，这一观察可能是一个证据的存在，本地化的库珀对在绝缘相。由于金属相介入了Ta薄膜的超导态和绝缘态，这一结果进一步揭示了金属基态中也存在库珀对。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spintronics and Quantum Dots for Quantum Computing and Quantum Communication
对电子自旋态的控制，如相干操纵、滤波和测量，有望在传统以及量子计算和量子通信中获得新技术。我们回顾了我们的建议，使用量子限制结构中的电子自旋作为量子比特，并讨论了实现量子计算机的要求。我们描述了几个实现的一个和两个量子位门和读取和读出任务。我们讨论了最近提出的使用单个量子点作为自旋过滤器和自旋存储器的方案。考虑到量子通信所需的电子EPR对，我们证明了它们的自旋纠缠可以在介观输运测量中检测到，使用金属以及超导导线连接到点。
2000-06-08 cond-mat.mes-hall
Superconductors as ideal spin sources for spintronics
本文研究了当超导体态密度随交换场（h_exc）而分裂时，正常金属-超导体（NS）结中自旋极化输运随界面透过率和温度的变化。类似于D. Huertas-Hernando等人[Phys. Rev. Lett. 88，047003（2002）]在超导邻近结构，我们表明，NS结可以用来产生高自旋极化电流，在替代半金属铁磁体。特别是，所获得的自旋极化电流在很大程度上是可调的幅度和符号，通过作用于偏置电压和h_exc。而隧道接触的电流极化可以高达100%，对于透明结，它是由少数自旋物种为主。这种效应可以通过由超导能隙提供的电子“冷却”来增强。
2008-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Soft X-Ray Single-Photon Detection With Superconducting Tantalum Nitride and Niobium Nanowires
我们已经制作了超快无暗计数软X射线单光子探测器（X-SNSPD）从TaN与各种传导路径宽度，我们比较它们的性能与相应的数据从Nb X-SNSPD。TaN X-SNSPD在器件检测效率、锁存和脉冲幅度方面提供了改进的检测器性能。与窄TaN导电路径相比，宽导电路径允许一定的能量分辨能力。然而，宽路径也限制了低温下的检测效率，这可以在热点模型中解释。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.ins-det
Topological-Insulator and Spintronic Boundary Electrodynamics for MRI RF Coils: A Theoretical Framework for Loss, Noise, and Reciprocity
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文提出了一种理论框架，利用拓扑绝缘体和自旋电子学特性，改进MRI射频线圈的电磁学模型，以减少损耗、改变噪声机制并实现非互易性响应。
2025-12-16 cond-mat.mes-hall
Unbalanced Holographic Superconductors and Spintronics
本文提出了一个2+1维非平衡费米混合体中强耦合s波超导的最小全息模型。在带电渐近AdS_4黑洞中，带电标量场的非平凡分布驱动U（1）_A“荷”对称性破缺.化学势不平衡是通过打开U（1）_B“自旋”场的时间分量来实现的，在U（1）_B“自旋”场下，标量场是不带电的。我们研究的相图模型和评论LOFF样的非均匀超导相的最终（非）发生。此外，我们研究了“电荷”和“自旋”的运输，实现了莫特的两个电流模型，提供了现代自旋电子学的理论基础的全息实现（及其推广到超导装置）。最后，我们评论可能的字符串或M-理论嵌入我们的模型及其高维推广，一致的卡鲁扎-克莱因截断和膜反膜设置。
2012-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Near-field localization of the boson peak on tantalum films for superconducting quantum devices
针对超导电路受表面氧化物等损耗限制的问题，研究利用s-SNOM和太赫兹纳米光谱定位钽薄膜损耗中心的玻色峰特征，结合GIWAXS揭示氧化物结构随老化的变化，为低损耗超导电路制备优化提供依据。
2023-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Thermal annealing enhancement of Josephson critical currents in ferromagnetic CoFeB
Co 40 Fe 40 B20（CoFeB）合金的电学和结构性能可通过热退火来调节。这是优化CoFeB基自旋电子器件的关键，其中利用了有利的低磁性、高自旋极化和可控的磁晶各向异性。到目前为止，还没有基于CoFeB的超导器件的报道。在这里，我们报告Nb/CoFeB/Nb约瑟夫森器件，并证明了热退火后，由于增加的CoFeB的结构有序的临界电流的增强高达700%。结果表明CoFeB是一种很有前途的超导自旋电子器件材料。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Huge nonequilibrium magnetoresistance in hybrid superconducting spin valves
提出了一种铁磁-超导混合自旋阀。它的运作依赖于超导体中的非平衡输运和邻近诱导的交换耦合之间的相互作用。在适当的偏置电压下，合适的铁磁-超导体组合可以获得高达10^6%的巨大隧道磁电阻值。该结构的可控自旋过滤器性质与其固有的简单性相结合，使这种设置有吸引力的低温自旋电子应用，降低功耗是一个额外的要求。
2006-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Josephson-like magnetic tunnel junction -- transition from classical to quantum regime
Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高等研究中心）；New Spintronic Technologies（新自旋电子技术公司）；Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普罗霍罗夫普通物理研究所）
该研究提出了一种具有量子自旋动力学的约瑟夫森-like磁隧道结结构，通过理论框架实现自旋电子量子比特，并展示了如何利用自旋电流控制量子比特状态。
2026-02-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dynamic $0-π$ transition induced by pumping mechanism
利用Nambu $\otimes $自旋空间Keldysh格林函数方法，给出了微腔中量子点与超导导线耦合的非平衡电荷和自旋抽运理论.发现电荷流包括两部分：代表相干库珀对转移的无耗散超电流和泵浦准粒子电流。超导电流表现出动态$0-π$跃迁诱导的频率和强度的$σ_{-}$偏振激光场。这种动力学转变不受强库仑相互作用的影响。特别是当极化激光场的频率大于超导能隙的两倍时，出现了自旋电流，并且自旋电流是两个超导体之间相位差的偶函数。我们的理论是对非超导自旋电子学的一种扩展。
2006-11-14 cond-mat.mes-hall
Superconductor spintronics: Modeling spin and charge accumulation in out-of-equilibrium NS junctions subjected to Zeeman magnetic fields
本文研究了在塞曼磁场存在下，当超导体与铁磁体或正常金属之间的结在外加偏压下脱离平衡时，结中自旋和电荷的积累。考虑到所有自旋分辨的可能隧穿过程，我们写下了这种结中自旋和电荷电流的最一般形式。我们利用这些形式来计算的自旋积累在NS结受到直流偏置，和交流偏置，正弦或矩形。我们观察到，在超导能隙变化可忽略的范围内，NS动态电导对自旋不平衡不敏感。因此，为了探测超导体中的自旋积累，需要分离注入点和检测点，即。e.电自旋检测必须是非局部的。我们还解决的自旋积累的影响，通过驱动自旋电流和它的影响，在超导体中的自旋积累的检测诱导在正常的引线。最后，我们研究了SC的非平衡自旋磁化率，我们发现它大大偏离了它的平衡值。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall
Molecular beam epitaxy growth of superconducting tantalum germanide
针对III/V材料系统本征微波损耗的限制，研究通过分子束外延在Ge（001）衬底上生长Ta，发现400°C下形成粗糙度3-7 Å的光滑界面，薄膜为Ta₅Ge₃与TaGe₂合金且具超导性（T_C~1.8-2K），有望用于超导量子信息平台。
2024-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Controlling superconducting spin flow with spin-flip immunity using a single homogeneous ferromagnet
通过电子的自旋输运通常受到焦耳加热和由于自旋翻转散射而导致的短衰变长度的困扰。众所周知，当使用传统的超导接触时，可以产生无耗散的自旋电流，但这仅在使用复杂的磁不均匀多层膜时，或在极端情况下，如具有界面磁无序的半金属时，才被实验证明。此外，在自旋翻转散射的存在下，这种自旋超电流如何衰减也是未知的。在这里，我们提出了一种方法，用于产生一个自旋超电流，只用一个单一的均匀的磁性元件。值得注意的是，以这种方式产生的自旋超电流不会在空间上衰减，与仅在自旋弛豫长度内保持极化的正常自旋电流形成鲜明对比。我们还暴露了超导介导的扭矩的存在，即使没有磁不均匀性，表明自旋超电流极化的不同组件从根本上不同的超导相位差的变化。这建立了一种分别调节无耗散自旋和电荷流的机制，并证实了超导体在自旋电子学中的优势。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall
Clocked single-spin source based on a spin-split superconductor
我们提出了一个精确的时钟单自旋源的交流自旋电子学应用。我们的设备包括一个超导岛覆盖的铁磁绝缘层，通过它耦合到超导引线。单粒子转移依赖于能隙和岛的充电能量，并通过偏压和时间周期性栅极电压来实现。精确的自旋转移是通过铁磁绝缘层实现的，该铁磁绝缘层使岛极化，提供自旋选择性隧穿势垒，并通过抑制Andreev反射来提高精度。我们分析现实的材料组合和实验要求，允许在MHz制度的时钟自旋电流。
2016-09-23 cond-mat.mes-hall
Altermagnetic memcapacitors
Universidad de Chile（智利大学）
该研究提出基于交替磁多铁性材料RVO₃的忆容效应，其电荷流密度比优化自旋转移力矩磁隧道结高约3.6倍，可实现电荷与自旋通道同步开关，为电与自旋电子学存储提供高效非易失性平台。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Meissner Effect Probing of Odd-Frequency Triplet Pairing in Superconducting Spin Valves
超导关联是磁性系统中的长程关联，由于其自旋极化特性和在自旋电子学器件中的潜在应用而引起人们的广泛关注。虽然实验已经证明这种相关性的缓慢衰减，但事实证明，更难获得其奇频特征的确凿特征，这是例如其无间隙行为的原因。我们在这里证明，一个正常的金属与超导自旋阀接触的磁化率响应正好提供了这个签名，即在一个异常的“积极的”迈斯纳效应的形式，可以调谐回一个传统的“消极的”迈斯纳响应简单地通过改变自旋阀的磁化结构。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Majorana spintronics
提出了一种系统的无磁通方法，利用Majorana自旋自由度，在半导体超导拓扑约瑟夫森结中探测、操纵和编织Majorana费米子。我们发现了一个内在的$π$相位差自旋三重态配对之间的Majorana零模式（MZMs）在两端的一维自旋拓扑超导体。这$π$相被确定为自旋相关的超导相，称为自旋相，我们表明，通过控制自旋轨道耦合强度通过电动门是可调的。这种电可控的自旋相位不仅影响MZM之间的耦合能量，而且在没有任何施加的磁通量的情况下导致分数约瑟夫森效应，这使得能够实现高效的拓扑量子比特读出。因此，我们提出了一个全电控超导半导体混合电路来操纵MZM，并检测其非阿贝尔编织统计特性。我们对拓扑约瑟夫森效应自旋性质的研究为基于马约拉纳的半导体量子线路的自旋电子学应用开辟了新的方向。
2016-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal transverse diode effects in superconducting unconventional magnet hybrids
University of Florence（佛罗伦萨大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
该研究证明超导非常规磁体结具有完美整流的横向自旋与电荷二极管效应，机制基于镜面反射与自旋旋转，为下一代横向超导自旋电子学提供新方向。
2026-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A superconducting absolute spin valve
具有自旋分裂激发谱的超导体在隧道结中表现为理想的铁磁自旋注入器。理论预测，两个自旋分裂超导体的组合具有独立可调的磁化强度，可以用作理想的$absolute$自旋阀。在这里，我们报告的第一个开关超导自旋阀的基础上，两个EuS/Al双层耦合通过氧化铝隧道势垒。自旋阀显示了EuS层的平行和反平行配置之间的相对电阻变化高达900%，这表明通过结的高度自旋极化电流。我们的装置可能是关键的实现热电辐射探测器，逻辑元件的存储单元在低温超导计算机和超导自旋电子学一般。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Extremely long quasiparticle spin lifetimes in superconducting aluminium using MgO tunnel spin injectors
近年来，人们一直在积极寻找用于自旋电子和量子计算设备的长寿命自旋极化载流子。在这里，我们报告说，自旋极化准粒子在超导铝层有令人惊讶的长自旋寿命，近一百万倍的时间比在正常状态。使用隧道自旋注入器在铝层中积累自旋极化载流子，从而抑制铝的超导性，由此确定寿命。一个汉勒效应，在小的平面内正交场的存在下观察到的，被证明是定量一致的长寿命的自旋极化准粒子的存在下。我们的实验表明，超导态可以被小电流显着修改，远小于临界电流，这是潜在的有用的设备涉及超导量子比特。
2010-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-transport in superconductors
超导体中的自旋输运是一个具有重要基础和技术意义的课题，在超导低温存储和逻辑中具有潜在的应用前景。这一领域的研究正在迅速加强，最近的发现建立了超导自旋电子学领域。在这个角度来看，我们提供了一个概述的实验状态的最先进的超导体中的本地和非本地自旋输运特别关注，并提出设备方案，以证明超导自旋为基础的设备的可行性。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Phase Transition driven by Infinitesimal Instability: Majorana Fermions in Non-Hermitian Spintronics
量子相变是物理学中一种有趣的、基本的合作现象。通过分析自旋相关非厄米特跳跃的超导纳米线，我们发现了由无穷小级联不稳定性驱动的拓扑量子相变。反常相变与非厄米系统普遍的非布洛赫波行为是互补的。我们发现，一个无限小的磁场极大地抑制了非厄米趋肤效应，诱导与马约拉纳边界状态的拓扑相。此外，通过确定体拓扑不变量，我们建立了非厄米体边界对应，不具有厄米对应。我们还讨论了一个实验实现的系统，通过使用自旋电流注入到量子线。
2019-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Theoretical Perspectives on Spintronics and Spin-Polarized Transport
本文综述了自旋电子学和自旋极化输运的一些基本重要问题，特别强调了它们在量子计算和量子动力学相干控制中的应用。讨论了固态环境在电子自旋退相干中的作用。特别是，自旋-轨道相互作用对传导电子自旋弛豫的限制作用，仔细检查在最近的理论和实验进展。大多数提出的自旋电子器件涉及在各种混合结构的界面自旋极化输运。这里讨论的磁性半导体/超导体界面的具体例子显示了复杂的自旋相关界面在自旋极化输运中引入的许多复杂性。本文提出将超导体中的纠缠电子对（库珀对）转移到非超导区，从而分离出来，用于自旋纠缠的输运研究。量子计算的几个重要理论方案是基于固体中的电子和核自旋纠缠。这些建议是有用的物理要求进行了讨论，并提出了一些可供选择的意见。最后，最近发现的光学控制的核自旋在半导体中进行审查，并放置在一个长期的搜索电子控制的核动力学的背景下。
2000-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Superfluid Josephson Phase Qubits
提出了一种基于自旋超流和自旋霍尔现象的宏观自旋电子量子比特。这种磁量子信息处理装置实现了超导相量子比特的自旋-超导电流模拟，并允许完全的电控制和读出。我们还表明，相互作用的磁相位量子比特阵列可以实现量子退火。这些器件可以通过标准的固态制造技术构建，从而实现可扩展性。然而，操作温度的上限原则上可以高于超导对应物，因为它最终由磁有序温度控制，磁有序温度可以比常规超导装置的临界温度高得多。
2017-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Possible evidence for spin-transfer torque induced by spin-triplet supercurrent
超导体中的库珀对通常是自旋单线态。然而，最近的研究表明，自旋三重态库珀对可以在精心设计的超导体-铁磁体界面上产生。如果库珀对是自旋极化的，它们将不仅传输电荷，而且传输净自旋分量，但没有耗散，因此使与自旋电子器件相关的热效应最小化。虽然现在已经确定了三重态超电流的存在，但它们最有趣的性质-自旋-只能从输运测量中间接推断。在常规自旋电子学中，众所周知，自旋电流产生改变磁化动力学和切换磁矩的自旋转移力矩。由于自旋三重态超电流的类似效应的观察不仅将证实三重态对的净自旋，而且为超导自旋电子学的应用铺平了道路。本文给出了超导体/铁磁体/超导体（S/F/S）约瑟夫森结中三重态超电流引起自旋转移力矩的可能证据。在超导转变温度T_c以下，由于三重态超导电流引起的自旋转移矩，X波段（~ 9.0GHz）的铁磁共振场随温度的降低而迅速向低场移动。相反，这种现象在铁磁/超导体（F/S）双层和超导体/绝缘体/铁磁/超导体（S/I/F/S）多层中不存在，其中没有超导电流通过铁磁层。这些实验观察与理论预测的铁磁约瑟夫森结旋进磁化进行了讨论。
2017-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probe of Spin Dynamics in Superconducting NbN Thin Films via Spin Pumping
近年来，超导自旋电子学这一新兴领域引起了人们的广泛关注。人们在超导薄膜中发现了许多奇异的自旋相关性质，包括大的磁电阻、长的自旋寿命、巨自旋霍尔效应以及约瑟夫森结中的自旋超电流等。在这里，我们报告的调查自旋动力学的s波超导NbN膜通过自旋泵从相邻的绝缘铁磁体GdN层。在NbN层的超导临界温度以下观察到吉尔伯特阻尼的一个深刻的相干峰，这与最近的理论研究是一致的。我们的结果进一步表明自旋抽运可能是研究二维晶体超导体自旋动力学的一个有力工具。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage control of superconducting exchange interaction and anomalous Josephson effect
异质结构中磁交换相互作用的控制是基本的兴趣，并且具有在依赖于量子效应的基于自旋的应用中使用的潜力。我们在这里表明，交换相互作用的自旋阀，决定是否铁磁或反铁磁配置是有利的，可以通过电压控制的符号。这是由于非平衡准粒子分布和自旋极化库珀对的存在之间的相互作用而发生的。此外，我们表明，电压诱导的分布控制的异常超导发生在磁性约瑟夫森结，避免了具有挑战性的任务，操纵系统的磁纹理。这表明，超导自旋电子学中的两个关键现象，磁交换相互作用和产生反常约瑟夫森效应的相移，可以用电来控制。我们的研究结果是相关的自旋为基础的超导设备，在实践中最有可能精确地操作的非平衡效应。
2019-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Boosting the superconducting spin valve effect in a metallic superconductor/ferromagnet heterostructure
基于超导体/铁磁体邻近效应的超导自旋阀是超导自旋电子学的一个重要研究领域。在这里，我们展示了超导层的形态在多层S/F1/F2自旋阀的操作中的关键作用。我们研究了两种类型的超导自旋阀异质结构，粗糙和光滑的超导层，使用透射电子显微镜结合运输和磁性表征。我们发现，S/F界面的质量是不关键的S/F邻近效应，至于抑制的临界温度的S层。然而，它在S/F1/F2自旋阀的性能中显得至关重要。当S层的形貌从重叠岛的形式变为光滑的情况时，常规超导自旋阀效应的幅度显著增加。我们把这种戏剧性的效果归因于超导冷凝物的格林函数的均匀化在S/F1/F2阀的S/F界面与光滑表面的S层。
2016-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chirality selective spin interactions mediated by the superconducting current
我们表明，超导相关的存在下，非零的凝聚速度可以调解本地化的自旋，打破全球反演对称性的磁矩之间的特殊相互作用。所提出的相互作用机制是能够消除拓扑结构不同的磁性纹理之间的基本简并。对于载流超导体中的三种磁性杂质的一般系统，我们发现能量项与自旋手征成正比。在现实的超导体/铁磁/超导体的设置，我们揭示了显着的能量差异与相反的手征的各种磁性纹理。我们计算了通过左手和右手磁螺旋以及通过具有相反拓扑电荷的磁skyrmions结的约瑟夫森能量。在这些设置中，否则简并磁纹理之间的相对能量偏移由外部控制的约瑟夫森相位差来调节。所建议的低耗散操纵与skyrmion位置在一个赛道几何可用于先进的自旋电子学应用。
2018-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Long-range spin current driven by superconducting phase difference in a Josephson junction with double layer ferromagnets
本文从理论上研究了由s波超导体和两层铁磁体组成的约瑟夫森结中通过铁磁体（F）的自旋电流。利用准经典理论，我们证明了在无电压降的情况下，长程自旋电流可以由超导相位差驱动。这种自旋电流的来源是由于F中的邻近效应引起的等自旋电子形成的自旋三重态库珀对（STC）。我们发现，由STC进行的自旋电流表现出在F中的长程传播，即使约瑟夫森电荷电流几乎为零。我们还表明，这种自旋电流持续超过一个显着更长的距离比普通的自旋极化传导电子在F。因此，我们的研究结果表明，基于多层铁磁体的约瑟夫森结在自旋电子学应用中具有很大的潜力。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-polarized Josephson current induced by inhomogeneous altermagnetic interlayers
Tianjin University（天津大学）；Okayama University（冈山大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Nagoya University（名古屋大学）
研究通过不均匀反磁中间层设计无耗散自旋超流体，发现自旋极化约瑟夫森电流与反磁层取向角密切相关，抑制了单层破对称，增强了临界电流并消除了0-π转变。
2026-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bending-strain effects in conventional superconductors and superconducting junctions
本文研究常规超导体薄膜及SN、SNS结构中的弯曲应变效应，揭示应变诱导的自旋轨道耦合可产生偶频与奇频三重态配对、可调超导自旋流及0-π转变。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous vortex Hall effect in a ferromagnet/superconductor heterostructure
本研究在超导δ-TaN/铁磁CoFeB异质结构中实现了超导与铁磁共存，并在临界温度附近的混合态中观察到由底层CoFeB杂散场诱发的反常涡旋霍尔效应，为邻近效应诱导的涡旋动力学及新型超导自旋电子器件设计提供了新见解。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Intrinsic magnetization of the superconducting condensate in Fe(Te,Se)
State University of New York, Albany（纽约州立大学奥尔巴尼分校）；City College of the City University of New York（纽约市立学院）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Stony Brook University（石溪大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究发现铁(碲,硒)超导环中存在内禀磁场，通过自旋极化超导机制实现磁电阻的双重磁通量子化效应，为超导自旋电子学和量子信息平台提供新机遇。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Gate-Tunable Superconducting Spin Valve in a van der Waals Ferromagnet/Superconductor/Ferromagnet Trilayer
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）
理论证明在范德华铁磁/超导/铁磁三层结构中，通过静电门控调节铁磁层化学势，可实现标准、逆和三重态（非单调）超导自旋阀效应的连续调谐，并揭示门控导致非常规超导序参量温度依赖及超导自旋电子学多功能平台。
2026-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Extrinsic Spin-Charge Coupling in Diffusive Superconducting Systems
本文对具有任意强杂质势和非本征自旋轨道耦合的扩散超导系统进行了理论研究。从微观哈密顿量出发，导出了准经典格林函数的扩散方程，并证明了所有与自旋轨道耦合有关的机制都可以用三个动力学系数来表示：自旋霍尔角、自旋电流交换系数和由Elliott-Yafet机制引起的自旋弛豫速率.导出的扩散方程包含一个迄今为止未知的条款描述的自旋轨道扭矩，出现在超导状态。作为一个例子，我们提供了一个定性的描述与三重态相关的超导体中的磁涡旋，并表明，新的长期描述的自旋力矩成比例的凝聚体的光谱角动量和三重态矢量之间的矢量积。我们的方程开辟了探索超导体中自旋电子效应的可能性，而在正常金属态中没有对应物。
2018-09-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Perfect spin nonreciprocity in gated superconducting altermagnetic heterostructures
University of Florence（佛罗伦萨大学）；Guangzhou University（广州大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
研究通过超导交替磁体异质结构中自旋极化电流的非互易性，展示了通过选择性过滤横向动量通道实现完美非互易性，揭示了局部和非局部自旋行为的方向选择性。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-temperature superconducting Majorana fermions platforms in the layered Kitaev Materials: Case study of $Li_2IrO_3$
Qlogy Lab Inc.（Qlogy实验室公司）
本研究提出$Li_2IrO_3$作为高温超导平台，通过强自旋轨道耦合和蜂窝晶格结构支持Majorana边缘模式，并探索其在自旋电子学和拓扑量子记忆中的应用。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Thermal, electric and spin transport in superconductor/ferromagnetic-insulator structures
铁磁绝缘体（FI）附着在传统的超导体（S）上，大大改变了后者的性质。具体地说，在FI/S界面处的交换场导致超导态密度的分裂。如果S是一个超导薄膜，薄于超导相干长度，状态密度的修改发生在整个样品。S/FI结构中交换分裂和超导关联的共存导致了引人注目的输运现象，这些现象在热电、超导自旋电子学和辐射传感器中具有重要的应用。在这里，我们回顾了最新的进展，了解FI/S结构的输运性质，提出了一个完整的理论框架的基础上准经典动力学方程。我们讨论了非平衡条件下电子自由度，电荷，自旋和能量之间的耦合及其在热电和自旋相关输运中的表现。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
General framework for transport in spin-orbit-coupled superconducting heterostructures: Nonuniform spin-orbit coupling and spin-orbit-active interfaces
电子自旋轨道耦合（SOC）是凝聚态系统中各种新发现现象的基础。特别是具有SOC的一维拓扑异质结构，由于其独特的输运特征表明存在涌现的Majorana费米子而在理论和实验上得到了广泛的研究。然而，一个一般的框架SOC影响的运输超导异质结构，特别是考虑到界面效应，尚未开发，即使不管拓扑方面。在此，我们提供了一个有效的一维超导正常异质结构与不均匀的大小和方向的Rashba和Dresselhaus SOC以及自旋轨道活性界面。我们扩展了Blonder-Tinkham-Klapwijk处理来分析电流-电压关系，并获得了丰富的输运行为。我们的工作为表征异质结构中自旋轨道相互作用产生的基础物理及其对拓扑系统，自旋电子学应用和各种实验装置的影响提供了基础。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum magnonics: when magnon spintronics meets quantum information science
自旋电子学和量子信息科学是信息处理技术创新的两个有前途的候选者。这两个领域的结合使我们能够建立研究量子现象和实现多功能量子任务的固态平台。然而，在很长一段时间里，这两个领域的交集是有限的。这种情况在过去几年中发生了重大变化，因为在使用磁振子编码和处理信息方面取得了显着进展。另一方面，在理解准粒子的纠缠以及设计用于量子信息处理的高质量量子比特和光子腔方面的重大进展为将磁振子与量子系统集成提供了物理平台。在这些努力的基础上，量子磁振子学这一高度交叉的领域出现了，它结合了自旋电子学，量子光学和量子信息科学。在这里，我们给出了最近的发展概述有关的量子态的磁振子和它们的杂交与成熟的量子平台。首先，我们回顾了磁振子和量子纠缠的基本概念，讨论了磁振子量子态的产生和操纵，如单磁振子态、压缩态和量子多体态，包括玻色-爱因斯坦凝聚和由此产生的自旋超流。我们讨论了如何将磁振子系统与量子平台（包括腔光子、超导量子比特、氮空位中心和声子）集成和纠缠，以实现相干信息传输和协作信息处理。这些混合量子系统的非厄米物理和宇称时间对称性的影响突出，以及在量子存储器和高精度测量的应用。最后，我们提出了在量子磁的机会展望。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Cubic spin-orbit coupling and anomalous Josephson effect in planar junctions
二维系统中的自旋轨道耦合通常表现为Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC）在波矢上呈线性。然而，有越来越多的材料在波矢中支持占主导地位的SOC立方（cSOC），而它们的超导特性尚未被探索。通过研究塞曼场中超导体与正常cSOC区之间的约瑟夫森结，揭示了强非谐电流-相位关系和复杂的自旋结构。实验cSOC的可调谐性，使可调的异常相移和超电流，即使在零相位差的结中流动。约瑟夫森结中的cSOC的指纹是f波自旋三重态超导关联，其对于超导自旋电子学和支持马约拉纳束缚态是重要的。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
